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La présente invention concerne les appareils de manutention des matières pulvérulentes, plus'particulièrement destinés au transport de ces matières dans les conditions les plus commodes au prix d'une dépense de pre- mier établissement aussi réduite que possible et à une vitesse maximum sur des parcours relativement courts, par exemple entre un camion de livraison et l'intérieur d'un réservoir de stockage.
La plupart des industries qui traitent des matières pulvérulen- tes et en particulier celle de la minoterie, ont besoin d'un appareil sim- ple, peu coûteux et efficace de transport de ces matières d'un point à un autre, soit pour les transporter à l'intérieur de l'usine elle-même, soit pour les livrer aux clients. Par exemple, on sait que dans l'industrie de la minoterie, les grandes boulangeries ont besoin de livraisons fréquentes et rapides de farine et que ces livraisons s'effectuent en général directement par la minoterie dans le cas où elle se trouve dans la même localité.
Ces livraisons exigent normalement une main-d'oeuvre considérable et un équipement très développé. Pour les effectuer, il est souvent nécessaire de transporter la farine sur une assez grande distance horizontalement et verticalement à partir du poste de livraison pour la verser dans le réservoir de stockage temporaire ou dans le récipient de la boulangerie. L'invention est relative à un appareil nouveau et perfectionné permettant d'arriver à ce résultat.
On a déjà préconisé plusieurs types d'appareils en vue du transport des matières pulvérulentes. Dans la plupart de ces appareils, le transport des matières s'effectue en appliquant le principe du transport pneumatique, tandis que 3.''appareil suivant l'invention est basé de préférence sur le principe du transport par fluidification. Le transport pneumatique nécessite la consommation de 1 à 2 kg environ d'air par kg de matière à transporter, cet air remplissant la fonction d'un véhicule et entraînant la matière avec lui sous l'effet de son propre mouvement. La pression de l'air servant au transport pneumatique est généralement inférieure à 0,07 kg/cm et la vitesse de l'air en mouvement -est comprise entre environ 600 et 1500 mètres par minute.
Suivant ce mode de transport, on admet les matières dans le courant d'air en quantités relativement faibles et il existe souvent des "points morts" où aucune matière pulvérulente n'est entraînée. En raison du volume considérable d'air qui sert à transporter ces matières pulvérulentes par le procédé pneumatique, il est nécessaire de filtrer l'air s'il s'agit de transporter et de recueillir ou de déposer un produit tel que la farine, Par conséquent, le prix de ce mode de transport augmente notablement, De plus, la densité de la matière transportée par ce procédé est nécessairement très faible, la conduite doit avoir une section relativement grande, la vitesse de l'air doit être relativement élevée et la puissance nécessaire est relativement grande, de sorte que le rendement global de ce procédé est faible.
Suivant l'invention, on applique le principe dit de préférence de transport par fluidification. Ce principe consiste à mélanger intimement la matière pulvérulente avec une quantité d'air suffisante pour lui faire acquérir les caractéristiques d'un fluide tel que l'eau de sorte qu'elle s'établit spontanément à un niveau inférieur sous l'action de son propre poids. Si l'air est intimement et convenablement mélangé avec une matière pulvérente telle que la farine, on peut transporter approximativement 50 à 200 kg de matière en la mélangeant avec une proportion d'air ne dépassant pas 1 kg.
Cependant, ce mélange intime seul est insuffisant pour élever la matière fluidifiée à.une plus grande hauteur ou la transporter à une assez grande distance horizontale, à moins de prévoir le long de son trajet un dispositif la maintenant à l'état fluidifié. Par conséquent, la pression de l'air choisie est sensiblement plus forte que celle du transport pneuma- . tique.
Cette pression est comprise entre 0,14 et 3,5 kg/cm et de préféren-
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ce entre 0.35 et 2.1 kg/cm2, à l'encontre de la pression normalement adop- tée dans le transport pneumatique et qui est normalement inférieure à 0,07 kg/cm2 De même..la vitesse de Pair dans le tranaport, fluidifie est sensiblement inférieure à celle de 1?air dans le transport pneumatique- Cette vitesse est comprise normalement entre 90 et 450 m/min. au lieu de la vitesse beaucoup plus grande du transport pneumatique, qui est comprise entre environ 600 et 1500 m/min.
