FR3083787A1 - SELF-ROTATING HOPPER FOR AVOIDING SEGREGATION OF HETEROGENEOUS MATERIALS - Google Patents

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Abstract

L'invention consiste essentiellement en une trémie de forme générale cylindrique d'axe X fonctionnant de manière autonome et adaptée pour subir une rotation autour de l'axe X sous l'effet du déversement puis de l'évacuation de matériaux, selon le cycle suivant : - une phase de remplissage dans laquelle les matériaux déversés viennent occuper l'intérieur de la trémie, le centre de gravité de l'ensemble constitué de la trémie et des matériaux déversés se déplaçant graduellement jusqu'à dépasser l'axe X, - une première phase de rotation dans laquelle la trémie entre en rotation et les matériaux sont évacués à travers des ouvertures, tout en étant en partie retenus par des éléments de la trémie, une deuxième phase de rotation dans laquelle la trémie poursuit sa rotation et les matériaux restants sont complètement évacués, - une troisième phase de rotation dans laquelle la trémie vidée poursuit sa rotation jusqu'à sa position de remplissage.The invention essentially consists of a hopper of generally cylindrical shape of axis X functioning in an autonomous way and adapted to undergo a rotation around the axis X under the effect of the pouring then of the evacuation of materials, according to the following cycle : - a filling phase in which the spilled materials occupy the interior of the hopper, the center of gravity of the assembly consisting of the hopper and the spilled materials gradually moving up to exceed the X axis, - a first phase of rotation in which the hopper enters in rotation and the materials are evacuated through openings, while being partly retained by elements of the hopper, a second phase of rotation in which the hopper continues its rotation and the remaining materials are completely evacuated, - a third phase of rotation in which the emptied hopper continues its rotation to its filling position.

Description

TREMIE AUTO-ROTATIVE, DESTINEE A EVITER LA SEGREGATION DE MATERIAUX HETEROGENESSELF-ROTATING HOPPER FOR AVOIDING SEGREGATION OF HETEROGENEOUS MATERIALS

Domaine techniqueTechnical area

La présente invention concerne une trémie, destinée à recueillir puis évacuer divers types de matériaux.The present invention relates to a hopper, intended to collect and then evacuate various types of materials.

L’invention vise plus particulièrement à proposer une trémie qui permette le déversement de matériaux hétérogènes, plus particulièrement de granulométries très différentes dans un silo de stockage sans que ces derniers ne subissent de ségrégation, par exemple en raison de leur différence de taille.The invention aims more particularly to propose a hopper which allows the discharge of heterogeneous materials, more particularly of very different particle sizes in a storage silo without the latter undergoing segregation, for example because of their difference in size.

L’application principale visée par l’invention concerne le stockage d’agrégats dans le domaine des installations de carrières d’exploitation.The main application targeted by the invention relates to the storage of aggregates in the field of operating quarry installations.

Bien que décrite en référence à l’application principale, l’invention s’applique à toute installation où un besoin pour une trémie anti-ségrégation existe, comme par exemple dans le domaine du stockage d’enrobés.Although described with reference to the main application, the invention applies to any installation where a need for an anti-segregation hopper exists, such as for example in the field of asphalt storage.

Par « trémie anti-ségrégation », on entend une trémie dont le fonctionnement permet d’éviter ou de minimiser la ségrégation des matériaux évacués par cette trémie.By "anti-segregation hopper" is meant a hopper whose operation makes it possible to avoid or minimize the segregation of the materials discharged by this hopper.

Etat de la techniqueState of the art

Il est connu de mettre en œuvre des trémies anti-ségrégation placées sur le haut de silos de stockage de matériaux granulaires dont les granulométries peuvent être très différentes.It is known to use anti-segregation hoppers placed on top of silos for storing granular materials whose particle sizes can be very different.

Ainsi, le brevet FR 2642056 B1 porte sur un dispositif d’alimentation en produits granulaires de trémies de stockage. En particulier, le mode de réalisation de la figure 3, divulgue une trémie comportant une partie de déversement constituée de demi-casques mobiles. Un vérin, dont la commande d’actionnement est programmée, permet d’ouvrir la partie de déversement et de la refermer après déversement des matériaux.Thus, patent FR 2642056 B1 relates to a device for feeding granular products to storage hoppers. In particular, the embodiment of Figure 3, discloses a hopper comprising a spill portion consisting of movable half-helmets. A jack, whose actuation command is programmed, allows the spill part to be opened and closed again after spillage of the materials.

Les matériaux déversés sont aplatis lors de leur impact en fin de chute, notamment grâce à l’ouverture rapide des demi-casques mobiles qui permet de libérer une grande quantité de matériaux en une seule opération. Ceci a pour résultat de limiter, voire d’empêcher la ségrégation des matériaux.The spilled materials are flattened during their impact at the end of the fall, in particular thanks to the rapid opening of the movable half-helmets which allows a large amount of material to be released in one operation. This results in limiting or even preventing the segregation of materials.

L’utilisation d’une telle trémie n’est toutefois pas exempte d’inconvénients. Ainsi, l’ouverture de la trémie nécessite une assistance mécanique, électrique et/ou pneumatique ainsi qu’un système de pilotage associé. Cela complique la fabrication de la trémie et implique des opérations de maintenance plus fréquentes, augmentant par conséquent les coûts associés à l’exploitation de la trémie.The use of such a hopper is not without its drawbacks, however. Thus, the opening of the hopper requires mechanical, electrical and / or pneumatic assistance as well as an associated control system. This complicates the production of the hopper and involves more frequent maintenance operations, thereby increasing the costs associated with operating the hopper.

De plus, les demi-casques mobiles peuvent être soumis à une usure importante par abrasion, selon la nature des matériaux déversés. Des opérations de changement des pièces usées doivent alors être prévues à une fréquence qui peut être relativement élevée.In addition, the movable half-helmets can be subject to significant wear by abrasion, depending on the nature of the materials spilled. Operations for changing worn parts must then be planned at a frequency which can be relatively high.

Or, lorsque la trémie est placée à l’entrée d’un silo de stockage, le changement des demi-casques mobiles est particulièrement contraignant, car le silo doit alors être vidé afin de permettre une intervention, qui est typiquement réalisée par nacelle au sein du silo.However, when the hopper is placed at the entrance to a storage silo, changing the movable half-helmets is particularly restrictive, because the silo must then be emptied in order to allow intervention, which is typically carried out by nacelle from the silo.

Enfin, les mouvements des vérins d’ouverture entraînent des contraintes mécaniques en fin de course en raison de la discontinuité des mouvements d’ouverture et de fermeture.Finally, the movements of the opening cylinders cause mechanical stresses at the end of the stroke due to the discontinuity of the opening and closing movements.

Il existe donc un besoin d’améliorer la conception des trémies anti-ségrégation, notamment afin de simplifier leur fonctionnement et leur maintenance ainsi que les coûts afférents, tout en obtenant une anti-ségrégation des matériaux qui soit efficace.There is therefore a need to improve the design of anti-segregation hoppers, in particular in order to simplify their operation and maintenance as well as the related costs, while obtaining an effective anti-segregation of materials.

Le but de l’invention est de répondre au moins partiellement à ce besoin.The object of the invention is to meet this need at least partially.

