Brevet FR3057560A1 — publié le 20180420

VIS BALAYEUSE POUR SILO 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui du stockage et de la manutention des matières en vrac. Plus précisément, l'invention concerne une vis balayeuse pour silo. L'invention trouve notamment une application dans l'extraction de produits agricoles, tels que des récoltes de céréales, de légumineuses ou d'oléagineux, au fond des silos. 2. État de la technique Dans les exploitations agricoles, dans les coopératives agricoles, ou encore dans les ports de transit, il est fréquent que l'on stocke des céréales, du grain ou des granules dans des silos circulaires Il est connu de prévoir une trémie d'évacuation au centre du plancher horizontal d'un silo, de façon à permettre un écoulement gravitaire du produit 15 stocké lors de la vidange du silo. Un inconvénient de cette technique est qu'une partie des grains sur la périphérie du silo ne sont pas évacués par la trémie. Cette quantité résiduelle de grains au fond du silo, après ouverture de la trémie, résulte de l'effet de talutage, dont l'angle dépend du type de produit et notamment de la forme des grains, mais 20 également de l'hygrométrie ambiante qui influe sur l'adhérence des grains entre eux. Ainsi, il est nécessaire, pour vider complètement le silo, d'évacuer les grains à la pelle, ce qui est laborieux et peut se révéler dangereux pour les personnes qui pénètrent dans le silo, ou d'utiliser un dispositif mécanique motorisé. Il est ainsi connu de mettre en oeuvre une vis d'Archimède motorisée, 25 communément appelée vis balayeuse, qui balaie le plancher d'un silo circulaire en tournant autour de l'axe du silo, pour ramener vers une trappe centrale le produit à évacuer. 3057560 2 Un inconvénient des techniques connues de vis balayeuse est qu'il peut se produire un bourrage, qui contraint à arrêter la vis pour dégager la vis d'Archimède, d'autant plus fréquemment que l'ouverture de la trémie au fond du silo est de petite dimension. 5 3. Objectifs de l'invention L'invention a donc notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'état de la technique cités ci-dessus. Plus précisément l'invention a pour objectif de fournir une vis balayeuse à rotation centrale pour silo circulaire de stockage de produits agricoles ne 10 rencontrant pas de bourrage, provoquant un blocage de sa vis sans fin, par les produits agricoles. Un autre objectif de l'invention est de fournir une telle technique de vis balayeuse qui autorise un remplissage du silo, quelle que soit la position d'arrêt de la vis balayeuse lors du précédent balayage. Un objectif de l'invention est également de fournir une telle technique de vis balayeuse qui ne se bloque pas, lorsqu'un bourrage se produit au niveau du tapis transporteur situé sous le silo. C'est également un objectif de l'invention de proposer une telle technique de vis balayeuse qui puisse être mise en oeuvre dans des silos de diamètres 20 quelconques. Un autre objectif de l'invention est de proposer une telle technique qui soit simple à mettre en oeuvre. Encore un objectif de l'invention est de fournir une telle technique qui soit fiable. 25 4. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints à l'aide d'une vis balayeuse à rotation centrale pour silo circulaire de stockage de produits agricoles, tels que des céréales ou des grains, comprenant une vis sans fin et une portion de carter fixe par rapport à la vis, enveloppant partiellement la 3057560 3 vis sans fin de sorte à laisser un accès libre des produits agricoles à la vis sans fin d'un côté de la vis au travers d'une ouverture entre la portion fixe du carter et le plancher du silo. Selon l'invention le carter comprend au moins un capot mobile par rapport 5 à la portion fixe du carter, entre une position escamotée, dans laquelle l'ouverture est libérée, et une position déployée, dans laquelle le capot obstrue l'ouverture. Ainsi, de façon inédite, l'invention propose de mettre en oeuvre un carter présentant au moins une portion de carter fixe et une portion mobile formant un capot qui permet d'isoler l'accès à la vis sans fin lors du chargement du silo et qui 10 permet un démarrage de la vis sans fin à vide dans les situations ou la vis balayeuse n'a pas été arrêtée au-dessus des trémies de vidanges ménagées dans le plancher du silo lors de la précédente opération de balayage. Par ailleurs, on peut d'une part libérer progressivement l'accès des produits agricoles à la vis sans fin en