Les caractéristiques des matières pulvérulentes convenablement fluidifiées sont tout-à-fait analogues à celles de Peau, et on a constate que si l'on exerce une pression sur des matières maintenues dans cet état en étant renfermées dans un récipient sensiblement clos, cette pression pro- voque le remplissage par lesdites matières d'une conduite se raccordant à la sortie du récipient..
La conduite se remplit complètement de matière fluidifiée, qui y passe sous forme de courant continu;, en maintenant la con- duite complètement remplie en permanence, Il est donc facile de voir qu'on peut transporter de cette manière un volume sensiblement plus grand de cet- te matière par unité de valumer
On savait déjà qu'il est possible de fluidifier ces matières pul- vérulentes au moyen d'une glissière à air et qu'elles viennent ensuite à un niveau inférieur par leur propre poids.
Mais il n'existait pas de moyen connu en vue d'élever ces matières à l'état fluidifié à un niveau plus éle- vé, ou même de leur faire parcourir un trajet horizontal sur une certaine distance sans disposer le long de ce trajet un mécanisme fluidifiant supplé- mentaire, L'invention a pour but de rendre ce transport possible. Elle a aussi pour but d'arriver à ce résultat au moyen d'un appareil aussi réduit que possible et avec un rendement maximum, cet appareil étant simple, et peu coûteux à construire et à faire fonctionner.
Le terme !!fluidification' adopté au cours de la description doit être considéré comme désignant les moyens tant mécaniques que pneumatiques qui permettent de faire prendre à ces matières l'état fluidifiée Il desi- gne en fait tout dispositif permettant de mélanger intimement les matières pulvérulentes avec une quantité d'air suffisante pour leur faire acquérir les propriétés d'un fluide tel que 1?eau- Les dispositifs qui permettent d'arriver à ce résultat ne font pas partie de l'inventicn: sauf en combi- naison avec les éléments de construction décrits ci-après en vue de remplir les fonctions précitées.
D'une manière générale, l'invention se propose de réaliser un appareil nouveau et perfectionné de transport de matières pulvérulentes, simple à construire et à faire fonctionner et permettant d'obtenir un ren- dement plus élevé, Elle se prapose en outre d'arriver à ce résultat avec un appareil aussi réduit que possible et avec une dépense de premier éta- blissement minimum. ledit appareil étant disposé entre un groupe de livrai- son portatif et un récipient et étant construit de façon à se vider rapide- ment et économiquement dans un récipient situé à une certaine distance et/ou à une plus grande hauteur,
L'invention se propose également de réaliser un groupe de li- %raison portatif autonome de transport de matières pulvérulentes qui se vi- de sans faire intervenir un volume d'air considérable; qui permette notam- ment de livrer de la farine en vrac directement du moulin à la boulangerie, sans qu'il soit nécessaire de mettre la farine en sacs: de l'emballer, etc , qui permette de diminuer l'espace nécessaire au stockage; et rend inutiles les installations coûteuses normalement nécessaires dans les grandes bou- langeries pour vider ces groupes et transporter la farine dans des coffres ou chambres de stockage temporaire,
Ces caractéristiques;
ainsi que d'autres et les avantages de l'invention, apparaîtront au cours de la description détaillée qui en est
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donnée ci-après avec les dessins ci-joints à l'appui, sur lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'une forme d'exécution d'un groupe de livraison suivant l'invention et dont certaines portions sont arrachées pour en faire apparaître l'intérieur, la figure 2 est une coupe verticale et longitudinale du groupe de la figure 1,
La figure 3 est une coupe verticale partielle et transversale du groupe de livraison suivant la ligne 3-3 de la figure 2, la figure 4 est une élévation partielle d'une variante dont la forme de construction est identique,
sauf que la chambre de pression présente des orifices de sortie doubles disposés à ses extrémités opposées et entre lesquels se trouve une glissière à air horizontale, la figure 5 représente une autre variante dans laquelle le sas à air se trouve à une certaine distance du coffre.
