Procédé de vidange d'un silo contenant un matériel en vrac
et appareil pour la mise en oeuvre du procédé
Dans les entreprises travaillant le bois, on emmagasine les copeaux et la sciure de bois dans des silos, soit qu'on veuille vendre ultérieurement ce matériel ou l'utiliser comme combustible dans l'entreprise. Les copeaux et la sciure sont introduits par le haut du silo et extraits par le bas par des moyens fixés au fond du silo, puis aspirés par un ventilateur pour leur transport du silo à la chaudière par exemple.
Ces déchets de bois ont tendance à s'agglomérer en créant des ponts au-dessus des outils d'extraction, et ceci d'autant plus si les copeaux sont humides. Il existe des dispositifs qui sont placés au fond des silos, des vis d'Archimède par exemple, qui ont pour but d'évacuer le combustible hors du silo et de l'amener dans une chambre d'aspiration, mais ces dispositifs ne peuvent fonctionner que si le matériel à évacuer glisse continuellement vers la vis transporteuse. D'autres dispositifs connus effectuent un brassage du matériel contenu dans le silo, le détachent des parois par grattage et le maintiennent en mouve- ment afin que la vis d'évacuation soit continuellement alimentée.
Ces dispositifs de brassage pivotants et mobiles vers le haut et vers le bas doivent être de grandes dimensions pour pouvoir atteindre tout le volume du silo, et la pratique a montré que dans les silos cylindriques à dispositif de brassage rotatif, il se produit une compression des copeaux, spécialement le long des parois, ce qui exige de grandes puissances motrices.
L'invention remédie à ces inconvénients. Elle comprend un procédé pour la vidange d'un silo contenant un matériel en vrac susceptible de s'agglomé- rer, en particulier des déchets de bois se présentant sous la forme de copeaux et/ou de sciure, ainsi qu'un appareil pour la mise en #uvre de ce procédé.
Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que l'on extrait un matériel en vrac contenu dans un silo à la partie inférieure du silo à l'aide d'une vis d'extraction radiale, à laquelle on communique, en plus de son mouvement de rotation autour de son axe, un mouvement de rotation autour de l'axe du silo, et que l'on fait parvenir le matériel débité par cette vis à une vis d'évacuation débou- chant à l'extérieur du silo.
L'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé par le fait qu'il comprend un carter fixe placé au centre du silo, un carter tournant surmontant le carter fixe, un couvercle coiffant ce carter tournant et monté rotativement sur ce dernier, une vis d'extraction sortant radialement de ce carter tournant et étant munie de saillies facilitant la désa grégation du matériel, une vis d'évacuation logée dans un canal ayant son origine dans la partie inférieure du carter fixe, un dispositif transporteur à palettes tournantes pour amener le matériel débité par la vis d'extraction à l'entrée du canal de la vis d'évacuation, et un mécanisme utilisant la rotation de la vis d'extraction autour de son axe pour provoquer la rotation de cette vis autour de l'axe du carter tournant.
Le dessin montre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La fig. 1 montre l'appareil en élévation et en coupe suivant la ligne I-I de la fig. 2.
La fig. 2 est une vue en plan de l'appareil, coupé suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en plan de l'appareil, coupé suivant la ligne III-III de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue d'ensemble de l'appareil placé dans un silo.
La fig. 5 est une vue du mécanisme d'avancement de la vis d'extraction, vue par la coupe à travers l'arbre suivant la ligne V-V de la fig. 6.
La fig. 6 est une vue de côté, coupée suivant la ligne VI-VI de la fig. 5.
La fig. 7 est une autre vue partielle du mécanisme d'avancement vu par la coupe de l'arbre suivant la ligne VII-VII de la fig. 6.
L'appareil représenté comprend, monté sur une plaque de base 1 fixée sur le fond du silo 51, un carter fixe comprenant une partie inférieure 2 et une partie supérieure 3 de forme cylindrique. Une plaque horizontale 42 de fermeture du cadre inférieur 2 constitue en même temps le fond du carter supérieur 3 et présente une ouverture rectangulaire 43 mettant en communication les deux carters 2 et 3 (fig. 3).
Cinq jambes 4, disposées en rond et fixées par leurs extrémités inférieures sur la plaque de base 1, supportent une couronne dentée circulaire horizontale 5 dont la denture est dirigée vers le haut. L'extrémité supérieure de chaque jambe 4 se trouve à l'intérieur de la couronne dentée 5 et porte un pivot radial 6 sur lequel est monté un galet 7. Les cinq galets 7 guident et supportent un anneau 8 dont la section transversale est en forme de C, ces galets prenant place entre les ailes de l'anneau 8, qui est ainsi susceptible de tourner autour de son axe. Sur l'anneau 8 est fixé un anneau concentrique plat 9, en deux points diamétralement opposés duquel sont montés des paliers 10 d'un mécanisme de transmission à engrenage.
