Installation pour 1'évacuation par couches successives de granulés contenus
dans un récipient.
La prÚsente invention a pour object une installation pour l'Úvacuation par couches successives de granules contenus dans un réci pient, dans laquelle le fond de ce récipient es't pourvu d'une pluralité d'orifices d'éva- cua.
tio'n uniformément répartis, l'écoulemeait des granulÚs Ó travers ces orifices d'Úvacuation étant commandÚ par une pluralitÚ d'obtu rateurs actionnés simultanément et places sous oe fond, un récipient inférieur étant'dis- posé en dessous du premier de façon à rece- voir Fa totalité des granulés évacués par les orifices précédents et comportant lui-même un dispositif d'évacuation à débit continu ré glable à volonté, mais, dans tous les cas, inférieur au débit des. orifices d'évacuation du premier récipient.
Cette insballation est carac- irisée en ce que le récienrb inférieur est mobile verticalement et agit par son poids' sur un balancier oscillant autour d'un. axe situé à égale distancé de ses extrémités, ce balancier comportant, d'une part, un contre poids fixé à ce Mander et, d'autre part, un contrepoids mobile pouvant se dÚplacer librement le'long de se balancier, qui commande l'ensemble des obturateurs par un mécanisme tel que, lorsqu'il bascule sous l'influenee d'une augmentation de poids du récipient mobile, il provoque l'amenée des obturateurs dans la position pour laquelle ils interrompent l'Úcou Re, ment, et que, lorsqu'il bascule en sens inverse,
il provoque l'amenée de oes obturateurs dans ta position pour laquelle l'écoulement a lieu, la valeur dTi contrepoids fixé au balan- cier étant dégerment supérieure au poids nécessaire pour contrebaLancer à la. fois celui dhi rÚcipient mobile en cours de vidange et contenant encore quelques granulés et celui du contrepoids mobile siftué à fond de course à l'extrÚmitÚ du balancier opposÚe Ó celle présentant le oontrepoiids fixe, le tout de telle sorte que, lo, rsque le bala.
ncier a, dbpasse lla position horizontale, le contrepoids mobile se déplace vers l'extrémité abaissée de ce balan- cier et provoque un ! déséquilibre brusque provoquant un basculement brusque'du balancier et, par suite, un aotionnemenb également brusque, de l'ensemble des obturateurs.
Deux formes d'exécution'de l'objet de l'invention et une vacante de la première forme sont représentées, à titre d'exemple, au dessin annexé'dans lequel :
La fig. 1 est une coupe verticale le longi tudina ; le de la partiie inférieure d'un silo com- portant une première forme d'exécution de l'installation selon l'invention.
La fig. 2 estunecoupevertigepartielle par AAAA, de lza fig. 1 ;
La fig. 3 est une vue en plan du fond du silo ;
La fig. 4 est une vue plan des obtu- rateurs ;
La fig. 5 représente plus schématique- ment, en élévation et coupes partielles, cette forme d'exécution. de l'installation.
La fig. 6 est. une coupe verticale de cette forme d'exécution, le balancier occupant une position horizontale ;
La fig. 7 est une vue en plan'de la ferrure d'un balancier portant les tourillons ;
La fig. 8 représente en coupe verticale, à plus grande échelle, le dispositif d'évacuation de la trémie ;
La fig. 9 représente schématiquement une variante de cette première forme d'exécution ;
La fig 10, montre Jen coupe verticale, a-vec arrachement, une deuxi¯me forme d'exÚcution du dispositif seilon l'invention ;
La fig. 11 est une demi-coupe par iB-B-B-B. de la fig. 10 ;
La fig. 12 est une coupe par C-C-C-C-C-C de la fig. 10 ;
Les fig. 13 et 14 wepresentent, en perspec- live, respectivement la benne et le balancier ;
Les fig. 15 et 16 sont deux vues schéma- tiques montrant, en cours d'utilisation, les chambres d'expansion situées sous les orifices d'évacuation du récipient supérieur.
Le silo de l'a forme d'exécution des fig. 1 à 8, destiné à contenir du Me, par exemple, comporte des parois verticales 1 constituées en irise de parquet rainurées et bouvetées et clouées sur des madriers verticaux 2 et 2a ; ceux-ci sont encastrés dans les ailes des fers en U 3, 3a repoeant sur dieux poutres P1, PZ, constituées par des pièces de bois 4 emboîtées d'ans des fers en U 5. Les. poutres Pi, Ps et lie, fers en U 3 constituent un cadre rigide solidaire, par des goussets 7, de quatre pieds 6.
