CA1137728A - Silo pour le stockage de produits granuleux - Google Patents

Abstract

: Silo pour le stockage de produits granuleux, ayant une paroi latérale verticale et un fond s'y raccordant, Il comporte en sa partie inférieure des moyens statiques permettant de guider les produits granuleux vers un caniveau périphérique et des moyens pneumatiques pour le convoyage périphérique desdits produits vers une ouverture d'évacuation pratiquée dans le fond dudit caniveau.

Description

~.377~

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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~l.37~Z~3 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,

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~.3~72~3 - 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 : 3 .
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1~37728 , 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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. ` 4 113~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.

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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 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 ~3~7~.~

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.

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~ . - 7 1~3~72~3 ¦ 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.

Claims (13)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Silo pour le stockage de produits granuleux com-portant un réceptacle entourant un espace avec au moins une paroi verticale, une structure statique disposée dans cet espace et divergeant vers le bas, vers le fond du réceptacle, de manière à former avec ladite paroi un caniveau périphérique s'étendant autour dudit espace et de cette structure, des moyens définis-sant dans ce caniveau au moins une ouverture d'évacuation ou-verte vers le bas, et des moyens pneumatiques disposés dans ce caniveau pour engendrer des jets d'air a des endroits espacés dans la direction de ladite ouverture ce qui a pour effet de convoyer la matière granulaire s'écoulant dans ledit caniveau le long de ladite structure statique en lui donnant un mouvement périphérique vers ladite ouverture.

2. Silo selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la structure statique est constituée par une surface dont la concavité est tournée vers le bas et se raccordant au caniveau périphérique, ladite surface et ledit caniveau formant le fond même dudit silo.

3. Silo selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le caniveau périphérique est formé d'une succession de gradins dont chacun comporte une face essentiellement verticale et une face oblique raccordant le bord supérieur de ladite face verticale au bord inférieur de la face verticale du gradin précédent, les moyens pneumatiques pour le convoyage périphé-rique des produits comportant des fentes pratiquées dans les faces verticales desdits gradins pour la ventilation et la pro-pulsion desdits produits vers ladite ouverture d'évacuation.

4. Silo selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite ouverture d'évacuation est associée à deux séries de gradins de part et d'autre de ladite ouverture, de façon que les produits concernés convergent vers ladite ouverture, deux séries adjacentes à orientations contraires étant séparées par un élément déflecteur.

5. Silo selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'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 symétriques de gradins à orientations contraires.

6. Silo selon les revendications 3, 4 ou 5, caracté-risé par le fait que le caniveau périphérique en gradins consti-tue la face supérieure d'une gaine annulaire de ventilation.

7. Silo selon les revendications 3, 4 ou 5, carac-térisé par le fait que les bords supérieurs et inférieurs des faces verticales de tous les gradins appartiennent respective-ment à deux plans parallèles essentiellement horizontaux.

8. Silo selon les revendications 3, 4 ou 5, caracté-risé par le fait que les bords supérieurs et inférieurs des faces verticales de tous les gradins appartiennent respectivement à
deux plans parallèles légèrement inclinés, et qu'une ouverture d'évacuation est pratiquée dans la zone la plus élevée du fond du caniveau.

9. Silo selon les revendications 3, 4 ou 5, caractérisé par le fait que les fentes de ventilation pra-tiquées dans les faces verticales des gradins sont essentielle-ment horizontales.

10. Silo selon les revendications 3, 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'un gradin au moins comporte un clapet de régulation constitué par deux plans formant un dièdre d'arête essentiellement horizontale dont l'un des plans est extérieur à la face verticale dudit gradin et soumis à la pres-sion exercée par les produits avoisinants, tandis que l'autre est situé derrière ladite face et peut obturer au moins une fente de ventilation.

11. Silo selon la revendication 2, carac-térisé par le fait qu'il comporte un tube de vidange centrale débouchant sensiblement au sommet de la surface de guidage des produits, l'autre extrémité dudit tube se raccordant sur un transporteur inférieur.

12. Silo selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le tube est incliné de façon que son extrémité infé-rieure débouche en-dessous d'une ouverture d'évacuation pra-tiquée dans le fond du caniveau, se raccordant sur un même transporteur inférieur.

13. Silo formé d'une juxtaposition d'éléments de silo selon la revendication 11, caractérisé par le fait que deux silos adjacents présentent des ouvertures d'évacuation en regard de façon à se raccorder sur ledit transporteur inférieur connu en soi.