Le groupe de livraison de la première forme d'exécution, représenté sur les figures 1 à 4 et désigné d'une manière générale par U, est accouplé sous forme amovible à un camion T représenté en partie sur la figure 1. Le châssis 6 du groupe de livraison U peut se déplacer sur des roues antérieures 7 et des roues postérieures 8. Un coffre 9 non mis sous pression et monté sur le châssis 6 comporte des parois de fond 10 et 11 inclinées vers le centre du coffre à partir de l'avant et de l'arrière. Les parois latérales du coffre sont désignées par 12 et 13, la paroi de bout avant par 14 et la paroi de bout arrière par 15. La partie supérieure du coffre est percée d'une ouverture 16 fermée par un couvercle 17 et par laquelle on peut charger la matière pulvérulente.
Deux glissières à air désignées d'une manière générale par 18 et 19 sont disposées au-dessus des parois de fond 10 et 11, dans une position sensiblement parallèle à ces parois. Chacune de ces glissières consiste, ainsi qu'on peut le voir, en un morceau de tissu 20 formé par quatre épaisseurs de toile ou par une courroie tissée. Ce morceau de tissu 20 est maintenu sensiblement parallèle aux parois de fond 10 et 11 par des supports 21 dirigés transversalement par rapport à la longueur du groupe de livraison et entre les parois latérales 12 et 13. Chacun de ces supports transversaux 21 est percé de plusieurs ouvertures 22 qui le traversent et font com- mnnuer entre eux les espaces 23 qui séparent les supports.
Le morceau de tissu 20 forme un joint étanche avec les parois latérales 12 et 13 de fa- çon à empêcher l'air de s'échapper et à empêcher la matière pulvérulente de passer entre ces éléments. Une conduite d'admission relativement courte 24, disposée entre chaque paire de supports transversaux 21, pénètre dans l'espace 23 (figure 4), Chacune de ces conduites 24 se raccorde à une conduite commune 25 qui, de son côté, se raccorde à une conduite associée 26.
La conduite 26 aboutit dans un tambour de compression 27 sur lequel est monté un compresseur 28. Ce compresseur 28 est commandé par un moteur 29 par l'intermédiaire d'une courroie sans fin 30. Une soupape 31 intercalée entre la conduite 26 et la conduite commune 25 est d'un type permettant à l'air d'y passer en quantité suffisante pour établir une pression de 0,035 à 0,14 kg/cm2 dans les espaces 23. Il est évident que des sources séparées d'air comprimé pourraient remplacer la conduite 26.
Un sas à air L est monté dans le sens transversal de la longueur du groupe de livraison U. Ce sas à air comprend un arbre 32 monté à rotation et disposé suivant la largeur du fond du coffre 9. Plusieurs bras ou éléments de cloison 33 sont disposés sur toute la longueur de l'arbre 32 de façon à former des compartiments entre eux et ils sont construits de manière à entraîner une certaine quantité de matière pulvérulente du coffre 9 lorsque l'arbre 32 tourne et sans faire diminuer sensiblement la pression
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de l'air qui existe dans une chambre de forme allongée de réception de la matière ou chambre de pression 34. Le sas à air est monté, ainsi qu'on peut le voir, dans la partie supérieure de la chambre de pression 34 et se dirige dans le sens de sa longueur.
Cette chambre de pression 34 comporte un orifice de sortie de section réduite 35 muni d'une soupape à fermeture rapide 36 et pouvant être raccordé à un tuyau flexible 37 de longueur suffisante pour atteindre l'in- térieur du récipient dans lequel la matière pulvérulente doit être trans- portée. Le sas à air L est actionné, si on le désire, par un second moteur 38 équipé d'une courroie sans fin 39.
