Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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La pr~sente inyention concerne le stockage de produits
granuleux, tels que ceux couramment ensilés dans des silos in-
dustriels et/ou agricoles (produits en vrac, grains, etc...).
En matiere de silos, la question du stockage est inseparable
de la question de la vidange des produits stockés.
En effet, une conception de silo avec musoir suspendu,
si elle permet d'éviter la nécessité d'un appareillage mecani-
que pour la vidange gravitaire totale, presente l'enorme in-
convenient d'un volume utile perdu important du fait de la pre-
sence du ou des musoirs, et reste une solution onereuse et limi-
tative quant au dimensionnement transversal de l'el~ment de silo:
on dépasse rarement un diamètre d'une dizaine de mètres avec un
musoir suspendu pour des cellules circulaires, et 4 à 5 m~tres
pour des cellules orthogonales.
C'est la raison pour laquelle on se tourne de plus en
plus vers une conception de silos à fond plat se raccordant à une
surface laterale essentiellement verticale. Une telle concep-
tion permet en effet un gain considérable de volume utile de
stockage, mais exige un appareillage mecanique d'autant plus im-
portant que la section de la celluleest grande.
Il a eté envisagé de suspendre une vis sans fin, à
simple ou double effet, suspendue par un palan relie au toit du
silo, l'ensemble pouvant descendre jusqu'au fond plat d'une cel-
lule afin de conduire les produits vers les orifices d'evacua-
tion: c'est le système dit "transracleur". Un tel dispositifèst cependant encombrant, necessite des aménagements onéreux
en toiture, et ne permet de traiter qu~une cellule à la fois.
On a aussi proposé un système comportant pour chaque cellule une
galerie diamètrale ou latérale à laquelle se raccordent, perpen-
diculairement et de part et d'autre, des gaines de ventilationprésentant des oreillettes pour le guidage des filets d'air: le
volume de produits granuleux est ainsi fluidisé au voisinage du
fond, et canalise entre deux gaines adjacentes et contre les parois
desdites gaines vers ladite galerie jusqu'à ~vacuation sous la
galerie par transporteur mecanique. Cette dernière solution
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est int~re$sante techni~uem,ent, mais xeste cependant onéreuse:
pour un si,lo ~ cellule,s cylindri:~ues d~une dizaine de metres
de diam8tre par exemple, il ~'aut pravoir de rapporter sur le fond
une galerie très importante 'a laquelle se raccordent 9 gaines de
part et d'autre de ladite galerie, ce qui necessite environ 72
matres de gaines et 36 trappes vers un transporteur central;
ainsi, si l'on envisage une section de ceilule plus importante,'
l'équipement de ventilation deviendra d'un co~t prohibitif, en
raison des pertes de charges devenant consid~rables. Signalons
enfin que tous ces systèmes, hormis le musoir à vidange gravi-
taire, présentent l'inconvénient important de laisser des produits
résiduels dans la cellule, ce ~lli nécessite un nettoyage et
balayage pour un ensilement , : -
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ulterieur de produits differents.
La presente invention a pour objet un silo, pour le
stockage de produits granuIeux presentant de preference des
frottements par interactions mutuelles moderes pour pouvoir être
soumis à une fluidisation par ventilation, -qui ne presente pas
les inconvenients des solutions anterieures, tout en restant
de conception relativement simple et adaptable non limitative-
ment à des types très varies de silos, même de dimensionnement
transversal important, 25 à 30 mètres de diamètre par exemple
pour un element cylindrique.
Selon l'objet précité, l'invention est essentielle-
ment un silo pour le stockage de produits granuleux comportant
un receptacle entourant un espace avec au moins une paroi verti-
cale, une structure statique disposée dans cet espace et diver-
geant vers le bas, vers le fond du receptacle, de manière à
former avec ladite paroi un caniveau'peripherique s'etendant
autour dudit espace et de cette structure, des moyens definis-
sant dans ce caniveau au moins une ouverture d'evacuation
ouverte vers le bas, et des moyens pneumatiques disposes dans
ce caniveau pour engendrer des jets d'air a des endroits
espaces dans la direction de ladite ouverture ce qui a pour
effet de convoyer la matière granulaire s'ecoulant dans ledit
caniveau le long de ladite structure statique en lui donnant
un mouvement peripherique vers ladite ouverture.
