EP3818002A1 - Système de remplissage à débit compensé - Google Patents

Système de remplissage à débit compensé

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Publication number
EP3818002A1
EP3818002A1 EP19733533.4A EP19733533A EP3818002A1 EP 3818002 A1 EP3818002 A1 EP 3818002A1 EP 19733533 A EP19733533 A EP 19733533A EP 3818002 A1 EP3818002 A1 EP 3818002A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
solid particles
filling system
axial opening
opening
order
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19733533.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bernard Poussin
Guillaume Poussin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Crealyst Group SAS
Original Assignee
Crealyst Group SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Crealyst Group SAS filed Critical Crealyst Group SAS
Publication of EP3818002A1 publication Critical patent/EP3818002A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G69/00—Auxiliary measures taken, or devices used, in connection with loading or unloading
    • B65G69/04—Spreading out the materials conveyed over the whole surface to be loaded; Trimming heaps of loose materials
    • B65G69/0458—Spreading out the materials conveyed over the whole surface to be loaded; Trimming heaps of loose materials with rotating means, e.g. tables, arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0015—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
    • B01J8/002—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor with a moving instrument
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0015—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
    • B01J8/003—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor in a downward flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0015—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
    • B01J8/0045—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor by means of a rotary device in the flow channel
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/01—Control of flow without auxiliary power
    • G05D7/0186—Control of flow without auxiliary power without moving parts

Definitions

  • the present invention relates to the field of filling containers with solid particles such as grains or granules.
  • These containers can be, for example, reactors for the petroleum or chemical industry or silos for the storage of cereals, fertilizers or any other product in the form of solid particles.
  • the filling of such containers is done by transferring the solid particles from hoppers or funnels, which pour the solid particles into the container through flexible sleeves or rigid pipes.
  • it is sought to fill the container with the maximum amount of solid product and to have the most homogeneous distribution of solid particles possible in terms of particle size so as to come as close as possible to the optimum filling theoretically determined.
  • the feeding devices used for grain grain silos are very varied.
  • no particular standard is imposed as to the flow rate to be observed for these supply devices.
  • homogeneous filling can be made difficult because of the variable flow rate of the feed device used, or of the variable flow rates of the feed devices used for the same silo which depends in particular on the arrival of the trucks bringing the grains of cereals.
  • the invention aims to remedy these drawbacks by proposing a filling system for a container intended to store solid particles which is not or only slightly sensitive to variations in the flow rate of solid particles in order to maintain a minimum flow rate capable of guaranteeing the filling of the container by a homogeneous rain of solid particles.
  • the invention relates to a filling system for a container intended for storing solid particles, the system being arranged to cooperate with a device for supplying solid particles and comprising a device for distributing the particles.
  • solids comprising at least one separating element intended to receive and selectively distribute the solid particles towards a distribution device
  • the element separator comprising a body for receiving solid particles, one end of which has an axial opening intended to feed the distribution device continuously
  • the distribution device comprising at least one spreading element intended to fill the container with solid particles in a homogeneous and driven manner by a drive shaft passing through the axial opening
  • the receiving body comprises a frustoconical part comprising the axial opening and flaring away from the axial opening, the frustoconical part being extended by a tubular part comprising at least one radial opening situated upstream of the axial opening and arranged to direct the solid particles without meeting those leaving the axial opening before arriving in the distribution device from a predetermined quantity of solid particles stored in the frustocon
  • the system therefore comprises a receiving body capable of maintaining a minimum flow rate even in the event of variations in flow rate of the device for supplying solid particles.
  • the lower axial opening is preferably dimensioned with respect to the lowest flow rate which can be encountered and supplied by a buffer volume upstream in order to guarantee a substantially constant flow rate capable of filling the container with a homogeneous rain of solid particles.
  • each upper radial opening is advantageously used to guarantee a minimum filling of the buffer volume upstream of the lower axial opening and to compensate for any variations in flow rate by directing the solid particles also towards the distribution device when the volume buffer upstream of the lower axial opening is filled. It is therefore understood that whatever the flow of solid particles received in the filling system, the latter will always be able to fill the container with a homogeneous rain of solid particles.
  • the invention may also include one or more of the following optional features, taken alone or in combination.
  • the axial opening can be delimited by a contour of substantially circular or polygonal shape which allows the solid particles to be easily directed towards the distribution device.
  • the radial opening may be of shape delimited by a contour coinciding with the intersection of a cylinder (for example of circular or polygonal section) and a surface of the receiving element in order to easily direct the solid particles towards the distribution device, or have a shape which widens away from the axial opening in order to offer a variable distribution flow rate as a function of the storage height of the solid particles in the receiving body.
  • the axial opening and / or the radial opening can be at least partially concealable in order to control the flow of solid particles feeding the dispensing device. Indeed, the selective concealment of the axial opening and / or of the radial opening can allow the filling system to be adaptable to the variations in flow rate of the same type of solid particles and / or to the similar or identical flow rate. different types of solid particles (for example if the same silo is used at different times to store different grains).
  • the receiving body can be rotatably mounted to optimize the storage and distribution of solid particles.
  • the feeding device is a belt conveyor
  • the latter generates an inclined jet at the outlet of the belt which may not be oriented in the axial (vertical) direction when it arrives in the filling system.
  • the rotation of the receiving body therefore makes it possible to compensate for this asymmetry by filling the buffer volume of the receiving body more homogeneously.
  • its movement promotes settlement in its buffer volume.
  • the movement of the receiving body makes it possible to optimize the distribution of solid particles between the axial and radial openings.
  • its movement promotes the passage of solid particles through the axial opening when its buffer volume is filled.
  • its displacement makes it possible to distribute angularly a possible defect of passage, like a stuck object, at the level of the axial and radial openings in order to make more homogeneous the flow of solid particles feeding the distribution device.