Exposé de l’inventionStatement of the invention

Pour ce faire, l’invention a pour objet une trémie auto-rotative, destinée à éviter la ségrégation de matériaux déversés par écoulement gravitaire en amont, la trémie présentant une forme générale cylindrique C d’axe de révolution X et de diamètre D, avec un plan PI de symétrie de la trémie défini par l’axe de révolution X et par un axe Z perpendiculaire à l’axe X et un plan P2 défini par l’axe de révolution X et par un axe Y perpendiculaire aux axes X et Z, la trémie comportant :To do this, the invention relates to a self-rotating hopper, intended to avoid segregation of materials discharged by gravity flow upstream, the hopper having a generally cylindrical shape C of axis of revolution X and of diameter D, with a plane PI of symmetry of the hopper defined by the axis of revolution X and by a Z axis perpendicular to the axis X and a plane P2 defined by the axis of revolution X and by a Y axis perpendicular to the axes X and Z , the hopper comprising:

- deux flasques à bord circulaire distantes l’une de l’autre, formant les extrémités du cylindre C,- two flanges with circular edges distant from each other, forming the ends of cylinder C,

- un arbre central d’axe X sur lequel les deux flasques d’extrémité sont montées en rotation,- a central shaft of axis X on which the two end flanges are mounted for rotation,

- un fond reliant les deux flasques et dont la forme épouse une partie de la circonférence du cylindre C, de façon symétrique par rapport au plan PI,a bottom connecting the two flanges and whose shape matches part of the circumference of the cylinder C, symmetrically with respect to the plane PI,

- une plaque de cloisonnement reliant les deux flasques d’extrémité le long du plan PI, ladite plaque de cloisonnement étant espacée du fond,- a partition plate connecting the two end flanges along the plane PI, said partition plate being spaced from the bottom,

- deux premières plaques de guidage reliant les deux flasques d’extrémité, et s’étendant selon l’axe Z entre le fond et le plan P2, en étant agencées symétriquement de part et d’autre du plan PI, l’espace entre le fond et les premières plaques de guidage formant une première ouverture le long du cylindre C,- two first guide plates connecting the two end flanges, and extending along the axis Z between the bottom and the plane P2, being arranged symmetrically on either side of the plane PI, the space between the bottom and the first guide plates forming a first opening along the cylinder C,

- deux deuxièmes plaques de guidage reliant les deux flasques d’extrémité, et s’étendant selon l’axe Z entre le plan P2 et les premières plaques de guidage, en étant agencées symétriquement de part et d’autre du plan PI, l’espace entre les premières plaques de guidage et les deuxièmes plaques de guidage et formant une deuxième ouverture le long du cylindre C,- two second guide plates connecting the two end plates, and extending along the axis Z between the plane P2 and the first guide plates, being arranged symmetrically on either side of the plane PI, the space between the first guide plates and the second guide plates and forming a second opening along the cylinder C,

- une pluralité de lames droites reliant les deux flasques d’extrémité et s’étendant selon l’axe Z du côté opposé au fond par rapport au plan P2, entre le plan PI et les deuxièmes plaques de guidage, en étant agencées symétriquement de part et d’autre du plan PI, l’espace entre les lames droites formant une troisième ouverture le long du cylindre C,- A plurality of straight blades connecting the two end flanges and extending along the axis Z on the side opposite the bottom relative to the plane P2, between the plane PI and the second guide plates, being arranged symmetrically from one side and on the other side of the plane PI, the space between the straight blades forming a third opening along the cylinder C,

- une pluralité de lames courbées reliant les deux flasques d’extrémité et s’étendant selon l’axe Z du côté opposé au fond par rapport au plan P2, entre les lames droites et les deuxièmes plaques de guidage, en étant agencées symétriquement de part et d’autre du plan PI,- A plurality of curved blades connecting the two end flanges and extending along the axis Z on the side opposite the bottom relative to the plane P2, between the straight blades and the second guide plates, being arranged symmetrically from one side and on the other side of the PI plan,

Selon l’invention, la trémie est adaptée pour subir une rotation autour de l’axe X sous l’effet de déversement des matériaux puis de leur évacuation de la trémie, selon un cycle comportant les phases successives suivantes :According to the invention, the hopper is adapted to undergo a rotation around the axis X under the effect of spillage of the materials and then their evacuation from the hopper, according to a cycle comprising the following successive phases:

- une phase de remplissage de la trémie, qui est dans une position avec le plan PI à la verticale et le fond en bas, au cours de laquelle les matériaux déversés entrent à travers la troisième ouverture et viennent occuper l’intérieur de la trémie, en étant guidés par les plaques de guidage et retenus par le fond, à l’exception de volumes vides, définis entre le fond et les première plaques de guidage et entre les premières et les deuxièmes plaques de guidage, qui sont dimensionnés de sorte que le centre de gravité de l’ensemble constitué de la trémie et des matériaux qu’elle contient, se déplace graduellement le long de l’axe Z, jusqu’à dépasser l’axe X,- a filling phase of the hopper, which is in a position with the plane PI vertical and the bottom down, during which the spilled materials enter through the third opening and come to occupy the interior of the hopper, being guided by the guide plates and retained by the bottom, with the exception of empty volumes, defined between the bottom and the first guide plates and between the first and the second guide plates, which are dimensioned so that the center of gravity of the assembly consisting of the hopper and the materials it contains, gradually moves along the Z axis, until it exceeds the X axis,

- le centre de gravité de l’ensemble constitué de la trémie et des matériaux qu’elle contient ayant dépassé l’axe X, une première phase de rotation au cours de laquelle la trémie se met en rotation dans un sens autour de l’axe X et les matériaux sont évacués à travers les première, deuxième et troisième ouvertures, tout en étant retenus par les lames courbées et par la plaque de cloisonnement,- the center of gravity of the assembly consisting of the hopper and the materials it contains having exceeded the X axis, a first phase of rotation during which the hopper rotates in a direction around the axis X and the materials are discharged through the first, second and third openings, while being retained by the curved blades and by the partition plate,

- une deuxième phase de rotation dans la continuité et le même sens de rotation que la première phase, au cours de laquelle la trémie poursuit sa rotation et les matériaux restants sont complètement évacués à travers la troisième ouverture,- a second phase of rotation in continuity and the same direction of rotation as the first phase, during which the hopper continues its rotation and the remaining materials are completely evacuated through the third opening,

- une troisième phase de rotation dans la continuité et le même sens de rotation que la deuxième phase, au cours de laquelle la trémie vidée des matériaux, poursuit sa rotation par inertie jusqu’à sa position initiale de remplissage.- a third phase of rotation in continuity and the same direction of rotation as the second phase, during which the hopper emptied of the materials, continues its rotation by inertia until its initial filling position.

Avantageusement, chaque première plaque de guidage comporte :Advantageously, each first guide plate comprises:

- une portion centrale s’étendant parallèlement au plan P2,- a central portion extending parallel to the plane P2,

- une portion de guidage dans le prolongement de la portion centrale vers l’intérieur de la trémie, la portion de guidage étant adaptée pour guider les matériaux déversés lors de la première phase de cycle de la trémie et pour délimiter un premier volume vide,a guide portion in the extension of the central portion towards the interior of the hopper, the guide portion being adapted to guide the materials spilled during the first phase of the hopper cycle and to delimit a first empty volume,

- une portion de confinement dans le prolongement de la portion centrale, s’étendant sur une portion angulaire du cylindre C et adaptée pour empêcher l’écoulement de matériaux hors de la trémie pendant la phase de remplissage.- a confinement portion in the extension of the central portion, extending over an angular portion of the cylinder C and adapted to prevent the flow of materials out of the hopper during the filling phase.

Selon une variante avantageuse, chaque deuxième plaque de guidage comporte une portion centrale inclinée en direction du fond d’un angle β par rapport au plan P2, de préférence compris entre 0° et 45°, ladite portion centrale étant adaptée pour guider les matériaux déversés lors de la première phase et pour délimiter un deuxième volume vide.According to an advantageous variant, each second guide plate has a central portion inclined in the direction of the bottom at an angle β relative to the plane P2, preferably between 0 ° and 45 °, said central portion being adapted to guide the spilled materials during the first phase and to delimit a second empty volume.