Le fond du silo est horizontal et comprend deux cornières 8. reposant sur les poutres Pi, P2, sur lesquelles elles sont boulonnées ainsi que les fers en U 3, et des barreaux inter- médiaires p, constitués chacun au moyen de deux cornières 9 (fig. 1) analogues aux precé- dentes, dont'les deux ailes qui se font vis-à-vis sont boulonnées ensemble avec interposition d'une plaque d ! e matière élastique 10, telle que du bois de peuplier. Ces barreaux sont également poses et boulonnés sur les poutres extrêmes Pi, P. 2.
Sur la partie supérieure des. barreaux p sont fixées respectivement par leurs ailes horizontales 11, lia, des tôles 12, 12a à section angulaire, joignant les deux extrémités des ailes des cornières ; l'aile 11 de la tôle 12 présente des discontinuités dans lesquelles viennent s'intercaler des saillies de l'aile lla, également discontinue, de la tôle 12a.
Des plaques 16, de forme rectangulaire, sont fixées'sous les'barreaux 9, de façon à déterminer des orifices d'écoulement 15, rÚgulièrement répartis et de dimensions identiques.
Sur'les tôles 12, 12a sont fixees, par l'in termédiaire de vis à bois 13, des pièces de bois prismatiques triangulaires 14 tronquées symétriquement et recouvertes (fig. 2) de tôles 17 fixées sur ces pièces de bois.
Les faces externes des tôles 17 recouvrant les pièces 14 déterminent, avec les faces des tôles 12 et 12a ; des dos d'âne formant des trémies desservant les orifices d'évacuation consécutifs ; la pente de ces dos d'âne doit être suffisante pour provoquer le glissement naturel des granulés considérés.
Aux poutres Pi, P2 sont fixés des fers en
U 18 portant ohaeun un rail 19 sur lequel roule une série de galets 20 portés par une poutrelle 21 formee au moyen Ede Ideux fers en U. Sur ces. poutrelles 21 sont fixées, par leurs extramites, des pou. trelles transversales en 7 22, auxquelles sont fixés des obturateurs 23 (fig. 1 et 4), eonsXbués par des lames de tôle rectangulaires.
Ces lames sont légèrement recourbées'à chaque extrémité en 24, 25 ; elles somt do. disposition et de dimensions telles que chacune d'eJfles occupe la même position que n'importe quelle. autre par rapport à la série d'orifices d'écoulement qu'elle intéresse.
I1 y a lieu de remarquer que la distance verticale separant la surface supÚrieure des obturateurs 23 de la surface inférieure des plaques de tôle 16 est supérieure à la plus grande dimensM. n du'granulé présumé le plus gros parmi ceux qu'il s'agit d'évacuer, blé dfa. ns l'exemple. En. outre, la largeur de chaque obturateur est elle que, ; lorsqu'il est en posi- tion, d'obturation, les granulés, passant par la série d'orifices d'évacuation correspondants et s'éboulant,. suivant fleur talus naturel, reposent sur cet. obturateur sans risquer de dé- border.
Sur les deux poutrelles extrêmes 21 sont fixés dbux fers en U transversaux 26 supportant d'eux chaises 27 portant une barre 28 . dont l'extrémité fait saillie en 29 (fig. 2).
Une trémie 32, pourvue d'un dispositif d'Úvacuation 33, est portÚe par l'intermÚdiaire de paliers 34 par deux tourillons coaxiaux 35, 35a ; l'un 35 de ces tourillons est solidaire d'une ferrure 36a (fig. 7) qui porte un tourillon 37, décalé par rapport aux précédents et qui est monté dans un palier 38. Cette ferrure fait partie d'un balancier 36 ; l'autre tourillon 35a est solidaire fd'une fe, rrure 39a analogue à la précédente et comportant un tourillon 40, coaxial avec le tourillon 37, et monté dans un palier 41. Cette ferrure 39a fait partie d'un balancier 39 réuni, au balan- cier 36 par deux entretoises 52 et 52a ; les deux balanciers portent Ó leurs extrÚmitÚs 49 une barre 59 sur laquelle est articulé un étrier 58 supportant un contrepoids 57.