  • the receiving body can be linked to a drive mechanism, such as electric, in order to be selectively moved. This allows in particular to be able to control the movement (start, speed, stop, etc.) according to the operating conditions of the filling system.
  • a drive mechanism such as electric
  • the drive mechanism can be coupled to the distribution device in order to make proportional the movement of the receiving element relative to that of the scattering element which allows, for example, d '' use the motor of the distribution device to move the receiving element or vice versa.
  • the receiving body can also include at least one drive element intended to cooperate with the flow of solid particles to move the receiving body. This allows in particular to be able to absorb a part of the energy of the displacement of the solid particles so as not to have to add a drive mechanism.
  • the scattering element may include a turntable provided with fins of varying lengths so that the periphery of the tray extends in substantially at least one spiral so as to fill the container in the form of a homogeneous rain of solid particles.
  • the separator element may further comprise a fixed casing surrounding the receiving body in order to guide the solid particles leaving the radial opening towards the distribution device.
  • Figure 1 is a perspective view of a filling system according to the invention.
  • Figure 2 is a perspective view similar to Figure 1 in which a portion of the housing has been removed in order to view a receiving body of the filling system according to the invention;
  • Figure 3 is a perspective view of the receiving body.
  • orientations are the orientations of the figures.
  • the terms “upper”, “lower”, “left”, “right”, “above”, “below”, “forward” and “backward” are generally understood with respect to the direction of representation of the figures.
  • the invention generally relates to a filling system for a container such as a catalysis reactor or a storage silo intended to store solid particles such as catalyst in the form of granules or cereal grains.
  • the filling system is intended to be mounted in the upper part of the container in order to distribute, according to a uniform and regular rain, the solid particles making it possible to fill the container progressively along an upper front forming a substantially flat and horizontal surface.
  • This type of filling makes it possible to maximize the quantity of solid particles stored in the container according to a very homogeneous distribution but also to ensure the protection of solid particles in particular by avoiding their attrition generating dust.
  • the filling system 1 is arranged to fill a silo with cereal grains.
  • the invention can also be applied to other fields such as catalysts for the petroleum industry or more generally for the chemical industry.
  • the filling system 1 is arranged to cooperate with a feed device (not shown) of solid particles.
  • the feeders are generally belt conveyors that discharge the grain into a filling nozzle mounted on the roof of the silo.
  • the filling system 1 according to the invention is therefore placed at the outlet of this filling nozzle to distribute the cereal grains uniformly in the silo.
  • the filling system 1 comprises a fixing device 3, a distribution device 5 and a device 7 for distributing solid particles.
  • the fixing device 3 mainly comprises a chassis 4 intended to support the filling system 1 in the silo and to be fixed to at least one wall of the silo and / or the filling nozzle of the silo.
  • the distribution device 5 is intended to receive and selectively distribute the solid particles coming from the filling nozzle of the silo towards the distribution device 7.
  • the device 5 mainly comprises a hopper 8 extended by at least one separating element 9.
  • the hopper 8 forms a funnel intended to channel the cereal grains from the filling nozzle of the silo towards the separating element 9.
  • the hopper 8 is not an essential element of the invention. Thus, it could be removed or replaced by another type of delivery device.
  • the separator element 9 advantageously comprises according to the invention a body 11 for receiving solid particles intended to guarantee a minimum flow of solid particles even in the event of variations in the flow rate of the solid particle feed device.
  • the receiver body 11 has a frustoconical part 11 a and a tubular part 11 b formed integrally.
  • the lower end of the frustoconical part 11 has an axial opening 13, the frustoconical part 11 flares away from the axial opening 13.
  • the frustoconical part 11 therefore makes it possible, by gravity, to direct the particles solid towards the axial opening 13.
  • the frustoconical part 11 a is extended by the tubular part 11 b comprising at least one radial opening (four in FIGS. 2 and 3).
  • the axial orientation in the position of use of the filling system 1 corresponds substantially to that of the action of gravity.
  • Each radial opening 15 is advantageously formed without the need to move parts or occluders.
  • the axial opening 13 is intended to continuously supply the device 7 for dispensing solid particles while each opening 15 radial, located upstream of the axial opening 13, is arranged to direct the solid particles to the dispensing device 7 beyond a predetermined amount of solid particles stored in the receiving body 11.
  • the two parts 11 a, 11 b of the latter allow the solid particles leaving each radial opening 15 not to meet those leaving the axial opening 13 before arriving in the dispensing device 7.
  • the axial opening 13 can be of various shapes.
  • the axial opening 13 can be delimited by a contour of substantially circular or polygonal shape in order to easily direct the solid particles towards the device 7 for distribution.
  • the axial opening 13 is delimited by a circular contour.
  • the solid particles pass through an annular space formed by the axial opening 13 delimited by a contour of circular shape at the center of which a drive shaft of the distribution device 7 is present.
  • other forms of axial opening 13 can be envisaged without departing from the scope of the invention.
  • each radial opening 15 is at least equal to one and cannot be limited to four as illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • each radial opening 15 can also be of various shapes.
  • each radial opening 15 can thus be delimited by a contour coinciding with the intersection of a cylinder and a surface of the receiving element in order to easily direct the solid particles towards the distribution device 7.
  • the section of the cylinder can thus be substantially circular or polygonal.
  • at least one radial opening 15 may have a shape which flares away from the axial opening 13 as illustrated in FIGS. 2 and 3. This shape in fact makes it possible to offer a variable distribution rate depending on of the height of storage of solid particles in the receiving body 11.
  • other forms of radial opening 15 can be envisaged without departing from the scope of the invention.