Sur cet anneau 9 sont également fixées quatre jambes 11 supportant un palier 12 à axe vertical coïncidant avec l'axe commun des éléments 3, 8, 9 et 5. Dans le palier 12 est pivoté un axe 12'qui supporte un plateau 13 sur lequel est fixé un couvercle 14 à rebord qui coiffe une jupe cylindrique ou carter tournant 29, fixée à son tour par des moyens non représentés aux jambes 11. Les paliers horizontaux 10 supportent un arbre 15 sur lequel sont montés deux pignons coniques 16 et 17 engrenant avec une roue conique motrice 18 calée sur un arbre vertical 19 supporté par un palier 20 fixé sur la plaque 1 et guidé par un palier 21 monté sur une plaque circulaire 22 solidaire des jambes 4.
Le pignon 16 est solidaire en rotation de l'arbre 15 tandis que le pignon 17 est monté fou sur cet axe et sert à équilibrer la poussée axiale que le couple 16/18 transmet à l'arbre 15. L'arbre vertical 19 est mis en rotation par un moteur 26 par l'intermédiaire d'un arbre 25 et d'un engrenage à vis sans fin 23/24. Le moteur est situé à l'extérieur du silo 51 et 1'engrenage sans fin 23/24 dans une boîte parallélépipédique 35 fixée sur la plaque 1.
L'arbre 15 porte, enfilé sur une de ses extrémi- tés, un tube 27 constituant l'axe d'une vis d'Archimède 28 qui s'étend radialement extérieurement à la jupe 29. Le long de la tranche de la vis 28 sont disposées des saillies 28', fixées à intervalles réguliers, angulairement tous les 90 degrés par exemple, ces saillies ayant pour but de faciliter la désagrégation du matériel aggloméré. Le passage circulaire de la jupe à travers lequel passe la vis d'Archimede 28 est muni extérieurement d'une tôle de guidage radial 30 et intérieurement d'un déflecteur conique 31 dont l'ouverture est dirigée vers le bas.
L'autre extrémité de l'arbre 15 s'étend au-delà du palier 10 correspondant, et porte un mécanisme coopérant avec la roue dentée 5 et qui sera expliqué plus loin en regard des fig. 5 à 7.
L'arbre vertical 19 porte quatre bras radiaux 32 disposés en croix ; l'extrémité de chacun de ces bras supporte une palette 33 qui circule dans l'espace compris entre le plateau 22 et le fond 42. Le bras 32 est creux et reçoit rotativement une tige fixée à la palette ; un ressort 33'enroulé autour de cette tige appuie la palette contre une butée 43bis solidaire de l'arbre 19. Lorsqu'il se présente un petit bout de bois par exemple, qui pourrait bloquer la palette contre le fond 42, la palette cède et passe par-dessus le bout de bois. C'est alors la palette suivante ou une autre qui finira par entraîner le bout de bois.
Deux cloisons verticales 44 déterminent dans le carter inférieur 2 un compartiment 45 se trouvant au-dessous de l'ouverture rectangulaire 43 de la plaque 42, compartiment dans lequel aboutit l'une des extrémités d'une vis d'Archimede 46 dont l'axe 47 est supporté par un palier 52 fixé sur la plaque 1 à l'extérieur dudit compartiment. Cette vis s'étend à l'intérieur d'un tube 50 raccordé au carter 2 et traversant le silo 51 pour aboutir à une boîte 53 con nectée à l'entrée d'un aspirateur 63. L'axe 47 de la vis 46 traverse cette boîte et porte à son extrémité une poulie 49 pour son entraînement par le moteur 26.
Le moteur 26 est équipé d'un réducteur grâce auquel la vitesse de rotation de l'arbre 25 est de 300 t/m. Le rapport de transmission entre une poulie non représentée calée sur l'arbre 25 et la poulie 49 de l'arbre 47 est de 1 : 3, de sorte que ce dernier tourne à 100 t/m. Grâce au couple 23/24, la vitesse de rotation de l'arbre 19 et celle de l'arbre 15 sont abaissées à 50 t/m.
L'extrémité de l'arbre 15 opposée à celle accouplée à la vis 28 porte un mécanisme servant à faire tourner cette vis dans un plan horizontal autour de l'axe de l'arbre 19. Ce mécanisme comprend un fort ressort hélicoïdal 56 enfilé sur l'arbre 15 et placé entre deux rondelles 55 et 57 (fig. 6) solidaires en rotation dudit arbre. L'extrémité 56"du ressort est engagée dans un trou de la rondelle 55 ; l'autre extré- mité 56's'étend parallèlement à l'arbre 15, et pénè- tre d'abord dans l'intervalle entre deux dents de la couronne 5 puis dans une saignée hélicoïdale 58 de la rondelle 57. Ce ressort est armé, sa tension initiale dépendant du genre de matériel à extraire du silo.