Ainsi, l’invention consiste essentiellement à définir une trémie anti-ségrégation de matériaux hétérogènes, qui soit auto-rotative, c’est-à-dire que son basculement et son retour en position de remplissage se fasse de manière fonctionne de manière complètement autonome, uniquement par l’écoulement gravitaire des matériaux qui la remplisse, sans intervention d’un quelconque moteur ou mécanisme hydraulique.Thus, the invention essentially consists in defining an anti-segregation hopper of heterogeneous materials, which is self-rotating, that is to say that its tilting and its return to the filling position is done in a completely autonomous manner. , only by the gravity flow of the materials which fill it, without the intervention of any motor or hydraulic mechanism.

Autrement dit, une trémie selon l’invention est de conception robuste, requiert peu de maintenance et permet d’éviter la ségrégation des matériaux qu’elle reçoit et déverse.In other words, a hopper according to the invention is of robust design, requires little maintenance and makes it possible to avoid the segregation of the materials which it receives and pours out.

En effet, le déversement des matériaux contenus dans la trémie, par exemple dans un silo de stockage, s’effectue lorsque la trémie atteint un fort taux de remplissage : de cette manière, un volume important de matériaux est déversé en une unique opération, ce qui permet d’éviter la ségrégation des matériaux.Indeed, the dumping of the materials contained in the hopper, for example in a storage silo, takes place when the hopper reaches a high filling rate: in this way, a large volume of materials is discharged in a single operation, this which avoids the segregation of materials.

Les matériaux concernés par l’invention peuvent par exemple être des agrégats destinés à réaliser de l’enrobé ou encore tout type de béton, tel que du sable concassé de granulométrie 0/2 ou 0/4.The materials concerned by the invention may, for example, be aggregates intended for making asphalt or even any type of concrete, such as crushed sand with a particle size of 0/2 or 0/4.

Le transport des matériaux jusqu’au niveau de la trémie se fait classiquement par convoyeur, telle qu’une ceinture de convoyage, un convoyeur à raclettes ou à bande ou une vis d’Archimède, ou encore par gravité, ou par tout système de transport continu de matériaux : le déversement de matériaux dans la trémie peut ainsi être réalisé en continu. La trémie est agencée comme usuellement sur le dessus d’un silo de stockage, dans lequel elle déverse son contenu.The transport of materials to the hopper level is conventionally done by conveyor, such as a conveyor belt, a raclette or belt conveyor or an Archimedes screw, or by gravity, or by any transport system continuous material flow: materials can be poured into the hopper continuously. The hopper is arranged as usual on top of a storage silo, into which it pours its contents.

En début de la phase de remplissage, la trémie se trouve en position de remplissage, qui est celle illustrée en figure 1 : en raison de la localisation de son centre de gravité à vide, qui est nettement excentré par rapport à l’axe de rotation et se trouve dans le plan PI de symétrie, la trémie vide se place spontanément dans la position de remplissage, qui constitue sa position d’équilibre à vide.At the start of the filling phase, the hopper is in the filling position, which is that illustrated in FIG. 1: due to the location of its empty center of gravity, which is clearly offset from the axis of rotation and is in the plane of symmetry PI, the empty hopper spontaneously places itself in the filling position, which constitutes its equilibrium position when empty.

Les matériaux convoyés par le convoyeur tombent par gravité à travers les espaces libres entre les lames droites et/ou les lames courbées. Ils s’écoulent ensuite vers le fond de la trémie, qui les recueille et empêche leur déversement hors de la trémie.The materials conveyed by the conveyor fall by gravity through the free spaces between the straight blades and / or the curved blades. They then flow to the bottom of the hopper, which collects them and prevents them from spilling out of the hopper.

Selon un mode de réalisation avantageux, le fond de la trémie comprend des ailettes agencées de part et d’autre du plan de symétrie PI. Ces ailettes permettent d’améliorer la fonction de barrière aux matériaux lors de la phase de remplissage, notamment lorsque la trémie est soumise à oscillations.According to an advantageous embodiment, the bottom of the hopper comprises fins arranged on either side of the plane of symmetry PI. These fins improve the barrier function to the materials during the filling phase, especially when the hopper is subject to oscillations.

En effet, la trémie qui se replace en position de remplissage après s’être vidée est dotée d’une inertie en rotation importante. Ceci cause une oscillation autour de la position d’équilibre de la trémie vide, c’est-à-dire la position de remplissage. Grâce aux ailettes, on limite le déversement de matériaux hors de la trémie même si l’amplitude de l’oscillation est grande.Indeed, the hopper which returns to the filling position after being emptied has a large rotational inertia. This causes an oscillation around the equilibrium position of the empty hopper, i.e. the filling position. Thanks to the fins, we limit the discharge of materials out of the hopper even if the amplitude of the oscillation is large.

Le fond peut par exemple comporter quatre ailettes réparties symétriquement de part et d’autre du plan PI.The bottom may for example have four fins distributed symmetrically on either side of the PI plane.

Les premières et deuxièmes plaques de guidage de matériaux ont pour fonction de canaliser les matériaux et de délimiter des volumes qui, au cours du remplissage de la trémie, restent libres de matériaux. En raison de la présence de ces volumes, le centre de gravité de l’ensemble constitué par la trémie et par les matériaux déversés remonte graduellement le long de l’axe Z pendant la phase de remplissage de la trémie. Cette dernière reste stable dans sa position d’équilibre tant que son centre de gravité reste sous l’axe de rotation. Le basculement de la trémie, qui marque le début de la phase de déversement des matériaux dans le silo de stockage, commence lorsque le centre de gravité de l’ensemble dépasse l’axe de rotation de la trémie.The first and second material guide plates have the function of channeling the materials and delimiting volumes which, during filling of the hopper, remain free of materials. Due to the presence of these volumes, the center of gravity of the assembly constituted by the hopper and by the spilled materials gradually rises along the Z axis during the filling phase of the hopper. The latter remains stable in its equilibrium position as long as its center of gravity remains below the axis of rotation. The hopper tipping, which marks the beginning of the material dumping phase in the storage silo, begins when the center of gravity of the assembly exceeds the axis of rotation of the hopper.

Le dimensionnement des différents éléments de la trémie est de préférence réalisé de telle sorte que le basculement commence lorsque le taux de remplissage de la trémie est maximal, c’est-à-dire lorsque le niveau des matériaux dans la trémie s’approche du haut de cette dernière.The dimensioning of the various elements of the hopper is preferably carried out so that the tilting begins when the filling rate of the hopper is maximum, that is to say when the level of the materials in the hopper approaches the top of the latter.

La conception de la trémie assure en outre son vidage complet au cours de la phase de déversement des matériaux.The design of the hopper also ensures that it is completely emptied during the material dumping phase.

Une trémie selon l’invention permet en particulier d’éviter un retour à la position de remplissage avant que la trémie ne soit vidée.A hopper according to the invention makes it possible in particular to avoid a return to the filling position before the hopper is emptied.

En effet, une fois la phase de vidage entamée, la répartition des matériaux restants au sein de la trémie favorise la poursuite de la rotation de cette dernière de manière à ce qu’elle atteigne la position représentée en figure 4, dans laquelle l’axe Z est dirigé vers le silo de stockage, c’est-à-dire vers la direction opposée à celle dans laquelle il pointe dans la position de remplissage.Indeed, once the emptying phase has started, the distribution of the remaining materials within the hopper favors the continued rotation of the latter so that it reaches the position shown in Figure 4, in which the axis Z is directed towards the storage silo, that is to say towards the direction opposite to that in which it points in the filling position.