  • the filling system 1 therefore comprises a receiving body 11 capable of maintaining a minimum flow even in the event of variations in flow of the feed device (not shown) in solid particles. More specifically, the lower axial opening 13 is preferably dimensioned with respect to the lowest flow rate which can be encountered and supplied by a buffer volume (volume of solid particles stored in the receiving body 11) upstream in order to guarantee a substantially constant flow. able to permanently fill the container with a homogeneous rain of solid particles.
  • each upper radial opening 15 is advantageously used to guarantee a minimum filling of the buffer volume upstream of the lower axial opening 13.
  • Each upper radial opening 15 also makes it possible to compensate for any variations in the flow rate of the supply device (not shown) by directing, if necessary, the solid particles also towards the distribution device 7 when the buffer volume upstream of the lower axial opening 13 is filled. It is therefore understood that whatever the flow of solid particles received in the filling system, the latter will always be able to supply the dispensing device 7 so that it fills the container with a homogeneous rain of solid particles.
  • the receiver body 11 is mounted to rotate in order to optimize the storage and distribution of solid particles.
  • the feeding device is a belt conveyor
  • the latter generates an inclined jet at the outlet of the belt which may not be oriented in the axial (vertical) direction when it arrives in the filling system.
  • the rotation of the receiving body therefore makes it possible to compensate for this asymmetry by filling the buffer volume of the receiving body more homogeneously.
  • its movement promotes settlement in its buffer volume (volume of solid particles stored in the receiver body 11 upstream of the axial opening 13).
  • the movement of the receiving body 11 makes it possible to optimize the distribution of solid particles between the axial and radial openings 13, 15.
  • the receiver body 11 can be linked to a drive mechanism 17 in order to be selectively moved. This allows in particular to be able to control the movement (start, speed, stop, etc.) according to the operating conditions of the filling system.
  • Different types of drive mechanism 17 can be envisaged, for example hydraulic, pneumatic or electric.
  • the drive mechanism 17 mainly comprises a toothed wheel 18 secured to the tubular part 11b of the receiver body 11, a reduction train 19 and a motor assembly 20. Therefore, it is understood that the rotation of the receiver body 11 can be actuated without the mandatory presence of an operator.
  • the activation of the rotation of the receiving body 11 could be subject to the activation of the feeding device (not shown) or the presence of solid particles in the receiving body 11.
  • the receiver body 11 may also include at least one drive element (not shown) intended to cooperate with the flow of the particles solid to move the receiver body 11.
  • the drive element could be formed by a curved or straight rib mounted on the internal wall of the receiving body 11 so that the abutment of part of the axial movement of the solid particles against these ribs induces a rotation of the receiving body 11. It is therefore understood that the rotation of the receiving body 11 would be dependent on the flow of solid particles arriving in the receiving body 11.
  • the receiver body 11 can also be coupled to the distribution device 7 in order to make the movement of the receiver body 11 relative to that of the scattering element 21 which allows , for example, using the motor of the dispensing device 7 to move the receiving body 11 or vice versa.
  • a toothed wheel secured to the tubular part 11b of the receiver body 11 could be coupled by a reduction gear (for example a planetary gear train) to the motor of the distribution device 7 or to a drive shaft of the motor. such as, for example, that of the scattering element 21.
  • the receiving body 11 could rotate between two and eight times slower than the plate 23, as, for example, four times slower. However, nothing prevents conversely that the receiving body 11 rotates at the same speed or faster than the scattering element 21.
  • the separator element 9 may also include a fixed casing 10 surrounding the receiver body 11 in order to guide the solid particles leaving each radial opening 15 towards the distribution device 7.
  • the distribution device 7 can be of different types. It comprises at least one scattering element 21 driven by a motor shaft connected to a motor (not visible) and intended to fill the container with solid particles in a homogeneous manner and, preferably, in the form of a homogeneous rain of solid particles.
  • the scattering element 21 may comprise, as illustrated in FIGS. 1 and 2, a turntable 23 provided with fins 22 making it possible to eject, by centrifugal force, the solid particles in a homogeneous distribution. As can be seen in FIGS.
  • the fins 22 preferably have variable lengths so that the periphery of the plate 23 extends in the form of a substantially spiral or several spirals so as to eject the solid particles according to several rays capable of creating the distribution in the form of homogeneous rain.
  • dispensing devices 7 can be used, such as the strap type or the whip type.
  • the invention is not limited to the embodiments and variants presented and other embodiments and variants will be apparent to those skilled in the art.
  • radial openings 15 are present on the frustoconical part 11 a.
  • one or more of the axial and radial openings 13, 15 may be partially or completely concealable, for example, using a diaphragm, or a flap, selectively movable in order to adjust the free passage section of the axial and radial openings 13, 15.
  • selective occultation would make it possible to adapt to the flow rate of the same type of solid particles or to adapt to the flow rate of different types of solid particles (for example in the case where the same silo is used at times to store different cereals).
  • the filling system 1 comprises a body 11 receiving geometries and different dimensions without departing from the scope of the invention.
  • the filling system 1 can also include several receiving bodies 11 of identical shape or not mounted coaxially in order to optimize the distribution of solid particles.
  • the filling system 1 comprises several distribution devices 7 of identical geometry or not mounted coaxially in order to optimize the distribution of solid particles.
  • several scattering elements 21 could thus each comprise, as illustrated in FIG. 1, a turntable 23 provided with fins 22 allowing the ejections, by centrifugal force, of the solid particles in a homogeneous distribution.