escamotant le capot, après un écoulement 15 gravitaire lors d'une vidange du silo, pour balayer le talus résiduel de produits. D'autre part, on peut également obstruer cet accès pour isoler la vis sans fin, dans un silo vide avant son chargement. En outre, lorsque le capot mobile est en position déployé et obstrue l'ouverture entre la portion fixe du carter et le plancher du silo il empêche les produits agricoles d'accéder à la vis sans fin, et les efforts sur le moteur de la vis sans fin lors du démarrage à vide sont réduits, ce qui préserve la durée de vie du moteur. Il convient de noter que, dans le cadre de l'invention, la portion de carter fixe peut s'étendre sur toute la longueur de la vis sans fin ou s'étendre seulement sur une partie de celle-ci, et qu'en conséquence, l'ouverture entre la portion de carter fixe et le plancher peut s'étendre sur toute la longueur de la vis sans fin ou s'étendre seulement sur une partie de celle-ci. 3057560 4 Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la vis balayeuse comprend des moyens d'actionnement motorisés du capot mobile entre la position escamotée et la position déployée. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les moyens 5 d'actionnement comprennent un vérin et des moyens de transformation d'un mouvement de translation du vérin en un mouvement de rotation du capot. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les moyens de transformation sont formés d'un arbre de commande comprenant des leviers de renvoi, chaque levier de renvoi actionnant une biellette solidarisée au capot. 10 On obtient ainsi, un mécanisme de commande simple, fiable et de coût réduit. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, la vis balayeuse est formée d'une pluralité de modules alignés assemblés deux à deux présentant chacun une portion de carter fixe, au moins un des modules étant 15 un module spécifique d'une longueur adaptée de sorte que la vis balayeuse s'étende sur une distance sensiblement égale au rayon intérieur du silo. Grâce à cette conception modulaire, il est facile de fabriquer des vis balayeuses sur mesure, adaptées à tout diamètre de silo. Avantageusement, on peut associer des modules standards de longueurs 20 identiques, par exemple de 3 m de long et un module de longueur spécifique. Par ailleurs, il est possible d'utiliser directement des feuilles de matière première sans faire de découpes, simplement en les mettant en forme pour fabriquer les modules standards, ce qui réduit substantiellement les coûts de fabrication de la vis balayeuse. 25 En outre, la production en série de modules standards permet de réduire les délais de fabrication. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, au moins deux des modules comprennent un capot mobile et en ce que les moyens d'actionnement de chacun des capots sont indépendants l'un de l'autre, de façon à pouvoir 3057560 5 obstruer ou libérer indépendamment l'ouverture entre la portion de carter fixe de chaque module et le plancher du silo. Ainsi, il est possible de libérer chaque ouverture indépendamment les unes des autres. 5 Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le module situé à l'extrémité proximale de la vis sans fin ne comprend pas de capot mobile. Ainsi, en cas d'engorgement au niveau de la trémie centrale en entonnoir du silo, située sous le moteur à l'extrémité proximale de la vis sans fin, le produit agricole en excès entraîné par la vis sans fin peut se déverser dans le silo par 10 l'ouverture permanente formée entre le plancher et la portion fixe du carter du module situé à l'extrémité proximale. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, la portion fixe de carter du module situé à l'extrémité proximale de ladite vis sans fin présente un décrochement configuré de sorte à faciliter l'écoulement gravitaire 15 des produits agricoles au travers de la vis balayeuse. Ainsi, le décrochement offre un passage plus important aux grains vers la trémie, ce qui facilite l'écoulement des grains lors de la vidange gravitaire du silo. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le module spécifique est monté entre deux modules de longueurs identiques. 