Une fois la trémie dans cette position, un vidage complet est réalisé, car aucun élément n’empêche l’écoulement des matériaux.Once the hopper in this position, a complete emptying is carried out, because there is nothing preventing the flow of materials.

La répartition des matériaux au cours de la phase de vidage de la trémie se fait comme suit. Lorsque la trémie commence à basculer, les lames courbées empêchent l’écoulement d’une partie des matériaux contenus en son sein. De même, la plaque de cloisonnement empêche une partie des matériaux de s’écouler.The distribution of materials during the emptying phase of the hopper is as follows. When the hopper begins to tip, the curved blades prevent part of the material contained within it from flowing. Likewise, the partition plate prevents part of the material from flowing.

A l’inverse, ces derniers sont libres de se déverser à travers les espaces libres situés entre le fond et les premières plaques de guidage de matériaux et entre les premières et les deuxièmes plaques de guidage de matériaux. Ils s’écoulent également entre les lames droites, en exerçant une force sur ces dernières qui favorise la poursuite du basculement de la trémie.Conversely, the latter are free to pour through the free spaces located between the bottom and the first material guide plates and between the first and second material guide plates. They also flow between the straight blades, exerting a force on them which favors the further tilting of the hopper.

Ainsi, comme représenté en figure 3, les matériaux restants forment une masse dont le centre de gravité est excentré par rapport à l’axe de rotation, ce qui amène la trémie à poursuivre sa rotation jusqu’à atteindre la position de vidage représentée en figure 4. Cette position permet le vidage complet de la trémie.Thus, as shown in Figure 3, the remaining materials form a mass whose center of gravity is eccentric relative to the axis of rotation, which causes the hopper to continue its rotation until reaching the emptying position shown in Figure 4. This position allows the complete emptying of the hopper.

Ensuite, une fois le vidage effectué, la trémie va spontanément se replacer dans la position de remplissage qui est sa position d’équilibre. Comme décrit précédemment, une phase d’oscillation de la trémie autour de sa position d’équilibre peut alors avoir lieu.Then, after emptying, the hopper will spontaneously return to the filling position which is its equilibrium position. As described above, a phase of oscillation of the hopper around its equilibrium position can then take place.

La solution selon l’invention apporte donc une réponse à la problématique consistant à concevoir une trémie qui, d’une part, évite la ségrégation des matériaux lors du remplissage par déversement d’un silo de stockage, et qui, d’autre part, fonctionne de manière autonome sans mettre en œuvre des mécanismes additionnels, tels que des moteurs ou des mécanismes hydrauliques, qui demandent une maintenance plus conséquente.The solution according to the invention therefore provides an answer to the problem of designing a hopper which, on the one hand, avoids the segregation of materials during filling by dumping of a storage silo, and which, on the other hand, operates autonomously without implementing additional mechanisms, such as motors or hydraulic mechanisms, which require more substantial maintenance.

A titre d’exemple, pour une trémie, dont le diamètre D est de l’ordre du mètre, la durée de la phase de vidage peut être de l’ordre de quelques secondes.By way of example, for a hopper, the diameter D of which is of the order of a meter, the duration of the emptying phase can be of the order of a few seconds.

Selon une variante avantageuse, un réservoir peut être situé le long de l’axe Z. Ce dernier est adapté pour se remplir de matériaux lors de la phase de remplissage de la trémie et pour déverser son contenu après la fin de la phase de vidage de la trémie.According to an advantageous variant, a reservoir can be located along the axis Z. The latter is suitable for filling with materials during the filling phase of the hopper and for discharging its contents after the end of the emptying phase of the hopper.

Autrement dit, cette réserve de matériaux va déverser son contenu sur le fond de la trémie, lors du retour de cette dernière à sa position d’équilibre. Cette masse de matériaux forme alors un lest qui atténue fortement les oscillations de la trémie dues à son inertie de rotation.In other words, this reserve of materials will pour its content on the bottom of the hopper, when the latter returns to its equilibrium position. This mass of materials then forms a ballast which greatly attenuates the oscillations of the hopper due to its rotational inertia.

De préférence, la trémie est réalisée en un acier anti-abrasion, tel que de l’acier Hardox®.Preferably, the hopper is made of an abrasion-resistant steel, such as Hardox® steel.

La présente invention a également pour objet l’utilisation d’une trémie telle que décrite précédemment dans une installation de stockage, notamment dans le domaine des installations de carrière.The present invention also relates to the use of a hopper as described above in a storage installation, in particular in the field of quarry installations.

Description détailléedetailed description

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée de l’invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes parmi lesquelles :Other advantages and characteristics of the invention will emerge more clearly on reading the detailed description of the invention given by way of illustration and not limitation, with reference to the following figures among which:

- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d’une trémie selon l’invention, vide et en position d’équilibre ;- Figure 1 is a longitudinal sectional view of a hopper according to the invention, empty and in an equilibrium position;

- les figures 2 à 4 représentent en vue de coupe longitudinale différentes étapes du cycle de vidage d’une trémie selon l’invention à savoir respectivement, la fin d’une phase de remplissage de la trémie, une première partie d’une phase de vidage, une phase de fin de vidage ;- Figures 2 to 4 show in longitudinal section different stages of the emptying cycle of a hopper according to the invention, namely respectively, the end of a filling phase of the hopper, a first part of a phase of emptying, an end of emptying phase;

- la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d’un mode de réalisation dans lequel la trémie comporte une réserve de matériaux près de l’axe de rotation ;- Figure 5 is a longitudinal sectional view of an embodiment in which the hopper has a reserve of materials near the axis of rotation;

- la figure 6 est une reproduction photographique en vue de perspective de 1 ’ extérieur d’une trémie selon l’invention.- Figure 6 is a photographic reproduction in perspective view of the exterior of a hopper according to the invention.

Dans l’ensemble de la présente demande, les termes « vertical », « inférieur », « supérieur », « bas », « haut », « dessous » et « dessus » sont à comprendre par référence à un silo de stockage sur lequel est installée la trémie selon l’invention.Throughout the present application, the terms "vertical", "lower", "upper", "bottom", "high", "below" and "above" are to be understood by reference to a storage silo on which the hopper according to the invention is installed.

De même les termes « amont » et « aval » sont à comprendre par au sens d’écoulement des matériaux.Similarly, the terms "upstream" and "downstream" are to be understood by the direction of flow of the materials.

On décrit maintenant, en référence à la figure 1, une trémie autonome selon l’invention.We will now describe, with reference to FIG. 1, an autonomous hopper according to the invention.

Cette trémie 1 est agencée en aval d’un convoyeur de matériaux, tel qu’un convoyeur à bande ou à raclettes, et en amont, à l’aplomb d’un silo de stockage.This hopper 1 is arranged downstream of a material conveyor, such as a belt or squeegee conveyor, and upstream, directly above a storage silo.

Une telle trémie 1 est de forme générale cylindrique de diamètre D et d’axe de révolution X. Deux flasques 3 à bord circulaire constituent les extrémités de cette forme cylindrique, comme visible en figure 6.Such a hopper 1 is of generally cylindrical shape with diameter D and axis of revolution X. Two flanges 3 with circular edge constitute the ends of this cylindrical shape, as visible in FIG. 6.

La trémie 1 comprend un arbre central 2 d’axe X sur lequel les deux flasques d’extrémité 3 sont montées en rotation.The hopper 1 comprises a central shaft 2 of axis X on which the two end flanges 3 are mounted in rotation.