Le balancier 39, constitué parr une poutre creuse, reetiligne, reçoit inbérieuremgent ulle bille 42 formant contrepoids mobile qui roule sur le fond de la poutre et vient Ebuter aux, deux extrémités de sa course, équidistantes de l'axe dm touril- lon 40, contre deux. amortisseurs' constitués par des ressorts Ó boudin 43.
Sur le tourillon 40 est monté fou un levier 44 terminé à sa partie supérieure par une fourchette à deux butées 45, 45a et dont . l'extrémité inférieure est réunie par des res- sorts 46, 47 respectivement à chacune des extrémités 49, 48 du balancier 39 ;
des tendeurs 46a, 47a permettent de rÚgler la ten sion des ressorts 46, 47 de façon à assurer, d'une part, la perpendiouilarité du levier 44 sur le balancier 39, lorsqu'il est libre, et, d'autre part, une attaque amortie et suffi- santede'l'extrémité29de la barre 28 qui provoque le déplacement du support des. obtura- beurs 23 entre deux butées fixes 30, 31 li, mi- tant sa course.
Des toiles inclinées 50 et 51 assurent l'écoulement des granules à. l'intérieur de la trémie 3. 2.
Le dispositif d'évacuation 33 de la trémie 32 es ; t constitué (fig. 8) par une pyramide 53a superposée à un conduit d'évacuation 53 pourvu d'orifices d'évacuation 54, disposas de façon à permettre l'écoulement des. granulés pour toute position verticale de la trémie ; cette dernière porte au voisinage de son orifice infÚrieur, d'une part, un jeu de galets 55, roulant sur les parois du conduit. d'évacua- tion prismatique, afin de guider la partie inférieure de'la trémie et, d'autre part, un jeu de brosses 56 assurant l'ÚtanchÚitÚ et s'op posant au coincemient des granulés entre l'ori- fice de la trémie et le conduit. d'évacuation 53.
Les deux extrémités du balancier 39 sont reliées respectivement à deux points fixes constitués ici par les butées 30 et 31 de l'ob- turateur par des liaisons elastiques 48a, 49a, qui ont pour but d'amortir le choc au moment où le support des obturateurs arrive au con tact de'l'une ou de l'autre de ces butées.
Le dispositif 33 possède pa. r construction un débit maximum qui'est toujours inférieur au débit minimum des orifices d'Úvacuation 15. Cette condition est indispensable puisque c'est le poids die la trémie et de son contenu qui commande la-fermeture'des obturateurs.
S'il n'en était pas ainsi, l'écoulement serait continu et d'un débit bien supérieur à celui eo, rrespondant à la. marche correcte Ide l'ins- lallation.
On pourrait disposer, aux extrémités des fers en U eonstitua, nt les poutrelles 21 portan, les galets 20 et sur les faces extérieures de ces poutrelles, un galet à axe vertical, non neprésenté,et.destinéàrouler sur la face verticale interne correspondante des poutres Pi ; Pa ; cette disposition aurait pour résultat d'éviter que les gailets, de roulement à axes horizontauxdel'obturateiur,quisontsoumis à un effort'dissymétrique, sortent de leurs rajas.
Le fonctionnement de l'installation qui vie, d'être décrite est le suivant :
Le sifb étant vide, ainsi que la trémie, les bala-nciers 36 et 39, sous l'influence des contrepoids 57, occupent une position inverse . de celle qui est représentée à la fig. 5 ; las butée 45 de la fourchette du levier 44 maintient donc, par l'intermédiaire de l'extrémité 29 de la, barns 28, le support des obturateurs 23 dans la position de pleine ouverture, en contact avec la butée 31, la, bille 42 occupant la position extrême voisMfe de l'extrémité 49 du. balancier creux 29.
La trémie occupe alors la position supÚrieure de sa course.
Si l'on'alimente Je silo en granulés, en blé par exemple, et à un débit supérieur à celui de J. a trémie, ils vont nécessairement s'écouler par les orifices d'évacuation 15 du fond et, grâce aux tôles 50, 51, se déveTS'er librement 'dans la trémie 32 qui les évacue à Tin débit donné et inférieur au précédent.
Il s'ensuit que le niveau, et partant le poids, des. gra- nulés contenus'dans'la trémie, vont croître jusqu'auano'mentoùcepoids,ajoutéàcelui de la trémie et de ses accessoires auront, par rapport à l'axe du tourillon 40, un moment égal à la somme des momentsinverses,dus, d'une part, à l'action'du contrepoids 57 et, d'autre part, à celle de la. bille 42. Au cours de cet aeoroisse, ment, la. trémie s'a. baisse par pivotement autour des axes des tourillons 37, 40 et provoque simultanément de redressement'des balanciers 36 et 39, jusqu'à la posi- tion horizontale.