20 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : 25 - La figure 1 est une vue en situation d'une vis balayeuse selon l'invention dans un silo à grains à embase circulaire ; - la figure 2 est une vue en perspective de la vis balayeuse présentée en référence à la figure 1, lorsque ses capots sont en position escamotée ; 3057560 6 la figure 3 est une vue en perspective de la vis balayeuse présentée en référence à la figure 1, lorsque ses capots sont déployés ; - la figure 4 est une vue de détail d'un élément de commande d'un 5 des capots présentés sur les figures 2 et 3 ; - La figure 5 est une vue de détail d'un élément de guidage d'un capot présenté sur les figures 2 et 3. 6. Description détaillée de l'invention 6.1. Exemple de mode de réalisation de l'invention 10 Sur la figure 1, on a illustré un exemple de mode de réalisation d'une vis balayeuse 10 selon l'invention équipant un silo 1 de stockage de grains, dont l'embase est circulaire. Dans ce silo 1 à grains, la vis balayeuse 10 repose sur un plancher 2 au travers duquel sont montés une trémie centrale en entonnoir 3 et trois bouches 15 périphériques 4 sensiblement alignées, destinées à permettre l'écoulement des grains vers le niveau inférieur du silo 1. Au niveau inférieur, on trouve sensiblement à la verticale des bouches 4 et de l'entonnoir d'écoulement un transporteur (non représenté) qui évacue les grains vers l'extérieur du silo afin de charger un camion ou un bateau, lorsque les 20 bouches 4 et/ou la trémie 3 sont ouvertes. Ce transporteur peut être, par exemple, un tapis convoyeur ou une vis d'Archimède. La vis balayeuse 10 est montée à une extrémité 11 sur un axe 12 sensiblement coaxial avec l'axe de l'embase circulaire du silo 1 et l'axe d'écoulement de la trémie 3. 25 Ainsi, la vis balayeuse 10 peut effectuer un balayage angulaire autour de l'axe 12 pour balayer la base circulaire du silo 1 et évacuer les grains qui restent accumulés sur la périphérie du silo vers la trémie centrale 3 et/ou les bouches 4. Comme on peut le voir plus en détail sur la figure 2, dans une vue en perspective de la vis balayeuse 10 représentée seule, celle-ci comprend un 30 ensemble de balayage 22 composé d'une vis d'Archimède 20, permettant 3057560 7 d'entraîner les grains vers le centre du silo 1, partiellement recouverte d'un carter 21 de protection, présentant plusieurs portions fixes 29.1, 29.2, 29.3, 29.4, 29.5 par rapport à la vis sans fin 20. Sur cette figure 2 on a représenté la vis balayeuse 10 dans une 5 configuration où les grains ont un accès libre, d'un côté, à la vis sans fin 20, via des ouvertures 200.1, 200.2, 200.3, 200.4, 200.5 entre chaque portion de carter fixe et le plancher 2 du silo 1. L'ensemble de balayage 22 est porté au niveau de son extrémité proximale par un bloc moteur 23 apte à entraîner la vis sans fin 20 en rotation et 10 au niveau de son extrémité distale par une roue motorisée 24. Au niveau de l'extrémité proximale de l'ensemble de balayage 22, le bloc moteur 23 est monté sur un pivot central (non représentés) logé sous un couvercle de protection 25. En outre, l'arbre du bloc moteur 23 est accouplé par l'intermédiaire d'un joint de cardan à la vis sans fin 20. Ainsi, la vis balayeuse peut 15 tourner autour de ce pivot central, d'axe vertical dans un plan sensiblement horizontal malgré les variations de planéité du plancher 2. Au niveau de l'extrémité distale de l'ensemble de balayage 22, la roue motorisée 24, qui soutient et garantit une avancée angulaire constante de l'ensemble de balayage 22, est coiffée par un capot de protection. Cette roue 20 motorisée 24 d'avance, qui est du type cage d'écureuil avec des rouleaux caoutchoutés, est entraînée en rotation par un motoréducteur électrique. Selon des variantes de ce mode de réalisation particulier de l'invention, l'ensemble de balayage 22 est équipé, en fonction de sa longueur, de roues d'avance supplémentaires fixées aux différentes structures d'ancrage 26. Ces 25 roues d'avance supplémentaires sont entraînées par un arbre solidarisé à la roue motorisée principale 24. Ainsi, ces roues imposent une avance angulaire constante et identique aux différentes parties l'ensemble de balayage 22, ce qui permet de limiter sa torsion lorsqu'il rencontre une zone où une quantité importante de grains s'est accumulée. 