Brevet FR3045766A1 — publié le 20170623

La présente invention concerne un dispositif additionnel améliorant l'efficacité et le rendement des appareils connus sous l'appellation de canons à air ou encore décolmateurs pneumatiques. Les canons à air sont des appareils destinés majoritairement à faciliter ou rétablir l'écoulement des matériaux en vrac stockés dans des silos ou à l'air libre sous forme de tas. Ils sont installés sur les parois et leur principe de fonctionnement consiste à libérer le plus rapidement possible un volume d'ait stocké dans un réservoir. La quantité d'air ainsi libérée atteignant des vitesses très élevées génère une onde de choc ainsi qu'un effet dynamique agissant sur les matériaux et déséquilibre ou détruit les voutes qui empêchent le bon écoulement. Dans d'autres applications, les canons à air sont utilisés pour éviter les formations de croutages sur les parois d'échangeurs de température, notamment dans les cimenteries et fours à chaux. Les applications ci-dessus ne sont pas restrictives. Un canon à air conventionnel est composé d'une vanne à ouverture rapide à l'intérieur de laquelle le déplacement un piston est commandé par un clapet d'échappement accéléré lui-même commandé par système de déclenchement. Le tout est relié à une réserve d'air comprimé. Pour provoquer l'ouverture de la pleine section de sortie d'air la partie amont piston est mise soudainement à l'air libre tandis que la pression interne du réservoir s'applique sur la base dudit piston pour le faire reculer et libérer le volume contenu en un temps extrêmement court. De façon générale, la mise à l'air libre se fait par l'intermédiaire d'un clapet d'échappement rapide à commande électrique, pneumatique ou manuelle. Lors du déclenchement du tir d'un canon à air conventionnel, le volume d'air du réservoir est entièrement libéré alors que, dans la grande majorité des applications, seule la première phase du tir effectué à très haute vitesse est efficace. Il en résulte une perte inutile d'énergie utilisée pour la compression de l'air. Cette perte est un fort pourcentage du volume disponible. Le dispositif selon l'invention est un piston secondaire (6) situé en amont du piston principal (5) qui, lors de la mise à l'air libre par l'échappement accéléré(4) est mécaniquement repoussé par le recul du piston principal (5). Sur leur course de recul la surface de contact entre les pistons principal (5) et secondaire (6) se positionne devant les orifices d'une chambre de réserve de pression (7) et la pression de la chambre de réserve s'insinuant entre les deux pistons maintient le piston secondaire (6) en butée arrière en interrompant l'échappement de l'amont du piston principal tandis qu'elle repousse le piston principal (5) en position fermée. Le piston secondaire (6) reste en position fermée jusqu'à interruption de l'ordre de déclenchement et réalimentation de l'échappement accéléré (4). L'évacuation de l'air du réservoir est ainsi interrompue et le volume résiduel reste disponible pour un second, voire troisième tir (suivant volume du réservoir) ou, si un seul tir est 3045766 2 nécessaire, le rechargement du réservoir est beaucoup plus rapide et la consommation d'air s'n trouve largement réduite. Un ressort (9) aide, d'une part, à la rapidité de refermeture du piston principal (5) et a, d'autre part, pour fonction principale de maintenir le piston principal fermé (5) lorsque 5 l'installation n'est pas en service. Un ressort (10) agit sur le piston secondaire pour assurer sa refermeture lors de la remise à l'équilibre des ses pressions amont et aval au moment de la réalimentation. Les dessins annexés illustrent l'invention : - la figure 1 représente en coupe l'ensemble du dispositif de l'invention. 10 - les figures 2 à 6 détaillent le processus ci-dessus décrit. En référence à ces dessins, le dispositif s'inscrit dans la configuration du canon à air conventionnel, avec le réservoir (2), le corps (1), le dispositif de déclenchement (3), l'échappement accéléré (4), le piston principal (5), le piston secondaire (6), la chambre de réserve (7) faisant également office de chemise des pistons (5) et (6) et l'orifice de sortie avec son siège (8). 15 Selon les modes particuliers de réalisation - le réservoir peut être constitué d'un ou plusieurs volumes. - le corps peut faire office de chemise de piston. - le dispositif de déclenchement et l'échappement accéléré peuvent faire l'objet d'un seul composant. 20 - le piston principal peut être ou non équipé d'un ressort de rappel en position. - la chambre de réserve peut être supprimée par exemple si l'on dispose d'un débit d'air comprimé suffisant pour assurer la fonction de refermeture. - le siège de sortie peut être rattaché à la chemise de façon, par exemple, à ce que l'ensemble du mécanisme puisse être retiré en une seule pièce. 25 Le dispositif selon l'invention est destiné à l'amélioration de rendement des appareils connus sous le nom de canons à air ou encore décolmateurs pneumatiques. Il pourra être installé en remplacement des appareils existants ou sur installations nouvelles. L'application s'adresse tout particulièrement aux industries dans lesquelles interviennent des opérations de transfert de matériaux en vrac, ensilés ou à l'air libre ainsi qu'aux processus industriels nécessitant 30 l'élimination de croutages dans des échangeurs à haute température. Les applications ci-dessus ne sont pas restrictives. Le dispositif selon l'invention permet d'une part d'économiser le volume d'air utilisé sans perte d'efficacité et d'autre part de déclencher plusieurs tirs consécutifs à intervalles rapprochés. REVENDICATIONS1) Dispositif pour l'amélioration du rendement des appareils dits « canons à air » ou encore « décolmateurs pneumatiques » au sens général du terme, caractérisé en ce qu'il comporte un piston secondaire additionnel (6) qui, lors de la mise à l'air libre de l'échappement accéléré(4) est repoussé par le recul du piston principal (5). Ce piston secondaire (6) vient interrompre l'échappement tout en libérant l'orifice d'une chambre de réserve de pression (7) qui referme instantanément ledit piston principal (5) et maintient le piston secondaire (6) en position d'interruption de la mise à l'air libre jusqu'à réalimentation de l'échappement accéléré (4). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la chambre de réserve (7) peut être remplacée par une alimentation en air à débit et pression suffisant à la refermeture du piston principal (5). 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif de déclenchement(3) et l'échappement accéléré (4) peuvent faire l'objet d'un seul composant. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le piston principal (5) peut être ou non équipé d'un ressort de rappel/maintien en position. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le siège de sortie (8) peut être rattaché à la chemise de la chambre de réserve (7).