Entre le ressort 56 et la rondelle 57 est disposé un cliquet 59 monté fou sur l'arbre 15 et soumis à l'action d'un ressort 60, tendu entre l'extrémité d'une tige 61 portée par le cliquet et l'anneau 8. Le rôle de ce ressort est de maintenir le cliquet 59 en engagement avec la denture de la couronne 5.
Le fonctionnement de l'appareil décrit est le suivant : lors de la mise en marche du moteur 26, celui-ci entraîne en rotation l'arbre 25, qui par l'inter- médiaire du couple 23/24 fait tourner l'arbre 19, lequel par le couple conique 18/16 entraîne l'arbre 15 et, par conséquent, la vis 28. L'axe 19 fait tourner les palettes 33. La vis 46 tourne également. L'aspirateur 63 est actionné par un autre moteur électrique non représenté. Lors de la rotation de la vis 28, qui est noyée dans le matériel contenu dans le silo 51, du matériel est extrait par cette vis, que l'on peut donc appeler vis d'extraction p, et poussé à l'intérieur de la jupe 29.
Le déflecteur 31 dirige le matériel vers le bas dans l'espace balayé par les palettes 33 qui chassent ce matériel à travers l'ouverture 43 dans le compartiment 45 où il est repris par la vis 46 (vis transporteuse ou d'évacuation) qui le transporte dans la boîte 53, d'où il peut être évacué à l'aide de l'aspi- rateur, car il arrive dans cette boîte à l'état désagrégé.
Lors de la rotation dans le sens de la flèche F (fig. 5) de l'arbre 15, l'extrémité 56'du ressort 56 réagit contre la dent de la couronne 5 et provoque le déplacement angulaire de l'arbre 15 et des organes qui lui sont solidaires, notamment de la vis 28 et de la jupe 29. En même temps, le cliquet 59 glisse sur la dent précédant celle en engagement avec le ressort 56 et finit par tomber dans l'entredent suivant, empê- chant ainsi tout recul de l'arbre 15 et de la vis 28.
Après la retombée du cliquet 59 sous l'action du ressort 60, 1'extrémité 56'du ressort se dégage de la dent de la couronne 5 et, après avoir terminé le tour, vient s'engager avec la dent suivante. Pendant cette deuxième phase, il n'y a pas de déplacement angulaire de la vis d'extraction 28. Grâce au déplacement angulaire qu'elle subit à chaque tour, cette vis mord toujours dans la masse de matériel et en arrache et transporte une partie à l'intérieur de la jupe 29. Si la résistance rencontrée par la vis dans son déplacement angulaire est trop grande par suite d'une agglomération trop forte du matériel, le ressort 56 se tord sur lui-même et son extrémité se déplace par rapport à la saignée 58 ; ceci provoque le soulèvement de cette extrémité du ressort qui, à un moment donné, échappe à la dent de la couronne 5.
La vis 28 continue alors sa rotation sans avoir subi de déplacement angulaire et grignote la masse contenue dans le silo.
Au tour suivant, elle avancera d'un pas si la régis- tance a suffisamment diminué, sinon le même processus se répétera jusqu'à ce que la vis ait extrait suffisamment de matériel. Lorsque la vis 28 aura creusé dans la masse un secteur suffisamment grand, la masse qui est au-dessus s'effondrera et sera extraite lors du passage suivant de la vis. Le tout est calculé de manière que le débit du dispositif à palettes 33 soit supérieur à celui de la vis d'extraction 28 et que le débit de la vis d'extraction 46 soit supérieur à celui de ce dispositif afin qu'il ne se produise aucun entassement dans l'appareil, et que le matériel arrive bien désagrégé dans la boîte d'aspiration 53.
En plus des galets de guidage et de support 7, on peut prévoir des galets de centrage de l'anneau.
L'anneau 8 pourrait être monté sur billes à l'intérieur d'un anneau supporté par les jambes 4.
Dans 1'exemple décrit la vis d'extraction travaille en porte à faux. Pour des silos de grandes dimensions, il pourrait être indiqué de guider l'extrémité libre de l'arbre de la vis à l'aide d'un rail circulaire présentant une gorge dans laquelle circulerait un galet monté en bout d'arbre.
REVENDICATIONS
I. Procédé de vidange d'un silo contenant un matériel en vrac susceptible de s'agglomérer, tel que des déchets de bois se présentant sous la forme de copeaux et/ou de sciure, caractérisé par le fait que l'on extrait ce matériel à la partie inférieure du silo à l'aide d'une vis d'extraction radiale, à laquelle on communique, en plus de son mouvement de rotation autour de son axe, un mouvement de rotation autour de l'axe du silo, et que l'on fait parvenir le matériel débité par cette vis à une vis d'évacuation débou- chant à l'extérieur du silo.