Dans des realisations particulières, le silo de l'in-
vention peut presenter en outre l'une au moins des caracteris-
tiques suivantes:
- les moyens statiques sont constitues par une surface
do'nt la concavite est tournee vers le bas et se raccordant au
caniveau periphérique, ladite surface et ledit caniveau ormant
le fond meme dudit element de silo,
- 2 -
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- le caniveau péripherique es-t forme d'une succession
de gradins dont chacun comporte une face essentiellement verti-
cale et une face oblique raccordant le bord superieur de ladite
face verticale au bord inferieur de la face verticale du gradin
precédent, les moyens pneumatiques pour le convoyage peripherique
des produits comportant des fentes pratiquees dans les faces
verticales desdits gradins pour la ventilation et la propulsion
desdits produits vers une ouverture d'evacuation; cette ouver-
ture est avantageusement associee à deux series de gradins de
part et d'autre de ladite ouverture, de fason que les produits
concernés convergent vers ladite ouverture, deux séries adja-
centes à orientations contraires étant separees par un élément
déflecteur,
- il comporte une ouverture d'évacuation unique et un
élément déflecteur unique diamétralement opposé à ladite
ouverture, de sorte que le caniveau est formé de deux séries
symétri.ques de gradins à orientations contraires,
- le caniveau périphérique en gradins constitue la face
supérieure d'une gaine annulaire de ventilation,
- les bords supérieurs et inferieurs des faces ver-
ticales de tous les gradins appartiennent respectivement à deux
plans parallèles essentiellement horizontaux,
- les bords supérieurs et inferieurs des faces
verticales de tous les gradins appartiennent respectivement
a deux plans parallèles légèrement inclinés, l'ouverture d'é-
vacuation étant alors pratiquée dans la zone la -
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i~3~728
plus éleY~e du ~ond du caniyeau,
! - les fentes de ventilation ~ratiqu~es dans les
faces verticales des gradins sont essentiellement horizontales,
et un gradin au moins comporte un clapet de régulation consti-
tue par deux plans formant un dièdre d'arête essentiellement hori-
zontale dont l'un des plans est ext~rieur à la face verticale
dudit gradin et soumis à la pression exercee par les produits
avoisinants, tandis que l'autre est situe~ derrière ladite ace
et peut obturer au moins une fente de ventilation,
- il comporte un tube de vidange centrale debouchant
dans ledit elément sensiblement au sommet de la surface de gui-
dage des produits, l'autre extrémité dudit tube se raccordant
sur un transporteur inférieur connu en soi, ledit tube pouvant
être incliné de façon que son extrémité inférieure débouche en
dessous d'une ouverture d'évacuation pratiquée dans le fond du
caniveau, se raccordant ainsi sur un même transporteur inférieur
connu en soi,
- pour un silo formé d'une juxtaposition d'élements
de silo conformes à l'invention, deux éléments ~djacents présentent
des ouvertures d'évacuation en regard, de façon à se raccorder sur
un même tranporteur inf~rieur connu en soi.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
appara~tront plus clairement à la lumière de la description qui
va suivre, donnée à titre illustratif mais nullement limitatif,
en reference aux figures du dessin annexé où:
- la figure 1 est une vue partielle en perspective
illustrant un silo conforme à l'invention,
- la figure 2 est une vue de dessus du fond du silo
de la figure 1, illustrant schématiquement un mode de convoyage
peripherique des produits,
- la figure 3 est une variante de la figure 2 illus-
trant une alimentation centrale de gaz pour la fluidisation,
- la figure 4 est une variante de la figure 2 illus_
: trant un autre mode de convoyage peripherique des produits, pour
un silo dont le fond du caniveau prêsente une seule ouverture
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1~37728
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d'évacuation,
- la figure S est une coupe.axiale d'un élément
de silo correspondant a la figure 4,
- les figures 6 et 7 illustrent, respectivement
en perspective et en coupe verticale, une gaine annulaire
de ventilation dont la face supérieure en gradins constitue
le fond du caniveau périphérique, ladite gaine étant munie
d'un système-de régulation automatique,
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113~f72
- le~ figures 8a et 8b sont de~ variantes de la rigure 7 avec lesquelles
11 e~t po~slble de diminuer les pertes de charge dans la galne,
- la ~igure 9 est une coupe par un plan horizontal d'un silo formé
d~une ~uxtaposition de cellules~cylindriques conformes à l'invention,
- les figures 10a et 10b, 10c et 10d sont les coupes verticales du
silo de la figure 9 respectivement qelon A-~,B-B, C-C et ~-D,
- la figure 11 est une coupe par un plan horizontal d'un silo ~ormé
d'une juxtapo~ition de cellules rectangulaires conforme~ à l'invention,
- la rigure 12 est la coupe XII-XII de la rigure 11..
Figure 1, on a représenté la partie inrérieure d'un élément de sllo
cylindrique dont la paroi 1, ioi en béton, a été partiellement arrachée
pour mieux voir le rond très caractéristique dudlt élément, réali~é conformé-
ment à l'invention.