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Abstract

L'invention se rapporte à un système (1) de remplissage pour un récipient destiné à stocker des particules solides, le système (1) étant agencé pour coopérer avec un dispositif d'alimentation de particules solides et comportant un dispositif (5) de répartition des particules solides comprenant au moins un élément (9) séparateur destiné à recevoir et sélectivement répartir les particules solides vers un dispositif (7) de distribution, l'élément (9) séparateur comportant un corps (11) récepteur des particules solides dont une extrémité comporte une ouverture (13) axiale destinée à alimenter en continu le dispositif (7) de distribution, le dispositif (7) de distribution comportant au moins un élément (21) d'éparpillement destiné à remplir de particules solides le récipient de manière homogène et entraîné par un arbre moteur passant par l'ouverture (13) axiale. Selon l'invention, le corps (11) récepteur comporte une partie (11 a) tronconique comportant l'ouverture (13) axiale et s'évasant en s'éloignant de l'ouverture (13) axiale, la partie (11 a) tronconique étant prolongée par une partie (11 b) tubulaire comportant au moins une ouverture (15) radiale située en amont de l'ouverture (13) axiale et agencée pour diriger les particules solides sans rencontrer celles sortant de l'ouverture (13) axiale avant d'arriver dans le dispositif (7) de distribution à partir d'une quantité prédéterminée de particules solides stockée dans la partie (11 a) tronconique du corps (11) récepteur afin de garantir un flux minimal de particules solides même en cas de variations de débit du dispositif d'alimentation.

Description

SYSTÈME DE REMPLISSAGE À DÉBIT COMPENSÉ
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
[0001] La présente invention se rapporte au domaine du remplissage de récipients par des particules solides telles que des grains ou des granulés. Ces récipients peuvent être par exemple, des réacteurs pour l'industrie pétrolière ou chimique ou des silos pour le stockage des céréales, d'engrais ou de tout autre produit sous forme de particules solides.
ARRIÈRE-PLAN TECHNIQUE DE L’INVENTION
[0002] Le remplissage de tels récipients se fait par un transvasement des particules solides à partir de trémies ou entonnoirs, qui déversent les particules solides dans le récipient par l'entremise de manches souples ou de tuyaux rigides. Généralement, on cherche à remplir le récipient avec le maximum de produit solide et à avoir une répartition des particules solides la plus homogène possible en terme de granulométrie afin de se rapprocher le plus possible du remplissage optimum déterminé théoriquement.
[0003] Ainsi, pour les silos de conservation des grains de céréales, il faut pouvoir stocker la plus grande quantité possible de grains tout en évitant les phénomènes de ségrégation granulométrique afin de garantir une bonne ventilation pour éviter la prolifération d’insectes (comme les charançons) notamment au centre de la masse stockée.
[0004] Les dispositifs d’alimentation utilisés pour les silos des grains de céréales sont très variés. De plus, aucune norme particulière n’est imposée quant au débit à respecter pour ces dispositifs d’alimentation. De la sorte, le remplissage homogène peut être rendu difficile à cause du débit variable du dispositif d’alimentation utilisé, ou des débits variables des dispositifs d’alimentation utilisés pour le même silo qui dépend notamment de l’arrivage des camions amenant les grains de céréales.
RÉSUMÉ DE L’INVENTION
[0005] L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un système de remplissage pour un récipient destiné à stocker des particules solides qui n’est pas ou peu sensible aux variations du débit d’acheminement des particules solides afin de maintenir un débit minimal apte à garantir le remplissage du récipient par une pluie homogène de particules solides.
[0006] À cet effet, l’invention se rapporte à un système de remplissage pour un récipient destiné à stocker des particules solides, le système étant agencé pour coopérer avec un dispositif d’alimentation de particules solides et comportant un dispositif de répartition des particules solides comprenant au moins un élément séparateur destiné à recevoir et sélectivement répartir les particules solides vers un dispositif de distribution, l’élément séparateur comportant un corps récepteur des particules solides dont une extrémité comporte une ouverture axiale destinée à alimenter en continu le dispositif de distribution, le dispositif de distribution comportant au moins un élément d’éparpillement destiné à remplir de particules solides le récipient de manière homogène et entraîné par un arbre moteur passant par l’ouverture axiale, caractérisé en ce que le corps récepteur comprend une partie tronconique comportant l’ouverture axiale et s’évasant en s’éloignant de l’ouverture axiale, la partie tronconique étant prolongée par une partie tubulaire comportant au moins une ouverture radiale située en amont de l’ouverture axiale et agencée pour diriger les particules solides sans rencontrer celles sortant de l’ouverture axiale avant d’arriver dans le dispositif de distribution à partir d’une quantité prédéterminée de particules solides stockée dans la partie tronconique du corps récepteur afin de garantir un flux minimal de particules solides même en cas de variations de débit du dispositif d’alimentation.
[0007] Avantageusement selon l'invention, le système comporte donc un corps récepteur capable de maintenir un débit minimal même en cas de variations de débit du dispositif d’alimentation en particules solides. Plus précisément, l’ouverture axiale inférieure est préférentiellement dimensionnée par rapport au débit le plus bas qui peut être rencontré et alimentée par un volume tampon en amont afin de garantir un débit sensiblement constant apte à remplir le récipient par une pluie homogène de particules solides.
[0008] De plus, chaque ouverture radiale supérieure est avantageusement utilisée pour garantir un remplissage minimal du volume tampon en amont de l’ouverture axiale inférieure et compenser les éventuelles variations de débit en dirigeant les particules solides également vers le dispositif de distribution quand le volume tampon en amont de l’ouverture axiale inférieure est rempli. On comprend donc que quel que soit le débit de particules solides reçu dans le système de remplissage, ce dernier sera toujours apte à remplir le récipient par une pluie homogène de particules solides.
[0009] L’invention peut également comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou en combinaison.
[0010] L’ouverture axiale peut être délimitée par un contour de forme sensiblement circulaire ou polygonale ce qui permet de diriger facilement les particules solides vers le dispositif de distribution.