Une plaque de cloisonnement 10 sépare l’intérieur de la trémie selon un plan de symétrie PI défini par l’axe X et par un axe Z perpendiculaire à l’axe X.A partition plate 10 separates the interior of the hopper according to a plane of symmetry PI defined by the X axis and by a Z axis perpendicular to the X axis.

La plaque de cloisonnement 10 ne s’étend que sur une partie du diamètre, afin de laisser un espace libre permettant aux deux volumes délimités par la plaque 10 de communiquer entre eux.The partitioning plate 10 extends only over a part of the diameter, in order to leave a free space allowing the two volumes delimited by the plate 10 to communicate with each other.

Cette plaque 10 a notamment pour fonction d’empêcher que le centre de gravité de l’ensemble constitué par la trémie et par les matériaux qu’elle contient ne se confonde avec l’axe de rotation au cours de la phase de vidage, ce qui aurait potentiellement pour effet d’immobiliser la trémie, ou du moins de fortement ralentir son vidage.The function of this plate 10 is in particular to prevent the center of gravity of the assembly constituted by the hopper and the materials it contains from merging with the axis of rotation during the emptying phase, which could potentially immobilize the hopper, or at least greatly slow its emptying.

Elle permet également de retenir une partie des matériaux au cours de la première phase de rotation de la trémie.It also makes it possible to retain part of the materials during the first phase of rotation of the hopper.

En outre, la plaque 10 joue un rôle de stabilisation de la trémie au cours de la phase de remplissage.In addition, the plate 10 plays a role in stabilizing the hopper during the filling phase.

Un fond 20 relie les deux flasques d’extrémité entre elles. Le fond 20 a essentiellement pour fonction d’empêcher les matériaux de s’écouler hors de la trémie au cours de la phase de remplissage.A bottom 20 connects the two end flanges together. The bottom 20 essentially has the function of preventing the materials from flowing out of the hopper during the filling phase.

Afin d’améliorer cette fonction, des ailettes 22 reliant les deux flasques d’extrémité entre elles sont agencées de part et d’autre du fond 20. Ainsi, même lorsque la trémie est en oscillation autour de sa position d’équilibre, par exemple suite à son retour en position d’équilibre à la fin de la phase de vidage, l’écoulement de matériaux hors de la trémie est limité. De préférence, le fond 20 a une forme qui épouse une portion angulaire du cylindre de la trémie 1.In order to improve this function, fins 22 connecting the two end flanges together are arranged on either side of the bottom 20. Thus, even when the hopper is in oscillation around its equilibrium position, for example following its return to the equilibrium position at the end of the emptying phase, the flow of materials out of the hopper is limited. Preferably, the bottom 20 has a shape which matches an angular portion of the cylinder of the hopper 1.

Deux premières plaques de guidage 30 sont agencées symétriquement par rapport au plan PI. Ces plaques de guidage 30 ont pour fonction de guider, c’est-à-dire canaliser les matériaux pénétrant dans la trémie, vers le fond 20 au début de la phase de remplissage.Two first guide plates 30 are arranged symmetrically with respect to the plane PI. These guide plates 30 have the function of guiding, that is to say channeling the materials entering the hopper, towards the bottom 20 at the start of the filling phase.

Chacune de ces plaques 30 comprend trois portions distinctes, à savoir une portion centrale 31 prolongée vers l’intérieur de la trémie par une portion de guidage 32 et vers l’extérieur par une portion de confinement 33.Each of these plates 30 comprises three separate portions, namely a central portion 31 extended towards the inside of the hopper by a guide portion 32 and towards the outside by a confinement portion 33.

La portion centrale 31 est sensiblement parallèle à un plan P2 défini par l’axe X et par un axe Y perpendiculaire à la fois à l’axe X et à l’axe Z.The central portion 31 is substantially parallel to a plane P2 defined by the X axis and by a Y axis perpendicular to both the X axis and the Z axis.

La portion de guidage 32 est inclinée vers le fond 20 de la trémie selon un angle a avec la portion centrale 31. L’angle a peut par exemple être compris entre 110° et 130°.The guide portion 32 is inclined towards the bottom 20 of the hopper at an angle a with the central portion 31. The angle a can for example be between 110 ° and 130 °.

La portion de confinement 33 a une forme qui épouse une portion angulaire de la forme cylindrique, de sorte à pouvoir empêcher l’écoulement de matériaux hors de la trémie lors de la phase de remplissage.The confinement portion 33 has a shape which matches an angular portion of the cylindrical shape, so as to be able to prevent the flow of materials out of the hopper during the filling phase.

Une fonction importante de ces plaques de guidage 30 consiste à conserver, au cours du remplissage de la trémie, des volumes Vl dégagés de matériaux, comme visible en figure 2.An important function of these guide plates 30 consists in preserving, during the filling of the hopper, volumes V1 released from materials, as visible in FIG. 2.

Ainsi, grâce à ces volumes Vl vides, le centre de gravité de l’ensemble constitué de la trémie et des matériaux qu’elle contient, se déplace graduellement le long de l’axe Z, jusqu’à dépasser l’axe X de rotation de la trémie vers la fin de la phase de remplissage.Thus, thanks to these empty volumes Vl, the center of gravity of the assembly consisting of the hopper and the materials it contains, gradually moves along the Z axis, until it exceeds the X axis of rotation. from the hopper towards the end of the filling phase.

Ceci met la trémie en situation d’équilibre instable et le basculement de la trémie peut alors s’initier, ce qui amorce la phase de vidage.This puts the hopper in an unstable equilibrium situation and the hopper can then tip over, which starts the emptying phase.

Le dimensionnement du fond 20 et des plaques de guidage 30 peut dépendre notamment des propriétés des matériaux déversés dans la trémie, tels que leur densité moyenne et leur angle de talus naturel.The dimensioning of the bottom 20 and of the guide plates 30 may depend in particular on the properties of the materials poured into the hopper, such as their average density and their natural slope angle.

De manière avantageuse, les plaques de guidage 30 sont conformées, de sorte à éviter l’écoulement de matériaux hors de la trémie lors de la phase de remplissage et de sorte que le basculement de la trémie commence lorsque cette dernière présente un taux de remplissage élevé.Advantageously, the guide plates 30 are shaped, so as to avoid the flow of materials out of the hopper during the filling phase and so that the tilting of the hopper begins when the latter has a high filling rate. .

Deux deuxièmes plaques de guidage 40, également agencées symétriquement par rapport au plan PI, empêchent les matériaux déversés dans la trémie d’occuper un volume V2, de la même façon que les premières plaques de guidage 30 le font pour le volume Vl. Ceci permet d’une part de déplacer le centre de gravité au cours du remplissage de la trémie et d’autre part de prévenir partiellement l’écoulement de matériaux dans une première partie de la phase de vidage.Two second guide plates 40, also arranged symmetrically with respect to the plane PI, prevent the materials poured into the hopper from occupying a volume V2, in the same way as the first guide plates 30 do for the volume Vl. This allows on the one hand to move the center of gravity during the filling of the hopper and on the other hand to partially prevent the flow of materials in a first part of the emptying phase.

En effet, comme représenté en figure 3, une des plaques 40 s’oppose à l’écoulement d’un volume important de matière qui, de par le positionnement de son centre de masse à l’opposé du fond 20, favorise la poursuite de la rotation de la trémie jusqu’à ce qu’elle atteigne la position illustrée en figure 4.Indeed, as shown in FIG. 3, one of the plates 40 is opposed to the flow of a large volume of material which, by positioning its center of mass opposite the bottom 20, promotes the pursuit of the rotation of the hopper until it reaches the position illustrated in figure 4.