Dès que, par suite de la continuité du débit de J/obturateur, la. somme desr premiers moments l'emporte sur celle des seconds, l'équilifbreestrompuetentraîneune inclinaison des balanciers en sens inverse de la prÚ cédente, jusqu'à ce que la butée 45a de la fourchette vienne en contact avec l'extrémité 29 de la barre 28 actionnant les obturateurs.
Le mécanisme est calculé pour que la pente soit à'ce moment juste suffisante pour provoquer le roulement de la bille 42 sur le fond du baÅaa. uoier 39 ;'celle-civientoccuperl'extré- mité 48, lle ehoc ébant. amorti grâee à l'amor- tisseur 43. Ce déplacement de la bille provo- que une augmentation brusque du moment prépondérant.Lebalancierentraîne,.grâce aux liaisons élastiques 46, 47, le levier 44 et la buttée 45a de la fourchette provoque la fermeture brusque des obturateurs dont le support vient en contact avec la butÚe 30 limitant la course.
Ainsi qu'il a dÚjÓ ÚtÚ dit, et grâce à la position particulière, de ces obtu- rafteurs, aucun) risque d'e oomoefment des granulés ne peut se produire. Pendant cette seconde période,'l'a trémie a continué son mou vement'de desoen'te, de telle s'o'rte qu'à la fin de ce mouvement les taurillons 35, 35a occu- pent, paT rapport au plan horizontal passant par l'axe d'oscillation des balanciers, une position symétrique de celle qu'ils occupaient initialement.
Les obturateurs étant fermés et la trémie continuant à débiter, le poids des granulés contenus dans. cette dernière décroît jusqu'à ce qu'il prena'ie une valeur assurant un équilibre avec les contrepoids 57. La décroissance du poids'des. granulés provoque une in'alinn. ison des balanciers en sens. inverse jusqu'à déplacement brusque, par roulement do la bille sur de fond du balancier.
A ce moment précis, la butée 45 de la fourchette du {levier 44 entre en contactavecl'extrémité 29 de la ba. rre 28 et la brusque prépondérance du moment de la bille et. du contrepoids provoque couver- ture également brusque de l'ensemble des obturateurs dont le support vient en contact
avec sa butÚe 31. Pendant ce dÚplacement, la trémie a subi un mouvement d'ascension et est venue occuper sa position supérieure initiale et le processus continue, afin d'obtenir
une succession d'ouvertures et de fermetures des obturateurs, ce qui permet l'évacuation, par couches successives, des granulés contenus dans le récipient et leur passage immédiat dans les appareils de transformation de l'installation.
D!ansl'avariantedecetteformed'exécu- tion MpTesentée à ta fig. 9, l'une des extrÚmités du support des obturateurs est reliée, par'l'intermédiaire d'un câble flexible 58, passant sur un'galet 59, à une saillie 60 du balancier 39. L'autre extrémité'de ce support est reliée semblablement à'une saillie 62 du balancier 39, ces saillies étant équidistantes de l'axe du tourillon 40. Chacun des câbles
flexibles oomp'mnd deux parties reliées par un ressort 61.
Le fo. nctionnem'ent de cette
variante est analogue à celui de la forme
d'exÚcution prÚcÚdente et se distingue par le fait que les câbles riemplacent dans ses attri- butions le levier à fourchette 44.
Dans la deuxième forme d'exÚcution, re
présentée aux fig. 10 à 16, le fond du silo est comsititué au moyen de barreaux pana'llêles
82, dont chacun se compose de deux fers en
U parallèles 84, dont les âmes sont disposées verticalement Les bords libres des ailes d'un de ces fers sont en regard des bords libres des'ailes de l'autre et les ailes, supérieures, de tous les fers en U 84 sont'dans le même plan horizontal.
Des lames plates 85 (fig. 12) sont disposées à intervalles égaux sur les ailes supérieures des fers. 84'des barreaux. de façon que chaque fois. deux lames consécutives dé- terminent avec les ailes supÚrieures des fers du barreau correspondamt un orifice d'éva- Niation 86. Des dos d'âne 89 détermment des trémies assurant l'évacuation des granulés par ces orifices 86 qui sont régulièrement répartis. Les obturateurs 23, recbangulaires, sont portés par un support mobile et disposés sous l'ensemble des barreaux parallèles 82.