[0011] L’ouverture radiale peut être de forme délimitée par un contour coïncidant avec l’intersection d’un cylindre (par exemple à section circulaire ou polygonale) et d’une surface de l’élément récepteur afin de diriger facilement les particules solides vers le dispositif de distribution, ou comporter une forme qui s’évase en s’éloignant de l’ouverture axiale afin d’offrir un débit de répartition variable en fonction de la hauteur de stockage des particules solides dans le corps récepteur. [0012] L’ouverture axiale et/ou l’ouverture radiale peut être au moins partiellement occultable afin de contrôler le débit de particules solides alimentant le dispositif de distribution. En effet, l’occultation sélective de l’ouverture axiale et/ou de l’ouverture radiale peut permettre au système de remplissage d’être adaptable aux variations de débit d’un même type de particules solides et/ou au débit similaire ou identique de types différents de particules solides (par exemple dans le cas où le même silo est utilisé à des moments différents pour stocker des céréales différentes).
[0013] Le corps récepteur peut être monté rotatif afin d’optimiser le stockage et la distribution des particules solides. En effet, lorsque le dispositif d’alimentation est un convoyeur à bande, ce dernier génère un jet incliné en sortie de bande qui peut ne pas être orienté selon la direction axiale (verticale) lorsqu’il arrive dans le système de remplissage. La rotation du corps récepteur permet donc de compenser cette asymétrie en remplissant de manière plus homogène le volume tampon du corps récepteur. De plus, son déplacement favorise le tassement dans son volume tampon. En outre, le déplacement du corps récepteur permet d’optimiser la répartition des particules solides entre les ouvertures axiale et radiale. Ainsi, son déplacement favorise le passage des particules solides à travers l’ouverture axiale quand son volume tampon est rempli. Enfin, son déplacement permet de répartir angulairement un éventuel défaut de passage, comme un objet coincé, au niveau ouvertures axiale et radiale afin de rendre plus homogène le flux de particules solides alimentant le dispositif de distribution.
[0014] Le corps récepteur peut être lié à un mécanisme d’entraînement, comme par exemple électrique, afin d’être sélectivement déplacé. Cela permet notamment de pouvoir piloter le déplacement (début, vitesse, arrêt, etc.) en fonction des conditions de fonctionnement du système de remplissage.
[0015] Selon une version particulière, le mécanisme d’entraînement peut être couplé au dispositif de distribution afin de rendre proportionnel le déplacement de l’élément récepteur par rapport à celui de l’élément d’éparpillement ce qui permet, par exemple, d’utiliser le moteur du dispositif de distribution pour déplacer l’élément récepteur ou inversement.
[0016] Le corps récepteur peut également comporter au moins un élément d’entraînement destiné à coopérer avec l’écoulement des particules solides pour déplacer le corps récepteur. Cela permet notamment de pouvoir absorber une partie de l’énergie du déplacement des particules solides afin de ne pas à avoir à ajouter de mécanisme d’entraînement.
[0017] L’élément d’éparpillement peut comporter un plateau tournant muni d’ailettes de longueurs évolutives afin que la périphérie du plateau s’étende sous forme sensiblement d’au moins une spirale de manière à remplir le récipient sous forme d’une pluie homogène de particules solides.
[0018] L’élément séparateur peut comporter en outre un carter fixe entourant le corps récepteur afin de guider les particules solides sortant de l’ouverture radiale vers le dispositif de distribution.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
[0019] D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une vue en perspective d’un système de remplissage selon l’invention ;
La figure 2 est une vue en perspective analogue à la figure 1 dans laquelle une partie du carter a été retirée afin de visualiser un corps récepteur du système de remplissage selon l'invention ;
La figure 3 est une vue en perspective du corps récepteur.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE D’AU MOINS UN MODE DE RÉALISATION DE L’INVENTION
[0020] Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent les mêmes références, éventuellement additionné d’un indice. La description de leur structure et de leur fonction n’est donc pas systématiquement reprise.
[0021] Dans tout ce qui suit, les orientations sont les orientations des figures. En particulier, les termes « supérieur », « inférieur », « gauche », « droit », « au-dessus », « en-dessous », « vers l’avant » et « vers l’arrière » s’entendent généralement par rapport au sens de représentation des figures.
[0022] L’invention se rapporte généralement à un système de remplissage pour un récipient tel qu’un réacteur de catalyse ou un silo de stockage destiné à stocker des particules solides comme du catalyseur sous forme de granulés ou des grains de céréales. Le système de remplissage est destiné à être monté dans la partie supérieure du récipient afin de distribuer selon une pluie homogène et régulière les particules solides permettant de remplir au fur et à mesure le récipient selon un front supérieur formant une surface sensiblement plane et horizontale. Ce type de remplissage permet en effet de maximiser la quantité de particules solides stockée dans le récipient selon une répartition très homogène mais également d’assurer la protection des particules solides notamment en évitant leur attrition génératrice de poussière.
[0023] Dans l’exemple illustré aux figures 1 à 3, le système 1 de remplissage est agencé pour remplir un silo de grains de céréales. Bien entendu, l’invention peut être également appliquée à d’autres domaines tels que les catalyseurs pour l’industrie pétrolière ou plus généralement pour l’industrie chimique.
[0024] Dans l’exemple illustré aux figures 1 à 3, le système 1 de remplissage est agencé pour coopérer avec un dispositif d’alimentation (non représenté) de particules solides. Typiquement, pour les silos de grains de céréales, les dispositifs d’alimentation sont généralement des convoyeurs à bande déversant les grains de céréales dans une buse de remplissage montée sur le toit du silo. Le système 1 de remplissage selon l'invention est donc placé à la sortie de cette buse de remplissage pour distribuer de manière homogène les grains de céréales dans le silo.