Une seconde glissière à air, désignée d'une manière générale par S, est montée dans la chambre de pression 34 et se dirige dans le sens de sa longueur dans toute sa portion inférieure. Cette glissière à air peut consister en un morceau de tissu 40 de la même matière que les tissus 20 des glissières à air précitées. Ce morceau de tissu 40 est supporté de la même manière par des supports transversaux 41 percés chacun de plusieurs ouvertures 42 qui font communiquer les espaces qui les séparent. Une con- duite 43 part de la partie inférieure du tissu 40 et aboutit à la conduite 26.
Une soupape 44 intercalée entre la conduite 26 et la conduite 43 est d'un type permettant à une quantité d'air suffisante d'y passer pour faire prendre à la pression à l'intérieur de la chambre la valeur qu'on désire et qui dépend de la distance et de la hauteur auxquelles la matière doit être transportée.
Si on le désire, le coffre 9, le sas à air L et la chambre de pression 34 avec son orifice de sortie 36 et la conduite 37 peuvent être considérés comme une installation à couloir transporteur, dans laquelle la chambre de pression 34 constituerait une chambre de réception de la matiè- re, et lorsque ces expressions seront adoptées au cours de la suite de la description, il est entendu qu'elles auront cette signification,
La figure 4 représente une chambre de pression 45 qui présente à ses extrémités opposées deux orifices de sortie 46 et 47 avec lesquels deux soupapes à fermeture rapide 48 et 49 sont combinées. La glissière à air 50 est identique à celle des figures 1 à 3, sauf qu'elle est disposée horizontalement.
La figure 5 représente schématiquement une légère variante de l'invention, qui comporte un sas à air L disposé à une certaine distance du coffre 9 et communiquant avec lui par un tuyau 55, et également disposé à une certaine distance de la chambre de pression 56 et communiquant avec elle par un tuyau 57. Il est avantageux de prévoir dans cette installation un tuyau d'échappement 58 qui se dirige vers le haut et pénètre dans le cof- fre 9 au voisinage de son sommet. Un second tuyau d'échappement 59 part du tuyau 58 et aboutit dans le tuyau 55 au voisinage du point où ce tuyau communique avec le sas à air. Un tuyau d'échappement semblable au tuyau 58 est représenté sur la figure 2.
Ces tuyaux d'échappement servent à fai- re baisser la pression rapidement sans déranger l'écoulement de la matière et permettent à l'air éventuellement mis en liberté du fait qu'une certains quantité de la matière cesse d'être à l'état fluidifié de s'echapper faci- lement. En d'autres termes, ce tuyau évite d'obliger l'air ainsi mis en liberté de s'élever à travers la totalité de la masse de matière contenue dans le tuyau 55. L'air mis en liberté ne s'oppose donc pas à l'écoulement de la matière et ne le dérange en aucune manière.
Pour faire fonctionner l'appareil, on met en marche le moteur 29 pour établir une pression dans la chambre de pression 27, puis cn fait passer l'air par la soupape 31 dans les glissières à air 18 et 19. L'air qui passe dans ces glissières traverse de bas en haut les tissus 20 et se mélange intimement avec la matière pulvérulente, qui pour simplifier est appelée ci-après farine. Ce mouvement de bas en haut de l'air dans la fa-
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rine a pour effet de la fluidifier ou en d'autres termes de lui permettre de s'écouler comme de l'eau.
Il semble que les diverses particules de fa- rine sont maintenues à l'état de suspension temporaire, mais quelle que soit la nature exacte du phénomène qui se produit, la farine s'écoule de haut en bas sur les parois inclinées des glissières à air 18 et 19 et dans le sas à air L. Lorsque la pression du compresseur augmente, l'air passe par la soupape 44 et à travers la glissière à air S de façon à faire prendre à la pression à l'intérieur de la chambre de pression 34 une valeur de pré- férence supérieure à 0,35 kg/cm . Cette pression est généralement comprise entre 0,35 et 1,05 kg/cm2, suivant la distance et la hauteur du transport à effectuer. On remarquera que la glissière à air S est légèrement incli- née dans la direction de l'orifice de sortie 35.