Le prlncipe rondamental de l'invention est de guider les produits
granuleux par des moyens statiques vers un caniveau périphérlque, et de
oonvoyer lesdits produits, selon la périphérle du fond, par des moyens pneuma-
tlgues, ver~ au moins une ouverture d'évacuation pratiquée dans le fond
dudlt canlveau. Les moyens statiques sont esscntiellement constitués par
une surrace dont la concavité est tournée vers le bas et ~e raccordant au
oanlveau périphérique, ladite surrace et ledlt caniveau rormant le rond
même dudit élément de silo.
La conception apparatt donc dé~à comme radicalement dirrérente des
¢onceptions antérieures, car le rond de l'élément de silo participe à la
rois au guidage et au convoyage pérlphérique des produits granuleux, selon
une oombinaison qui va être décrite de façon détaillée ci-après.
Ioi, la surface de guidage e~t un cône renversé 2 (par exemple en
métal poll) dont le sommet présente un orifice 3 de vidange centrale, et
dont le bord in~érieur se raccorde à un caniveau périphérique 4 comportant
au moins une ouverture d'évacuation 5 se raccordant sur un transporteur
lnrérleur 6 connu en 90l. Les produits sont guidés (rlèches 7) par la surrace
oonlque vers le caniveau périphérique où un mouvement de convoyage est organisé
(rlèches 8) par des moyens pneumatiques permettant de rluidiser le volume
environnant de produits, selon un mouvement d'ensemble périphérique. Ainsi
que cela apparast sur la figure 1, le rond du caniveau périphérique est
~ormé d'une sucoesslon de gradins sur lesquel3 les prodult~ sont peu à peu
propul~és sous ltefret d'un gaz ad~is par de~ arrivées 9 (le mecani~me de
la propuls~on ~era détaillé ci-après, à l'appui en particulier de~ ~igures 6
et 7), aur=ontée~ d'un élé=ent dérleoteur 10.
.
.
.
113~7;~3
Figure 2, le convoya~e est or~anise à partir de
chacune des arrivees 9, par deux séries adjacentes de gradins
a orientations contraires et saparées par un element déflecteur
10, yers une ouverture d'évacuation 5. Le transporteur 6
(représenté sch~matiquement) concernera avantageusement la vi-
dange centrale (par l'orifice 3) et la vidange latérale ( parles ouvertures 5).
I1 est possible d'apporter de multiples variantes à
cette technique de convoyage périphérique, en respectant
cependant le principe général d'un plus grand nombre d'arrivées
de gaz, donc de plus petits trajets en gradins vers une ouver-
ture d'évacuation, si le dimensionnement transversal de l'élé-
ment de silo devient plus improtant (30 metres de diamatre par
exemple), et ce en raison des pertes de charge qui risquent de
devenir trop improtantes d'un bout à l'autre du trajet périphé-
rique emprunté par les produits. Ainsi, figure 3, il est prévuune arrivée 9 centrale se terminant par deux arrivées radiales
9a, 9b, le reste étant analogue a la figure 2, alors que, fi-
gure 4, il est prevu une arrivée 9 latérale et une seule ou-
verture d'évacuation 5, de sorte que les trajets périphériques
correspondent dans ce cas à un demi-cercle et non à un quart de
cercle.
La coupe de la figure 5 représente la réalisation
de la figure 4: la vidange gravitaire centrale est assurée
par un tube 11 (ici sensiblement vertical) raccordant l'orifi.ce
3 à un transporteur inférieur (f].èches 12), le restant des pro-
duits étant guidé vers le caniveau périphérique 4 jusqu'à l'ou
verture unique d'évacuation 5. Il pourra s'avérer avantageux
de déclencher les moyens pneumatiques simultanément à la vidange
gravitaire centrale, afin de diminuer le volume de produits
ayant tendance a former un entonnoir au-dessus de l'orifice 3.
Figures 6 et 7, le fond du caniveau péripherique en
gradins constitue la face superieure d'une gaine annulaire de
ventilati.on: chaque gradin comporte une face essentiellement
verticale 14 et une face oblique 15 raccordant le bord supérieur
de ladite face verticale au bord in~erieur de la face verticale
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3L~377Z~3
du gradin p~c~dent, les moyens pneumati~ues pour le convoya~e
peripherique des produits comportant des ~entes 16 pratiquees
dans les faces verticales desdits gradins pour la ventilation
et la propulsion desdits produits vers l'ouverture d'evacuation:
la propulsion s'organise donc pas a pas, de gradin en gradin,
selon les fleches 8, de sorte que l'on pourrait parfaitement
qualifier ce syst~me d' "aeroescalator".