[0025] Comme visible à la figure 1 , le système 1 de remplissage comporte un dispositif 3 de fixation, un dispositif 5 de répartition et un dispositif 7 de distribution des particules solides. Le dispositif 3 de fixation comporte principalement un châssis 4 destiné à supporter le système 1 de remplissage dans le silo et à être fixé sur au moins une paroi du silo et/ou la buse de remplissage du silo.
[0026] Le dispositif 5 de répartition est destiné à recevoir et sélectivement répartir les particules solides venant de la buse de remplissage du silo vers le dispositif 7 de distribution. À cet effet, le dispositif 5 comprend principalement une trémie 8 prolongée par au moins un élément 9 séparateur. Comme visible à la figure 1 , la trémie 8 forme un entonnoir destiné à canaliser les grains de céréales de la buse de remplissage du silo vers l’élément 9 séparateur. La trémie 8 n’est pas un élément essentiel de l’invention. Ainsi, elle pourrait être enlevée ou remplacée par un autre type d’organe d’acheminement.
[0027] L’élément 9 séparateur comporte avantageusement selon l'invention un corps 11 récepteur des particules solides destiné à garantir un flux minimal de particules solides même en cas de variations de débit du dispositif d’alimentation en particules solides.
[0028] Dans l’exemple des figures 2 et 3, le corps 11 récepteur comporte une partie 11 a tronconique et une partie 11 b tubulaire formées de manière solidaire. L’extrémité inférieure de la partie 11 a tronconique comprend une ouverture 13 axiale, la partie 11 a tronconique s’évasant en s’éloignant de l’ouverture axiale 13. La partie 11 a tronconique permet donc, par gravité, de diriger les particules solides vers l’ouverture 13 axiale. De plus, la partie 11 a tronconique est prolongée par la partie 11 b tubulaire comportant au moins une ouverture 15 radiale (quatre aux figures 2 et 3). L’orientation axiale en position d’utilisation du système 1 de remplissage correspond sensiblement à celle de l’action de la gravité. Chaque ouverture 15 radiale est avantageusement formée sans qu’il soit nécessaire de déplacer des pièces ou des occulteurs.
[0029] Avantageusement selon l'invention, l’ouverture 13 axiale est destinée à alimenter en continu le dispositif 7 de distribution en particules solides alors que chaque ouverture 15 radiale, située en amont de l’ouverture 13 axiale, est agencée pour diriger les particules solides vers le dispositif 7 de distribution au-delà d’une quantité prédéterminée de particules solides stockée dans le corps 11 récepteur. De manière avantageuse, les deux parties 11 a, 11 b de ce dernier permettent aux particules solides sortant de chaque ouverture 15 radiale de ne pas rencontrer celles sortant de l’ouverture 13 axiale avant d’arriver dans le dispositif 7 de distribution.
[0030] L’ouverture 13 axiale peut être de formes variées. À titre d’exemple, l’ouverture 13 axiale peut être délimitée par un contour de forme sensiblement circulaire ou polygonale afin de diriger facilement les particules solides vers le dispositif 7 de distribution. Dans l’exemple de la figure 3, on peut voir que l’ouverture 13 axiale est délimitée par un contour circulaire. De manière exacte, les particules solides passe dans un espace annulaire formé par l’ouverture 13 axiale délimitée par un contour de forme circulaire au centre de laquelle un arbre moteur du dispositif 7 de distribution est présent. Bien entendu, d’autres formes d’ouverture 13 axiale sont envisageables sans sortir du cadre de l’invention.
[0031] Le nombre d’ouverture 15 radiale est au moins égal à un et ne saurait se limiter à quatre comme illustré aux figures 2 et 3. De même, chaque ouverture 15 radiale peut également être de formes variées. À titre d’exemple, chaque ouverture 15 radiale peut ainsi être délimitée par un contour coïncidant avec l’intersection d’un cylindre et d’une surface de l’élément récepteur afin de diriger facilement les particules solides vers le dispositif 7 de distribution. La section du cylindre peut ainsi être sensiblement circulaire ou polygonale. En variante, au moins une ouverture 15 radiale peut comporter une forme qui s’évase en s’éloignant de l’ouverture 13 axiale comme illustré aux figures 2 et 3. Cette forme permet en effet d’offrir un débit de répartition variable en fonction de la hauteur de stockage des particules solides dans le corps 11 récepteur. Bien entendu, d’autres formes d’ouverture 15 radiale sont envisageables sans sortir du cadre de l’invention.
[0032] Avantageusement selon l'invention, le système 1 de remplissage comporte donc un corps 11 récepteur capable de maintenir un débit minimal même en cas de variations de débit du dispositif d’alimentation (non représenté) en particules solides. Plus précisément, l’ouverture 13 axiale inférieure est préférentiellement dimensionnée par rapport au débit le plus bas qui peut être rencontré et alimentée par un volume tampon (volume de particules solides stocké dans le corps 11 récepteur) en amont afin de garantir un débit sensiblement constant apte à remplir en permanence le récipient par une pluie homogène de particules solides.
[0033] De plus, chaque ouverture 15 radiale supérieure est avantageusement utilisée pour garantir un remplissage minimal du volume tampon en amont de l’ouverture 13 axiale inférieure. Chaque ouverture 15 radiale supérieure permet également de compenser les éventuelles variations de débit du dispositif d’alimentation (non représenté) en dirigeant, le cas échéant, les particules solides également vers le dispositif 7 de distribution quand le volume tampon en amont de l’ouverture 13 axiale inférieure est rempli. On comprend donc que quel que soit le débit de particules solides reçu dans le système de remplissage, ce dernier sera toujours apte à alimenter le dispositif 7 de distribution afin qu’il remplisse le récipient par une pluie homogène de particules solides.