Lorsque la pression dans la chambre de pression 34 a atteint la valeur qu'on désire et qui dépend de la distance, de la courbure du trajet et de la hauteur à laquelle la farine doit être transportée, on met en marche le moteur 38 pour faire tourner le sas à air L. Les bras 33 du sas à air L saisissent des quantités de farine sensiblement égales, les retirent de l'intérieur du coffre 9 et les déposent dans la chambre de pression 34 sans faire diminuer sensiblement la pression dans cette dernière, On peut faire fonctionner le sas à air de façon à faire arriver la farine d'une manière continue à l'intérieur de la chambre de pression et on le fait ainsi fonctionner normalement jusqu'à ce que le coffre 9 soit vide.
A mesure que la farine est déposée par le sas à air L dans la chambre de pression 34, elle y est maintenue au moins en partie à l'état fluidifié par le courant d'air traversant de haut en bas la glissière à air S. Si une certaine quantité de farine revient à l'état solide normal, elle est immédiatement refluidifiée par l'air traversant la glissière S dans la chambre de pression. On remarquera que l'air qui traverse de bas en haut la glissière à air S a pour effet de fluidifier d'une manière continue la farine qui s'y trouve et en même temps d'établir la pression à l'intérieur de la chambre de pression.
Il est évident que si la soupape 36 n'est pas ouverte, la farine de la chambre de pression 34 reste à l'état fluidifié, bien qu'elle y ait été introduite par le sas à air L. Dans ce cas, le sas à air L continue à faire arriver la farine qui se trouve entre ses bras 33 sans la tasser à l'intérieur de la chambre de pression.
Lorsqu'on ouvre la soupape 36, la farine se précipite par la conduite 37 sous forme d'un courant remplissant complètement l'intérieur de la conduite, à la manière d'un courant d'eau. Le coffre 9 peut ainsi être vidé complètement et rapidement, sans qu'on ait besoin d'une installation coûteuse et sans que les boulangeries soient obligées d'engager des dépenses de premier établissement prohibitives.
S'il est nécessaire d'interrompre l'écoulement de la farine par la conduite 37 pour certaines raisons anormales, on peut le faire facilement sans empêcher le groupe de fonctionner en arrêtant d'abord le moteur 38 et par suite le mouvement de rotation du sas à air L. La pression qui règne dans la chambre de pression 34 en évacue en très peu de temps la farine qui y reste, de même que celle restant dans la conduite 37. Dès que ce résultat est obtenu, on peut fermer la soupape 36 et recommencer l'opération si on le désire de la manière décrite ci-dessus. On voit donc que l'installation ne risque pas de se bloquer si on la fait fonctionner convenablement.
Le dispositif de la figure 4 peut se décharger des deux côtés et facilite par conséquent l'utilisation du groupe en des endroits où il n'est pas commode d'évacuer la farine d'un coté ou de l'autre du groupe, La farine fluidifiée s'écoule dans l'un ou l'autre sens, suivant celle des soupapes qui est ouverte et, ainsi qu'il a déjà été dit, l'air qui traver-
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se de bas en haut la glissière à air 50 fluidifie la farine à une profondeur suffisante pour donner la certitude que les orifices de sortie 46 et 47 sont complètement recouverts.
On peut donner dans la pratique la chambre de pression des dimen- sions relatives par rapport à la dimension globale du coffre 9. De même, il est possible de réduire ou d'augmenter les dimensions du sas à air sui- vant les conditions particulières nécessaires, qui sont déterminées dans une large mesure par la vitesse de livraison nécessaire.
On peut aussi fluidifier la farine par d'autres moyens dans le coffre 9 et (ou) dans la chambre sous pression 34. Par exemple, on peut avoir recours à des agitateurs ou autres dispositifs mécaniques,qui sont susceptibles de donner des résultats satisfaisants avec diverses matières pulvérulentes en combinaison avec le reste du groupe.
En service, le coffre 9 est chargé selon toutes probabilités au moulin au moyen d'un appareil semblable à celui décrit ci-dessus et dont la conduite décharge la farine dans le coffre 9 par l'ouverture dadmission 16.