On voit que l'espace compris entre les deux fers en U d'un barreau forme au-dessous des orifices d'évacuation de ce barreau une chambre d'expansion 87 dont l'utilitÚ appara¼tra par la suite. Les obturateurs 23 et leur support sont analogues à ceux de la première forme d'exécution.
Une benne 90 (fig. 10, 11 et 13) est soli daire Ide deux bras de suspension latéraux 91 oscillant sur des tourillons 92 portés'par des leviers 93 disposes de part et d'autre de la. benne et solidaires chacun d'une fourchette pourvue de mâchoires réglables 94 ; ces leviers 93 sont montÚs oscillants sur des tourillons 95 portés par le bâti. L'extrémité die chaque levier 93, opposée au tourillon 92, porte un tourillon 96 sur lequel oscille une bielle 97 articulée pa. r son autre extrémité en 98 sur le cadre 99 formant une partie du balancier (fig. 10, 11 et 14) ;
oe cadre porte au milieu de ses c¯tÚs des tourillons coaxiaux 100 montés dans des paliers 101 solidaires du bâti.
Ce cadre poste, fixé à l'une de ses extrémités, un contrepoids 88 formé par plusieurs lames juxtaposées d'une matière dense, du plomb par exemple, Deux rails-gui, des 102, eons. ti- tués par dies fers en U sur les ailes desquels roulent des galets 103 sur lesquels est monté un contrepoids mobile 104, s'ont fixés au cadre 99 symÚtriquement par rapport au plan de symÚtrie vertical de ce cadre. Le choc du conlirepoids 104 est amorti aux deux extrémités de sa course par dés boîtes à ressort 105. Le balancier est lui-même amorti à chaque fin de course par des boîtes a ressort 106 portées par le bâti.
La benne (fig. 13), dont l'axe de suspension esft situe au-dessus de l'axe'du balancier, est constituée de façon à former deux poches P1,
P2, mÚnageant entre elles un enfoncement 107 p, ermetta. nt, en eours de fonetionnement, la libre oacilla. tion des rails-guides portant le contrepoids mobile. Cette disposition centrale du contrepoids moMIe assure un équilibrage satisfaisant de l'ensemble pour unie utilisation très rationnelle de l'espace libre.
Les surfaces de raccordement des deux poches de la benne ont une inclinaison pa. r rapport à l'horizon- ta) le supérieure à l'angle du talus naturel d'éboulement des granuiléa co. sidérés. de façon à assurer l'écoulement certain de ces derniers.
Les poches Pi, P2 comportent à leurs parties inférieures des ajutages égaux 108 assurant une Úvacuation Úgale des deux poches dans un distributeur unique 109 commande par r 'câble souple 110. Le débit du dispositif d'éva cuation de la benne est toujrnars inférieur à celui des orifices 86.
Le Le fonctionnement de cette installation est identique à celui de l'installation décrite précédemment, les deux fourchettes assurant les déplacements brusques de l'ensemble des obturateurs 23, dont le support vient à chaque fin de course buter contre les boîtes à ressort 111. Ces fourchettes viennent en prise avec une barre transversale du support des obturateurs.
Il convient'cependant d'expliquer l'utilité des chambres d'expansion 87. Elles ont pour but d'éviter que le mouvement de la masse totale de granulÚs contenue dans le silo tende à provoquer pa. r son arrêt immédiat l'effon- drement de l'ensemble : paroi-fond-obturateur.
Si l'on considère. l'orifice 86 pendant l'Úcoulement, la veine (fig. 15) s'Úcoule verticalement, sa section transversale étant infé- rieure à celle de l'orifice. Il existe alors dans la chambre d'expansion, de part et d'autre deJa,vein;e,desespacesvides. Au moment de l'interrupti, on brusque de l'ézoulement, la partie de la veine située dans la chambre d'expansion augmente de volume, les granulÚs se plaçant suivant leur talus d'éboulement, et remplit partiellement cette chambre ; elle prend alors uneformesensiblementvoisine de celle qui est représentée à la fig. 16 et en tous cas d'un volume nettement supérieur à celui de la veine en cours d'écoulement.
Bar suite de cette déformation de la veine de granulés, une partie de la force vive se trouve absorbée par les parois de Ja chambre d'ex- pansion.