[0034] Préférentiellement selon l'invention, le corps 11 récepteur est monté rotatif afin d’optimiser le stockage et la distribution des particules solides. En effet, lorsque le dispositif d’alimentation est un convoyeur à bande, ce dernier génère un jet incliné en sortie de bande qui peut ne pas être orienté selon la direction axiale (verticale) lorsqu’il arrive dans le système de remplissage. La rotation du corps récepteur permet donc de compenser cette asymétrie en remplissant de manière plus homogène le volume tampon du corps récepteur. De plus, son déplacement favorise le tassement dans son volume tampon (volume de particules solides stocké dans le corps 11 récepteur en amont de l’ouverture 13 axiale). En outre, le déplacement du corps 11 récepteur permet d’optimiser la répartition des particules solides entre les ouvertures 13, 15 axiale et radiale. Ainsi, son déplacement favorise le passage des particules solides à travers l’ouverture 13 axiale quand son volume tampon est rempli. Enfin, son déplacement permet de répartir angulairement un éventuel défaut de passage, comme un objet coincé, au niveau ouvertures 11 , 15 axiale et radiale afin de rendre plus homogène le flux de particules solides alimentant le dispositif 7 de distribution.
[0035] Le corps 11 récepteur peut être lié à un mécanisme 17 d’entraînement afin d’être sélectivement déplacé. Cela permet notamment de pouvoir piloter le déplacement (début, vitesse, arrêt, etc.) en fonction des conditions de fonctionnement du système de remplissage. Différents types de mécanisme 17 d’entraînement peuvent être envisagé comme par exemple hydraulique, pneumatique ou électrique. Dans l’exemple illustré aux figures 1 à 3, on peut voir un mécanisme 17 d’entraînement du type électrique. Le mécanisme 17 d’entraînement comporte principalement une roue 18 dentée solidaire de la partie tubulaire 11 b du corps 11 récepteur, un rouage 19 réducteur et un ensemble 20 moteur. Par conséquent, on comprend que la rotation du corps 11 récepteur peut être actionnée sans la présence obligatoire d’un opérateur. À titre d’exemple, l’activation de la rotation du corps 11 récepteur pourrait être asservie à l’activation du dispositif d’alimentation (non représenté) ou la présence de particules solides dans le corps 11 récepteur.
[0036] En variante, le corps 11 récepteur peut également comporter au moins un élément d’entraînement (non représenté) destiné à coopérer avec l’écoulement des particules solides pour déplacer le corps 11 récepteur. Cela permet notamment de pouvoir absorber une partie de l’énergie du déplacement des particules solides afin de ne pas à avoir à ajouter de mécanisme 17 d’entraînement au système 1 de remplissage. À titre d’exemple, l’élément d’entraînement pourrait être formé par une nervure courbe ou rectiligne montée sur la paroi interne du corps 11 récepteur afin que la butée d’une partie du déplacement axiale des particules solides contre ces nervures induise une rotation du corps 11 récepteur. On comprend donc que la rotation du corps 11 récepteur serait dépendante du débit de particules solides arrivant dans le corps 11 récepteur.
[0037] Selon une autre variante (non représentée), le corps 11 récepteur peut également être couplé au dispositif 7 de distribution afin de rendre proportionnel le déplacement du corps 11 récepteur par rapport à celui de l’élément 21 d’éparpillement ce qui permet, par exemple, d’utiliser le moteur du dispositif 7 de distribution pour déplacer le corps 11 récepteur ou inversement. Ainsi, à titre nullement limitatif, une roue dentée solidaire de la partie tubulaire 11 b du corps 11 récepteur pourrait être couplée par un rouage réducteur (par exemple un train épicycloïdal) au moteur du dispositif 7 de distribution ou à un arbre de transmission du moteur comme, par exemple, celui de l’élément 21 d’éparpillement. Typiquement, le corps 11 récepteur pourrait tourner entre deux et huit fois moins vite que le plateau 23, comme, par exemple, quatre fois moins vite. Toutefois, rien n’empêche à l’inverse que le corps 11 récepteur tourne à la même vitesse ou plus vite que l’élément 21 d’éparpillement.
[0038] L’élément 9 séparateur peut en outre comporter un carter 10 fixe entourant le corps 11 récepteur afin de guider les particules solides sortant de chaque ouverture 15 radiale vers le dispositif 7 de distribution.
[0039] Le dispositif 7 de distribution peut être de différents types. Il comporte au moins un élément 21 d’éparpillement entraîné par un arbre moteur relié à un moteur (non visible) et destiné à remplir de particules solides le récipient de manière homogène et, préférentiellement, sous forme de pluie homogène de particules solides. À titre nullement limitatif, l’élément 21 d’éparpillement peut comporter, comme illustré aux figures 1 et 2, un plateau 23 tournant muni d’ailettes 22 permettant d’éjecter, par force centrifuge, les particules solides selon une répartition homogène. Comme visible aux figures 1 et 2, les ailettes 22 comportent préférentiellement des longueurs évolutives afin que la périphérie du plateau 23 s’étende sous forme sensiblement d’une spirale ou de plusieurs spirales de manière à éjecter les particules solides selon plusieurs rayons aptes créer la distribution sous forme de pluie homogène.
[0040] Bien entendu, d’autres dispositifs 7 de distribution peuvent être utilisés comme par exemple du type à lanière ou du type à fouet. [0041] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation et variantes présentés et d'autres modes de réalisation et variantes apparaîtront clairement à l'homme du métier. Ainsi, d’autres géométries et dimensions d’ouvertures 13, 15 axiale et radiale sont envisageables sans sortir du cadre de l’invention. Il est également possible que des ouvertures 15 radiales soient présentes sur la partie 11 a tronconique. En effet, d’une part, avec un même corps 11 récepteur, il est possible de prévoir des ouvertures 15 radiales à proximité du début de la partie 11 b tubulaire afin de laisser un volume tampon suffisant, et, d’autre part, un corps 11 récepteur totalement tronconique peut également être envisagé ce qui obligerait à prévoir des ouvertures 15 radiales sur une partie non tubulaire à la différence de l’explication ci-dessus.