Dans le mode de réalisation illustré, chacune des deuxièmes plaques de guidage 40 comprend trois portions distinctes, à savoir une portion centrale 41 prolongée vers l’intérieur de la trémie par une portion de guidage 42 et vers l’extérieur par une portion de confinement 33.In the illustrated embodiment, each of the second guide plates 40 comprises three distinct portions, namely a central portion 41 extended towards the inside of the hopper by a guide portion 42 and towards the outside by a confinement portion 33 .

La portion centrale 41 est inclinée direction du fond d’un angle β par rapport au plan P2. De préférence, l’angle β est compris entre 0 et 45°.The central portion 41 is inclined towards the bottom by an angle β relative to the plane P2. Preferably, the angle β is between 0 and 45 °.

La portion de guidage 32 est inclinée vers le fond 20 de la trémie.The guide portion 32 is inclined towards the bottom 20 of the hopper.

La portion de confinement 33 a une forme qui épouse une portion angulaire de la forme cylindrique, de sorte à pouvoir empêcher l’écoulement de matériaux hors de la trémie lors de la phase de remplissageThe confinement portion 33 has a shape which matches an angular portion of the cylindrical shape, so as to be able to prevent the flow of materials out of the hopper during the filling phase.

Le volume V2 libre de matériaux pendant la phase de remplissage, qui est défini par le dimensionnement des plaques de guidage 40 est également dimensionné notamment pour permettre un remplissage important de la trémie avant son basculement.The free volume V2 of materials during the filling phase, which is defined by the dimensioning of the guide plates 40 is also dimensioned in particular to allow a significant filling of the hopper before its tilting.

Le dimensionnement des plaques de guidage 40 détermine également le volume de matériaux dont l’écoulement est empêché durant la première partie de la phase de vidage, de sorte à conserver un volume de matériaux dont la position du centre de masse permet de faciliter la poursuite de la rotation de la trémie, et donc d’obtenir un vidage complet de cette dernière.The dimensioning of the guide plates 40 also determines the volume of materials whose flow is prevented during the first part of the emptying phase, so as to maintain a volume of materials whose position of the center of mass makes it easier to continue the rotation of the hopper, and therefore to obtain a complete emptying of the latter.

Une trémie selon l’invention comporte également une pluralité de lames droites 50, agencées symétriquement par rapport au plan PI en étant inclinées par rapport à celui-ci selon différents angles d’inclinaison.A hopper according to the invention also comprises a plurality of straight blades 50, arranged symmetrically with respect to the plane PI by being inclined with respect to the latter at different angles of inclination.

Au cours de la phase de remplissage, les matériaux s’écoulent d’abord à travers les espaces libres entre ces lames droites 50.During the filling phase, the materials first flow through the free spaces between these straight blades 50.

Lorsque le niveau des matériaux dans la trémie atteint la hauteur des lames droites 50, ces dernières évitent un écoulement non désiré des matériaux hors de la trémie. Ainsi, un taux de remplissage élevé peut être atteint.When the level of the materials in the hopper reaches the height of the straight blades 50, the latter prevent an unwanted flow of materials out of the hopper. Thus, a high filling rate can be achieved.

De plus, les inclinaisons des lames droites 50 sont déterminées pour minimiser les efforts exercés sur la trémie par la chute des matériaux lors de la phase de remplissage.In addition, the inclinations of the straight blades 50 are determined to minimize the forces exerted on the hopper by the fall of the materials during the filling phase.

En particulier, lorsque la trémie se remet en position d’équilibre après s’être vidée, elle connaît une phase d’oscillation autour de la position d’équilibre. Les efforts dus à l’écoulement gravitaire des matériaux sur les lames droites 50 au cours de cette phase d’oscillation sont alors réduits. De cette façon, les risques que ces efforts perturbent la mise en position d’équilibre de la trémie, par exemple en provoquant une rotation de la trémie encore vide, sont limités.In particular, when the hopper returns to the equilibrium position after emptying, it experiences an oscillation phase around the equilibrium position. The forces due to the gravity flow of the materials on the straight blades 50 during this oscillation phase are then reduced. In this way, the risks that these efforts disrupt the placing in the equilibrium position of the hopper, for example by causing the hopper to be still empty, are limited.

Dans le mode de réalisation illustré, la trémie 1 comprend un nombre total de 12 lames droites 50, réparties équitablement de part et d’autre du plan PI.In the illustrated embodiment, the hopper 1 comprises a total number of 12 straight blades 50, distributed equitably on either side of the plane PI.

Des lames courbées 60 sont agencées entre chaque groupe de lames droites 50 et une des deuxièmes plaques de guidage 40 le long d’une portion angulaire de la forme cylindrique.Curved blades 60 are arranged between each group of straight blades 50 and one of the second guide plates 40 along an angular portion of the cylindrical shape.

Chacune des lames courbées 60 comprend une portion droite 61 et une portion courbée 62 dans le prolongement de la portion droite 61.Each of the curved blades 60 comprises a straight portion 61 and a curved portion 62 in the extension of the straight portion 61.

Ces lames courbées 60 permettent tout d’abord d'empêcher l’écoulement de matériaux hors de la trémie, au cours de la phase de remplissage, afin d’atteindre un taux de remplissage de la trémie élevé, de manière similaire aux lames droites 50.These curved blades 60 allow first of all to prevent the flow of materials out of the hopper, during the filling phase, in order to achieve a high filling rate of the hopper, similar to the straight blades 50 .

Ces lames courbées 60 permettent également d’empêcher l’écoulement des matériaux hors de la trémie au cours d’une première partie de la phase de vidage. En effet, comme représenté en figure 3, les portions courbées 62 des lames 60 retiennent les matériaux dans une première partie de la phase de vidage, et ce dans le but de conserver un volume de matériaux suffisant pour la poursuite de la rotation de la trémie, afin que cette dernière atteigne la position de vidage complet montrée en figure 4.These curved blades 60 also make it possible to prevent the flow of materials out of the hopper during a first part of the emptying phase. Indeed, as shown in FIG. 3, the curved portions 62 of the blades 60 retain the materials in a first part of the emptying phase, and this in order to maintain a volume of materials sufficient for the continued rotation of the hopper , so that the latter reaches the complete emptying position shown in FIG. 4.

Les lames courbées 60 et les deuxièmes plaques 40 de guidage coopèrent donc pour empêcher l’écoulement d’une partie des matériaux au cours de cette première phase de vidage.The curved blades 60 and the second guide plates 40 therefore cooperate to prevent the flow of part of the materials during this first emptying phase.

La figure 2 montre la trémie de la figure 1 en fin de phase de remplissage. Les volumes VI et V2 délimités par les premières et deuxièmes plaques de guidage 30, 40 sont clairement visibles. De même, on voit bien que les lames courbées 60 permettent d’éviter l’écoulement des matériaux hors de la trémie.Figure 2 shows the hopper of Figure 1 at the end of the filling phase. The volumes VI and V2 delimited by the first and second guide plates 30, 40 are clearly visible. Likewise, it can be seen that the curved blades 60 make it possible to avoid the flow of materials out of the hopper.

Une fois la trémie suffisamment remplie, le centre de gravité de l’ensemble constitué par la trémie et par les matériaux qu’elle contient passe au-dessus de l’axe de rotation X dans la direction de l’axe Z. L’instabilité créée par cette situation provoque le basculement de la trémie.Once the hopper is sufficiently filled, the center of gravity of the assembly formed by the hopper and the materials it contains passes over the axis of rotation X in the direction of the axis Z. Instability created by this situation causes the hopper to tip over.