3057560 8 Par ailleurs, on constate également sur la figure 2 que l'ensemble de balayage 22 est composé de cinq modules 27.1, 27.2, 27.3, 27.4, 27.5 assemblés bout à bout selon l'orientation longitudinale de la vis balayeuse. Le module de tête 27.1 est accouplé d'un côté au joint de cardan du bloc moteur 23 et de l'autre côté 5 à trois modules intermédiaires 27.2, 27.3 et 27.4 suivis d'un module d'extrémité 27.5, portant la roue motorisée 24. Chaque module 27.1, 27.2, 27.3, 27.4, 27.5 comprend une portion de carter fixe 29.1, 29.2, 29.3, 29.4, 29.5 par rapport à la vis sans fin 20. La partie supérieure du carter 21 du module de tête 27.1 comprend un 10 décrochement 28 qui offre un passage plus important aux grains vers la trémie 3, afin de faciliter l'écoulement des grains lors de la vidange gravitaire du silo 1. En outre, en cas de bourrage au niveau de la trémie 3, suite à un dysfonctionnement du transporteur situé sous le plancher 2, les grains qui sont avalés par la vis sans fin 20 et transportés vers l'entonnoir 3, sont refoulés vers le haut au travers du 15 décrochement 28. Pour fabriquer la vis balayeuse 10 de longueur sensiblement égale au rayon de la base circulaire du silo 1, on assemble les modules de longueurs identiques 27.1 à 27.4 avec le module d'extrémité spécifique 27.5, destiné à compléter la longueur de la vis. 20 Dans ce mode de réalisation de l'invention illustré par la figure 2, le module de tête 27.1 est distant de 0,5 m du centre du plancher circulaire, les modules 27.1 à 27.4 ont sensiblement une longueur de 3 m et le module 27.5 présente une longueur d'environ 1,5 m, ce qui permet de balayer presque toute la surface du plancher du silo 1, de rayon intérieur égal à 14 m, avec la vis 10. 25 Sur cette figure 3 on a représenté la vis balayeuse 10 dans une configuration où des capots 30, appartenant au carter 21, sont déployés et empêchent l'accès des grains à la vis sans fin 20 au travers de l'ouverture 200.2, respectivement 200.3, 200.4, 200.5 existant entre la portion de carter fixe 29.2, respectivement 29.3, 29.4, 29.5 et le plancher 2. 3057560 9 Comme on peut le voir sur la figure 3, chaque module 27.2 à 27.5 de la vis balayeuse 10 est équipé d'un capot 30 amovible, qui ferme un volume intérieur autour de la vis sans fin 20, délimité par ailleurs par la portion fixe du carter 21 et le plancher 2. Ainsi on peut obstruer l'accès à la vis sans fin via les ouvertures 5 200.2, 200.3, 200.4, 200.5 et empêcher les grains de pénétrer à l'intérieur du volume fermé autour de la vis d'Archimède 20. Pour cela, chaque capot 30 est mobile et manoeuvré par un actionneur, tel qu'un vérin électrique, logé sous un carter de protection 31. On a représenté sur la figure 4 une vue partielle en perspective d'un 10 module de la vis balayeuse dont le capot 30 est en position escamotée, comme sur la figure 2. Sur cette figure 4, la portion fixe du carter de protection 31 a été masquée, afin que l'on puisse voir les moindres détails du mécanisme de manoeuvre du capot 30. Comme on peut le voir sur la figure 4, l'extrémité du corps du vérin 15 électrique 40, du côté du moteur 41, est montée libre en rotation autour d'un axe d'oscillation 42, solidarisé au carter de protection 31. À l'autre extrémité du corps du vérin 40 est montée une tige accouplée par un premier axe 43 à un levier 44 fixé sur un arbre de commande 45. Sur cet arbre de commande 45, maintenu par des brides 401, sont également fixés des leviers de renvoi 46. Chaque levier de 20 renvoi 46 est solidarisé à une première extrémité d'une biellette 47 via un deuxième axe 48. La seconde extrémité de chaque biellette 47 est solidarisée à une oreille 49 fixée sur le capot 30 à l'aide d'un troisième axe 400. Cette oreille 49 est par exemple fixée en bordure de la lèvre extérieure du capot 30, qui est sensiblement au contact du plancher 2 lorsque le capot 30 est déployé. 25 Ainsi, lorsque la tige du vérin 40 s'allonge, le mouvement de translation de la tige du vérin est converti en un déplacement angulaire d'environ 90 ° par l'arbre de commande 45. Ce déplacement angulaire est retransmis par l'arbre de commande 45 aux leviers de renvoi 46 puis par l'intermédiaire des biellettes 47 au capot 30, qui passe de la position escamotée à la position déployée. 3057560 10 On a illustré sur la figure 5 une vue de détail de la zone d'assemblage de deux modules 27.2 et 27.3 contigus. Comme on peut le constater sur la figure 5, la vis d'Archimède 20 est composée de deux portions 20.a, 20.b. Chaque portion 20.a, 20.b est formée d'un 5 moyeu 50 autour duquel s'enroule une hélice hélicoïdale 51. Ces portions 20.a, 20.b sont reliées par des arbres de liaison 52. Chaque arbre de liaison 52 est formé d'une portion 53 formant une bride se prolongeant par une portion 54 formant un axe qui s'insère dans le moyeu 50 et est fixé à celui-ci par des boulons 55. L'assemblage des deux portions 20.a, 20.b de la vis sans fin 20 est assuré par des 10 boulons 56 qui maintiennent alignées et serrées l'une contre l'autre les deux collerettes des deux brides 53. On voit également que la portion d'axe 54 de l'arbre 52 traverse un palier 57, fixé par une plaque au carter 21, qui permet de figer la position axiale de la vis sans fin 20 dans l'ensemble de balayage 22. 