[0042] En outre, de manière additionnelle, une ou plusieurs des ouvertures 13, 15 axiale et radiale peuvent être partiellement ou totalement occultables, par exemple, à l’aide d’un diaphragme, ou d’un volet, sélectivement déplaçable afin de régler la section libre de passage des ouvertures 13, 15 axiale et radiale. En effet, l’occultation sélective permettrait de s’adapter au débit d’un même type de particules solides ou de s’adapter au débit de types différents de particules solides (par exemple dans le cas où le même silo est utilisé à des moments différents pour stocker des céréales différentes). Ainsi, à titre nullement limitatif, notamment en début de chargement, toutes les ouvertures 13, 15 du corps 11 récepteur, ou seulement l’ouverture 13 axiale, pourraient être occultées afin de remplir plus rapidement le volume tampon et garantir après réouverture, une alimentation plus homogène au dispositif 7 de distribution dès le début du remplissage du récipient.
[0043] Il peut également être envisagé que le système 1 de remplissage comporte un corps 11 récepteur de géométries et dimensions différentes sans sortir du cadre de l’invention. Le système 1 de remplissage peut aussi comporter plusieurs corps 11 récepteur de forme identique ou non montés coaxialement afin d’optimiser la répartition des particules solides.
[0044] Enfin, il peut également être envisagé que le système 1 de remplissage comporte plusieurs dispositifs 7 de distribution de géométrie identique ou non montés coaxialement afin d’optimiser la distribution des particules solides. À titre nullement limitatif, plusieurs éléments 21 d’éparpillement (par exemple entre deux et cinq) pourraient ainsi comporter chacun, comme illustré à la figure 1 , un plateau 23 tournant muni d’ailettes 22 permettant d’éjecter, par force centrifuge, les particules solides selon une répartition homogène.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système (1 ) de remplissage pour un récipient destiné à stocker des particules solides, le système (1 ) étant agencé pour coopérer avec un dispositif d’alimentation de particules solides et comportant un dispositif (5) de répartition des particules solides comprenant au moins un élément (9) séparateur destiné à recevoir et sélectivement répartir les particules solides vers un dispositif (7) de distribution, l’élément (9) séparateur comportant un corps (11 ) récepteur des particules solides dont une extrémité comporte une ouverture (13) axiale destinée à alimenter en continu le dispositif (7) de distribution, le dispositif (7) de distribution comportant au moins un élément (21 ) d’éparpillement destiné à remplir de particules solides le récipient de manière homogène et entraîné par un arbre moteur passant par l’ouverture (13) axiale, caractérisé en ce que le corps (11 ) récepteur comporte une partie (11 a) tronconique comportant l’ouverture (13) axiale et s’évasant en s’éloignant de l’ouverture (13) axiale, la partie (11a) tronconique étant prolongée par une partie (11 b) tubulaire comportant au moins une ouverture (15) radiale située en amont de l’ouverture (13) axiale et agencée pour diriger les particules solides sans rencontrer celles sortant de l’ouverture (13) axiale avant d’arriver dans le dispositif (7) de distribution à partir d’une quantité prédéterminée de particules solides stockée dans la partie (11 a) tronconique du corps (11 ) récepteur afin de garantir un flux minimal de particules solides même en cas de variations de débit du dispositif d’alimentation.
2. Système (1 ) de remplissage selon la revendication précédente, dans lequel l’ouverture (13) axiale est délimitée par un contour de forme sensiblement circulaire ou polygonale.
3. Système (1 ) de remplissage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’ouverture
(15) radiale est délimitée par un contour coïncidant avec l’intersection d’un cylindre et d’une surface de l’élément récepteur.
4. Système (1 ) de remplissage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’ouverture (15) radiale comporte un contour de forme qui s’évase en s’éloignant de l’ouverture (13) axiale afin d’offrir un débit de répartition variable en fonction de la hauteur de stockage des particules solides dans le corps (11 ) récepteur.
5. Système (1 ) de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’ouverture (13) axiale est au moins partiellement occultable afin de contrôler le débit de particules solides alimentant le dispositif (7) de distribution.
6. Système (1 ) de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’ouverture (15) radiale est au moins partiellement occultable afin de contrôler le débit de particules solides alimentant le dispositif (7) de distribution.
7. Système (1 ) de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps (11 ) récepteur est monté rotatif afin d’optimiser le stockage et la répartition des particules solides.
8. Système (1 ) de remplissage selon la revendication précédente, dans lequel le corps (11 ) récepteur est lié à un mécanisme d’entraînement afin d’être sélectivement déplacé.
9. Système (1 ) de remplissage selon la revendication précédente, dans lequel le mécanisme d’entraînement est couplé au dispositif (7) de distribution afin de rendre proportionnel le déplacement de l’élément (11 ) récepteur par rapport à celui de l’élément (21 ) d’éparpillement.
10. Système (1 ) de remplissage selon la revendication 7, dans lequel le corps (11 ) récepteur comporte au moins un élément d’entraînement destiné à coopérer avec l’écoulement des particules solides pour déplacer le corps (11 ) récepteur.
1 1. Système (1 ) de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’élément (21 ) d’éparpillement comporte un plateau (23) tournant muni d’ailettes (22) de longueurs évolutives afin que la périphérie du plateau (23) s’étende sous forme sensiblement d’au moins une spirale de manière à remplir le récipient sous forme d’une pluie homogène de particules solides.
12. Système (1 ) de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’élément (9) séparateur comporte en outre un carter (10) fixe entourant le corps (11 ) récepteur afin de guider les particules solides sortant de l’ouverture (15) radiale vers le dispositif (7) de distribution.
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