Une fois le coffre chargé, le camion T sert à remorquer le groupe de livrai- son en un point voisin de la boulangerie à alimenter, puis on le détèle pour permettre au camion de remorquer d'autres groupes de livraison analogues et de les amener à leurs points de déchargement. Un seul opérateur peut rester auprès du groupe de livraison U pour vider rapidement le coffre 9 de son con- tenu. On remarquera qu'on s'est ainsi complètement affranchi de l'obliga- tion d'emballer la farine ou de la mettre en sacs, en faisant ainsi l'écono- mie des sacs, de la main-d'oeuvre nécessaire à l'emballage et au transport de ces sacs, et en réduisant l'espace nécessaire à la conservation de la farine dans la boulangerie.
Il est évident que si des livraisons rapides et faciles peuvent ainsi être effectuées, il n'est plus nécessaire de ména- ger des espaces relativement étendus de stockage dans la boulangerie et qu'on réalise ainsi une économie considérable. De plus, et c'est peut-être le point le plus important, la dépense de premier établissement à la charge du boulanger se trouve ainsi réduite.
On remarquera qu'en donnant un très petit volume à la chambre de pression 34, il n'est pas nécessaire de donner aux parois du coffre 9 une épaisseur suffisante pour permettre d'établir une pression à l'intérieur du coffre. En raccordant une chambre de pression de petit volume par un sas à air avec une chambre de grand volume non mise sous pression, on diminue sensiblement le poids global du groupe, qui de ce fait est sensiblement moins coûteux à fabriquer. En outre, du fait que le groupe est plus léger, il est possible, dans la limite des restrictions ordinaires de poids imposées sur les routes, de transporter une plus forte charge de matière pulvérulente.
Un des avantages les plus importants de l'invention consiste dans la possibilité de réaliser une notable économie au moyen d'un appareil aus- si réduit que possible. Le présent groupe permet de transporter rapidemeit. une commande à une boulangerie et d'en livrer le contenu à cette dernière en avisant très peu de temps auparavant et sans aucune perte de temps, par comparaison avec d'autres appareils. En même temps, le présent groupe per- met de supprimer les installations relativement coûteuses nécessaires jus- qu'à présent dans les grandes boulangeries pour vider de leur contenu les voitures de livraison, camions et divers autres véhicules de transport dais les réservoirs de stockage de la boulangerie.
On a constaté que la pression qui convient le mieux dans la petite chambre de pression 34 est comprise entre 0,35 et 2,1 kg/cm . Cette pres- sion peut évidemment varier et atteindre 3,5 kg/cm2 ou même davantage, et s'abaisser à 0,14 kg/cm2 lorsque la distance et la hauteur sont relativement faibles. Au cours d'essais effectués avec le présent groupe, on a constaté qu'une pression de 0,5 à 0,55 kg/cm2 dans la chambre de pression 34 fait
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avancer la farine dans une conduite dont le diamètre intérieur est sensi- blement égal à la grosseur du bras de l'homme sur une distance horizontale d'au moins 25 à 45 m et à une hauteur d'au moins 6 m. On a constaté au cours de ces essais que la conduite est complètement remplie de farine en permanence pendant le transport.
On peut augmenter légèrement la pression lorsque la distance ou la hauteur augmentent. Il est évident que la dis- tance horizontale de transport de la matière pulvérulente, le frottement qui résulte des coudes de la conduite et la hauteur à laquelle la. matière doit être élevée sont de la plus grande importance au point de vue de la détermination de la pression nécessaire. On a constaté au cours des essais qu'une pression maintenue entre des limites de 0,035 et 0,14 kg/cm est suffisante dans les glissières à air 18 et 20.
En conclusion, il est facile de voir que l'invention fournit un appareil perfectionné et nouveau de transport de matières pulvérulentes d'un point à un autre, permettant de réaliser des économies notables de temps, de main-d'oeuvre et de matière. De plus, il est possible d'effec- tuer ce transport avec une dépense de premier établissement aussi faible que possible et avec un rendement maximum.
Bien entendu, l'invention ne doit pas être considérée comme li- mitée aux formes d'exécution représentées et décrites, ,qui n'ont été choi- sies qu'à titre d'exemples.