15 Un bras d'articulation 58 du capot 30 est monté pivotant autour de l'axe 54 sur une bague en bronze frittée et fixé au capot 30 sensiblement au niveau de son extrémité distale, la plus éloignée de l'axe 54. L'extrémité distale du bras d'articulation 58 présente une oreille 500 sur laquelle s'articule la seconde extrémité de la biellette 47 du mécanisme de commande précédemment décrit en 20 relation avec la figure 4 6.2. Autres caractéristiques optionnelles et avantages de l'invention Dans des variantes du mode de réalisation de l'invention détaillé ci-dessus, il peut également être prévu : d'intégrer au niveau de la trémie formant entonnoir un capteur anti 25 bourrage, tel un capteur mécanique, ou encore un capteur inductif ; que le moteur de la vis balayeuse soit un motoréducteur ; que la roue motorisée soit remplacée par une roue entraînée par la rotation de la vis sans fin 20 via une courroie ou une chaîne ; 3057560 11 de placer le module spécifique à une position quelconque entre deux modules de longueurs identiques dans l'ensemble de balayage ; que chaque roue d'avance supplémentaire soit individuellement 5 motorisée. REVENDICATIONS1. Vis balayeuse (10) à rotation centrale pour silo (1) circulaire de stockage de produits agricoles, tels que des céréales ou des grains, comprenant une vis sans fin (20) et une portion de carter fixe (29.1, 29.2, 29.3, 29.4, 29.5) par rapport à ladite vis, enveloppant partiellement ladite vis sans fin de sorte à laisser un accès libre desdits produits agricoles à ladite vis sans fin d'un côté de ladite vis au travers d'une ouverture (200.2, 200.3, 200.4, 200.5) entre ladite portion fixe dudit carter et le plancher dudit silo, caractérisé en ce que ledit carter comprend au moins un capot mobile par rapport à ladite portion fixe dudit carter, entre une position escamotée, dans laquelle ladite ouverture est libérée, et une position déployée, dans laquelle ledit capot (30) obstrue ladite ouverture. 2. Vis balayeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'actionnement motorisés dudit capot mobile entre ladite position escamotée et ladite position déployée. 3. Vis balayeuse selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent un vérin (40) et des moyens de transformation d'un mouvement de translation dudit vérin en un mouvement de rotation dudit capot. 4. Vis balayeuse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de transformation sont formés d'un arbre de commande (45) comprenant des leviers de renvoi, chaque levier de renvoi actionnant une biellette solidarisée audit capot. 5. Vis balayeuse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite vis balayeuse (10) est formée d'une pluralité de modules (27.1, 27.2, 27.3, 27.4, 27.5) alignés assemblés deux à deux présentant chacun une portion de carter fixe (29.1, 29.2, 29.3, 29.4, 29.5), au moins un desdits modules étant un module spécifique d'une longueur adaptée de sorte que ladite vis balayeuse s'étende sur une distance sensiblement égale au rayon intérieur dudit silo. 3057560 13 6. Vis balayeuse selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins deux desdits modules (29.2, 29.3, 29.4, 29.5) comprennent un capot mobile et en ce que les moyens d'actionnement de chacun desdits capots (30) sont indépendants l'un de l'autre, de façon à pouvoir obstruer ou libérer 5 indépendamment l'ouverture (200.2, 200.3, 200.4, 200.5) entre ladite portion de carter fixe de chaque module et le plancher dudit silo. 7. Vis balayeuse selon la revendication 6, caractérisée en ce que le module (29.1) situé à l'extrémité proximale de ladite vis sans fin ne comprend pas de capot mobile. 10 8. Vis balayeuse selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que ladite portion fixe de carter du module (29.1) situé à l'extrémité proximale de ladite vis sans fin présente un décrochement (28) configuré de sorte à faciliter l'écoulement gravitaire desdits produits agricoles au travers de ladite vis balayeuse. 15 9. Vis balayeuse selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce ledit module spécifique est monté entre deux modules (29.1, 29.5) de longueurs identiques.