Comme représenté en figure 3, les volumes des matériaux situés d’un côté du plan PI, d’une part entre les premières et deuxièmes plaques de guidage 30, 40 et d’autre part, entre les premières plaques de guidage 30 et le fond 20 de la trémie sont alors rapidement déversés, car les espaces définis entre ces éléments ne comportent pas d’obstacles à l’écoulement.As shown in FIG. 3, the volumes of the materials located on one side of the plane PI, on the one hand between the first and second guide plates 30, 40 and on the other hand, between the first guide plates 30 and the bottom 20 of the hopper are then quickly dumped, because the spaces defined between these elements do not contain obstacles to the flow.

Une partie du volume des matériaux situé au niveau des lames droites 50 peut également sortir, en favorisant la poursuite de la rotation de la trémie par appui sur les lames droites 50. Le centre de gravité des matériaux restants dans la trémie est excentré et favorise donc également la poursuite de la rotation de la trémie.A part of the volume of the materials located at the level of the straight blades 50 can also come out, favoring the continuation of the rotation of the hopper by pressing on the straight blades 50. The center of gravity of the materials remaining in the hopper is eccentric and therefore favors also continuing the rotation of the hopper.

En outre, la plaque de cloisonnement 10 retient la majeure partie des matériaux situés dans la moitié supérieure de la trémie telle que représentée en figure 3, ce qui participe à la poursuite de la rotation de la trémie.In addition, the partition plate 10 retains most of the materials located in the upper half of the hopper as shown in Figure 3, which contributes to the continued rotation of the hopper.

En continuant son mouvement de rotation, la trémie arrive dans la position illustrée en figure 4, l’axe Z pointant dans la direction opposée à celle dans laquelle il pointe dans la position d’équilibre de la trémie à vide. Dans cette position, aucune retenue des matériaux ne vient empêcher le vidage complet de la trémie.Continuing its rotational movement, the hopper arrives in the position illustrated in Figure 4, the Z axis pointing in the opposite direction to that in which it points in the equilibrium position of the empty hopper. In this position, no material retention prevents the complete emptying of the hopper.

Une fois vidée, la trémie retourne dans sa position d’équilibre à vide telle que représentée en figure 1. L’inertie en rotation de la trémie impose toutefois une période d’oscillation de la trémie autour de sa position d’équilibre.Once emptied, the hopper returns to its empty equilibrium position as shown in Figure 1. The inertia in rotation of the hopper, however, requires a period of oscillation of the hopper around its equilibrium position.

Il est donc envisageable de prévoir une réserve de matériaux 70 située le long de l’axe Z, tel qu’illustré en figure 5. Le but de cette réserve est de lester la trémie lorsque cette dernière retourne dans sa position d’équilibre, afin de limiter l’amplitude des oscillations.It is therefore conceivable to provide a reserve of materials 70 located along the axis Z, as illustrated in FIG. 5. The purpose of this reserve is to ballast the hopper when the latter returns to its equilibrium position, in order to to limit the amplitude of the oscillations.

Dans l’exemple illustré, la réserve 70 comprend des parois 71 et deux volets 72, qui s’étendent entre les deux flasques 3. Au cours de la phase de remplissage de la trémie et lorsque le niveau des matériaux dans la trémie atteint le bas des parois 71, la réserve 70 commence à se remplir de matériaux, ces derniers s’écoulant à travers l’espace entre les parois 71 et les volets 72. Les volets 72 ont pour fonction d’une part la protection de l’axe 2 de l’abrasion provoquée par la chute des matériaux, et d’autre part de retenir les matériaux au sein de la réserve au cours de la phase de déversement de la trémie.In the example illustrated, the reserve 70 comprises walls 71 and two flaps 72, which extend between the two flanges 3. During the filling phase of the hopper and when the level of the materials in the hopper reaches the bottom walls 71, the reserve 70 begins to fill with materials, the latter flowing through the space between the walls 71 and the flaps 72. The flaps 72 have the function of protecting the axis 2 on the one hand abrasion caused by the fall of the materials, and secondly to retain the materials within the reserve during the dumping phase of the hopper.

Lorsque la trémie vidée retourne vers sa position d’équilibre, la réserve 70 répand son contenu sur le fond 20 de la trémie, ce qui leste la trémie et permet de limiter l’amplitude de ses oscillations.When the emptied hopper returns to its equilibrium position, the reserve 70 spreads its content on the bottom 20 of the hopper, which ballasts the hopper and makes it possible to limit the amplitude of its oscillations.

D’autres variantes et avantages de l’invention peuvent être réalisés sans pour autant sortir du cadre de l’invention. L’invention n’est ainsi pas limitée aux exemples décrits précédemment.Other variants and advantages of the invention can be achieved without departing from the scope of the invention. The invention is thus not limited to the examples described above.