Un système de régulation automatique est en outre
ici prevu, sous forme d'un clapet 17 constitue par deux plans
18, 19 formant un dièdre d'ar~te 20 essentiellement horizonta-
le, le plan exterieur 19 etant soumis a la pression exercee
par les produits avoisinants, le plan interieur 18 pouvant ob-
turer au moins une fente de ventilation 16 alors horizontale.
Ce systeme fonctionne cornme suit: lorsqu'une masse importante
de produits domine les gradins, le clapet 17 laisse libres tou-
tes les fentes de ventilation 16, et ce jusqu'à ce que cette
masse devienne inferieure à un certain seuil à partir duquel
la pression exercée est insuffisante pour maintenir le ciapet
en position, et qu'alors ledit clapet obture des fentes 16 (posi-
tion ilIustrée en pointilles), de sorte que la vitesse des filetsd'air passant par les fentes libres devient alors notablement
supérieure, ce qui améliore encore le convoyage et la vidange
finale des produits.
Là encore, il sera possible d'apporter de nombreuses
modifications a cette gaine en gradins, en fonction notamment du
dimensionnement de l'element de silo (a cause des pertes de char-
ge en particulier) et des exigences de stockage. Deux exemples
de telles modifications ont ete illustres aux figures 8a et 8b.
Figure 8a, la gaine 13 presente une cloison interme-
diaire 21 munie d'orifices calibres 22, avec eventuellement desvolets déflecteurs 23: la position inferieure de la gaine cana-
lisera ainsi mieux le gaz de ventilation en cas de grands diamè~
tres, et les pertes de charge seront nettement reduites. Figure
8b, on a prevu une gaine 13 dont le fond 24 est oblique (angle
a) de façon que la section de la gaine diminue dans le sens de
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l'ecoulement du gaz et du con~oyase des produits.
Notons qu'il est parfaitement possible de prevoir
que les bords superieurs et inferieurs des faces ver~lcales
appartiennent respectivement à deux plans legèremen. inclines,
l'ouverture d'evacuation etant alors pratiquee dans a zone la
plus elevée du fond du caniveau: ceci justifierait ~ncore a
fortiori l'appellation précedente d"'aeroescalator".
Figure 9, il s'agit d'un silo forme d'un ,uxtaposi-
tion d'elements de silo cylindriques conformes au~ f-gures prece-
dentes: il est avantageux que deux elements adjacen-s presen-
ten-t des ouvertures d'évacuation 5 en regard, de fac~n à se
raccorder sur un même transporteur inférieur connu en soi.
Sur la partie gauche de la figure 9 et lcs coupes
correspondantes des figures lOa et lOb, on a illustr~ une va-
riante ~ deux galeries latérales d'e~traction 25 situées en-
dessous des orifices 3 et des ouvertures 5 et dans l-squelles
est disposé un transporteur. Sur la partie droite ce la figure
9 et les coupes correspondantes lOc et lOd, on a illustré une
variante à une galerie centrale d'e~traction 26, les tubes 11
de vidange centrale étant alors inclinés vers l'ouverture d'éva-
cuation 5.~ Les tubes tels que 27 représentes à la figure 9
servent a ~a vidange des "as de carreau", selon un principe
bien connu.
~ ' ~
~ . - 7
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¦ Figure~ 11 et 12, on a illustré une variante de silo à cellules orthogo-¦ ~aleS : la 9urface de guidage 2 est alors formée de quatre plans lnclinés,
et le restant des éléments constitutifs est basé sur le même principe que
~ pour les cellule9 circulaires. Les galeries d'extraction sont centrales
¦ (26, partie haute de la rigure 11) et/ou latérales t25, partie basse de
i la figure 11).
Outre les nombreux avantages qui ont pu appara~tre au cours de la
description~ il faut ~ignaler un avantage important procuré par l'lnvention,
~ à savolr que la conception de l'élément de silo conforme'à l'lnventlon auto-
i ri~e une vidange intégrale de la ¢ellu7e, sans néces~ité d'une quelconque
¦ lntervention manuelle en vue de balayer les produits ré~iduels qui n'ont
pu être évacués, ce qui n'est pas le cas des conceptlons antérleures en
dehor~ des mu90~rs à vldange gravltalre.
Il va de soi que l'invention n'est nullement limltée aux exemples
I qul en ont été donnés à titre illustratif, mai~ comprend toute varlante
reprenant avec des moyen~ équivalents la définitlon générale de l'inventlon
telle que revendlquée.