Bien que décrite en référence à l’application principale visée, à savoir une trémie pour déversement de matériaux dans un silo de stockage, l’invention est également applicable à tout domaine dans lequel il est avantageux d’éviter la ségrégation de matériaux déversés.Although described with reference to the main intended application, namely a hopper for spilling materials into a storage silo, the invention is also applicable to any field in which it is advantageous to avoid segregation of spilled materials.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Trémie auto-rotative (1), destinée à éviter la ségrégation de matériaux déversés par écoulement gravitaire en amont, la trémie présentant une forme générale cylindrique C d’axe de révolution X et de diamètre D, avec un plan PI de symétrie de la trémie défini par l’axe de révolution X et par un axe Z perpendiculaire à l’axe X et un plan P2 défini par l’axe de révolution X et par un axe Y perpendiculaire aux axes X et Z, la trémie comportant :1. Self-rotating hopper (1), intended to avoid segregation of materials discharged by gravity flow upstream, the hopper having a generally cylindrical shape C of axis of revolution X and of diameter D, with a plane PI of symmetry of the hopper defined by the axis of revolution X and by a Z axis perpendicular to the axis X and a plane P2 defined by the axis of revolution X and by a Y axis perpendicular to the axes X and Z, the hopper comprising: - deux flasques (3) à bord circulaire distantes l’une de l’autre, formant les extrémités du cylindre C,- two flanges (3) with circular edges distant from each other, forming the ends of cylinder C, - un arbre central (2) d’axe X sur lequel les deux flasques d’extrémité sont montées en rotation,- a central shaft (2) of axis X on which the two end flanges are mounted for rotation, - un fond (20) reliant les deux flasques et dont la forme épouse une partie de la circonférence du cylindre C, de façon symétrique par rapport au plan PI,a bottom (20) connecting the two flanges and the shape of which matches part of the circumference of the cylinder C, symmetrically with respect to the plane PI, - une plaque de cloisonnement (10) reliant les deux flasques d’extrémité le long du plan PI, ladite plaque de cloisonnement étant espacée du fond,- a partition plate (10) connecting the two end flanges along the plane PI, said partition plate being spaced from the bottom, - deux premières plaques de guidage (30) reliant les deux flasques d’extrémité, et s’étendant selon l’axe Z entre le fond et le plan P2, en étant agencées symétriquement de part et d’autre du plan PI, l’espace entre le fond et les premières plaques de guidage formant une première ouverture le long du cylindre C,- Two first guide plates (30) connecting the two end flanges, and extending along the axis Z between the bottom and the plane P2, being arranged symmetrically on either side of the plane PI, the space between the bottom and the first guide plates forming a first opening along the cylinder C, - deux deuxièmes plaques de guidage (40) reliant les deux flasques d’extrémité, et s’étendant selon l’axe Z entre le plan P2 et les premières plaques de guidage (30), en étant agencées symétriquement de part et d’autre du plan PI, l’espace entre les premières plaques de guidage et les deuxièmes plaques de guidage et formant une deuxième ouverture le long du cylindre C,- two second guide plates (40) connecting the two end flanges, and extending along the axis Z between the plane P2 and the first guide plates (30), being arranged symmetrically on either side from the plane PI, the space between the first guide plates and the second guide plates and forming a second opening along the cylinder C, - une pluralité de lames droites (50) reliant les deux flasques d’extrémité et s’étendant selon l’axe Z du côté opposé au fond par rapport au plan P2, entre le plan PI et les deuxièmes plaques de guidage (40), en étant agencées symétriquement de part et d’autre du plan PI, l’espace entre les lames droites formant une troisième ouverture le long du cylindre C,a plurality of straight blades (50) connecting the two end flanges and extending along the axis Z on the side opposite the bottom relative to the plane P2, between the plane PI and the second guide plates (40), being arranged symmetrically on either side of the plane PI, the space between the straight blades forming a third opening along the cylinder C, - une pluralité de lames courbées (60) reliant les deux flasques d’extrémité et s’étendant selon l’axe Z du côté opposé au fond par rapport au plan P2, entre les lames droites (50) et les deuxièmes plaques de guidage (40), en étant agencées symétriquement de part et d’autre du plan PI, la trémie étant adaptée pour subir une rotation autour de l’axe X sous l’effet de déversement des matériaux puis de leur évacuation de la trémie, selon un cycle comportant les phases successives suivantes :- A plurality of curved blades (60) connecting the two end flanges and extending along the axis Z on the side opposite the bottom relative to the plane P2, between the straight blades (50) and the second guide plates ( 40), by being arranged symmetrically on either side of the plane PI, the hopper being adapted to undergo a rotation around the axis X under the effect of spilling of the materials then their evacuation from the hopper, according to a cycle comprising the following successive phases: - une phase de remplissage de la trémie, qui est dans une position avec le plan PI à la verticale et le fond (20) en bas, au cours de laquelle les matériaux déversés entrent à travers la troisième ouverture et viennent occuper l’intérieur de la trémie, en étant guidés par les plaques de guidage et retenus par le fond, à l’exception de volumes vides (VI, V2), définis entre le fond et les première plaques de guidage (30) et entre les premières et les deuxièmes (40) plaques de guidage, qui sont dimensionnés de sorte que le centre de gravité de l’ensemble constitué de la trémie et des matériaux qu’elle contient, se déplace graduellement le long de l’axe Z, jusqu’à dépasser l’axe X,- a filling phase of the hopper, which is in a position with the PI plane vertical and the bottom (20) at the bottom, during which the spilled materials enter through the third opening and occupy the interior of the hopper, being guided by the guide plates and retained by the bottom, with the exception of empty volumes (VI, V2), defined between the bottom and the first guide plates (30) and between the first and the second (40) guide plates, which are dimensioned so that the center of gravity of the assembly consisting of the hopper and the materials it contains, gradually moves along the Z axis, until it exceeds the X axis, - le centre de gravité de l’ensemble constitué de la trémie et des matériaux qu’elle contient ayant dépassé l’axe X, une première phase de rotation au cours de laquelle la trémie se met en rotation dans un sens autour de l’axe X et les matériaux sont évacués à travers les première, deuxième et troisième ouvertures, tout en étant retenus par les lames courbées (60) et par la plaque de cloisonnement (10),- the center of gravity of the assembly consisting of the hopper and the materials it contains having exceeded the X axis, a first phase of rotation during which the hopper rotates in a direction around the axis X and the materials are discharged through the first, second and third openings, while being retained by the curved blades (60) and by the partitioning plate (10), - une deuxième phase de rotation dans la continuité et le même sens de rotation que la première phase, au cours de laquelle la trémie poursuit sa rotation et les matériaux restants sont complètement évacués à travers la troisième ouverture,- a second phase of rotation in continuity and the same direction of rotation as the first phase, during which the hopper continues its rotation and the remaining materials are completely evacuated through the third opening, - une troisième phase de rotation dans la continuité et le même sens de rotation que la deuxième phase, au cours de laquelle la trémie vidée des matériaux, poursuit sa rotation par inertie jusqu’à sa position initiale de remplissage.- a third phase of rotation in continuity and the same direction of rotation as the second phase, during which the hopper emptied of the materials, continues its rotation by inertia until its initial filling position. 2. Trémie auto-rotative (1), selon la revendication 1, chaque première plaque de guidage comportant :2. Self-rotating hopper (1) according to claim 1, each first guide plate comprising: - une portion centrale (31) s’étendant parallèlement au plan P2,- a central portion (31) extending parallel to the plane P2, - une portion de guidage (32) dans le prolongement de la portion centrale vers l’intérieur de la trémie, la portion de guidage étant adaptée pour guider les matériaux déversés lors de la première phase de cycle de la trémie et pour délimiter un premier volume vide (VI),- A guide portion (32) in the extension of the central portion towards the interior of the hopper, the guide portion being adapted to guide the materials spilled during the first phase of the hopper cycle and to define a first volume empty (VI), - une portion de confinement (33) dans le prolongement de la portion centrale, s’étendant sur une portion angulaire du cylindre C et adaptée pour empêcher l’écoulement de matériaux hors de la trémie pendant la phase de remplissage.- a confinement portion (33) in the extension of the central portion, extending over an angular portion of the cylinder C and adapted to prevent the flow of materials out of the hopper during the filling phase. 3. Trémie auto-rotative (1), selon la revendication 1 ou 2, chaque deuxième plaque de guidage comportant une portion centrale (41) inclinée en direction du fond d’un angle β par rapport au plan P2, de préférence compris entre 0° et 45°, ladite portion centrale étant adaptée pour guider les matériaux déversés lors de la première phase et pour délimiter un deuxième volume vide (V2).3. Self-rotating hopper (1) according to claim 1 or 2, each second guide plate having a central portion (41) inclined towards the bottom by an angle β relative to the plane P2, preferably between 0 ° and 45 °, said central portion being adapted to guide the materials spilled during the first phase and to delimit a second empty volume (V2). 4. Trémie auto-rotative (1) selon l’une des revendications précédentes, comportant un réservoir (70) agencé le long de l’axe Z, adapté pour se remplir de matériaux lors de la phase de remplissage de la trémie et pour évacuer son contenu lorsque la trémie est revenue à sa position initiale de remplissage.4. Self-rotating hopper (1) according to one of the preceding claims, comprising a reservoir (70) arranged along the axis Z, suitable for filling with materials during the filling phase of the hopper and for evacuating its contents when the hopper has returned to its initial filling position. 5. Trémie selon l’une des revendications précédentes, le fond comportant quatre ailettes agencées symétriquement de part et d’autre du plan PI, les ailettes étant adaptées pour5. Hopper according to one of the preceding claims, the bottom comprising four fins arranged symmetrically on either side of the PI plane, the fins being adapted for 5 limiter l’écoulement de matériaux hors de la trémie en cas d’oscillation de la trémie autour de sa position d’équilibre.5 limit the flow of materials out of the hopper if the hopper oscillates around its equilibrium position. 6. Trémie selon l’une des revendications précédentes, réalisée en acier anti-abrasion tel que de l’acier Hardox®.6. Hopper according to one of the preceding claims, made of abrasion-resistant steel such as Hardox® steel. 7. Utilisation d’une trémie selon l’une des revendications précédentes dans une7. Use of a hopper according to one of the preceding claims in a 10 installation de stockage, notamment dans le domaine des installations de carrière.10 storage facility, particularly in the field of quarry facilities.
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