Appareil de transport de matières pulvérulentes La présente invention concerne les appa reils de manutention des matières pulvérulen tes, plus particulièrement destinés au transport de ces matières dans les conditions les plus commodes au prix d'une dépense de premier établissement aussi réduite que possible et à une vitesse maximum sur des parcours relati vement courts, par exemple entre un camion de livraison et l'intérieur d'un réservoir de stockage.
La plupart des industries qui traitent des matières pulvérulentes et, en particulier, celles de la minoterie, ont besoin d'un appareil sim ple, peu coûteux et efficace de transport de ces matières d'un point à un autre, soit pour les transporter à l'intérieur de l'usine elle- même, soit pour les livrer aux clients. Par exemple, on sait que, dans l'industrie de la minoterie, les grandes boulangeries ont besoin de livraisons fréquentes et rapides de farine et que ces livraisons s'effectuent en général di rectement par la minoterie dans le cas où elle se trouve dans la même localité. Ces livraisons exigent normalement une main-d'oeuvre consi dérable et un équipement très développé.
Pour les effectuer, il est souvent nécessaire de trans porter la farine sur une assez grande distance horizontalement et verticalement à partir du poste de livraison pour la verser dans le réser voir de stockage temporaire ou dans le réci pient de la boulangerie. L'invention est rela- tive à un appareil permettant d'arriver à ce résultat.
On a déjà préconisé plusieurs types d7appa- reils en vue du transport des matières pulvé rulentes. Dans la plupart de ces appareils, le transport des matières s'effectue en appliquant le principe du transport pneumatique, tandis que l'appareil suivant l'invention est basé sur le principe du transport par fluidification.
Ce principe consiste à mélanger intime ment la matière pulvérulente avec une quantité d'air suffisante pour lui faire acquérir les ca ractéristiques d'un fluide tel que l'eau, de sorte qu'elle s'établit spontanément à un niveau in férieur sous l'action de son propre poids. Si l'air est intimement et convenablement mé langé avec une matière pulvérulente telle que la farine, on peut transporter approximative ment 50 à 200 kg de matière en la mélangeant avec une proportion d'air ne dépassant pas 1 kg. Cependant, ce mélange intime seul est insuffisant pour élever la matière fluidifiée à une plus grande hauteur ou la transporter à une assez grande distance horizontale, à moins de prévoir le long de son trajet un dispositif la maintenant à l'état fluidifié.
Par consé quent, la pression de l'air choisie est sensible ment plus forte que celle du transport pneu matique. Cette pression est comprise entre 0,14 et 3,5 kg/cm2 et, de -préférence, entre 0,35 et 2,1 kg/cm2, à l'encontre de la pression nor- malement adoptée dans le transport pneuma tique et qui est normalement inférieure à 0,07 kg/cm2. De même, la vitesse de l'air dans le transport fluidifié est sensiblement inférieure à celle de l'air dans le transport pneumatique.
Cette vitesse est comprise normalement entre 90 et 450 m/min. au lieu de la vitesse beau coup plus grande du transport pneumatique, qui est comprise entre environ 600 et 1500 m/min.
Les caractéristiques des matières pulvéru lentes convenablement fluidifiées sont tout à fait analogues à celles de l'eau, et l'on a cons taté que si l'on exerce une pression sur des matières maintenues dans cet état en étant ren fermées dans un récipient sensiblement clos, cette pression provoque le remplissage par les dites matières d'une conduite se raccordant à la sortie du récipient. La conduite se remplit complètement de matière fluidifiée, qui y passe sous forme de courant continu, en maintenant la -conduite complètement remplie en perma nence. Il est donc facile de voir qu'on peut transporter de cette manière un volume sensi blement plus grand de cette matière par unité de volume.
On savait déjà qu'il est possible de fluidifier ces matières pulvérulentes au moyen d'une glissière à air et qu'elles viennent ensuite à un niveau inférieur par leur propre poids. Mais il n'existait pas de moyen connu en vue d'élever ces matières à l'état fluidifié à un niveau plus élevé, ou même de leur faire parcourir un tra jet horizontal sur une certaine distance sans disposer le long de ce trajet un mécanisme fluidifiant supplémentaire. L'invention a pour but de rendre ce transport possible. Elle a aussi pour but d'arriver à ce résultat au moyen d'un appareil aussi réduit que possible et avec un rendement maximum, cet appareil étant simple et peu coûteux à construire et à faire fonctionner.
Le terme fluidification adopté au cours de la description doit être considéré comme désignant les moyens, tant mécaniques que pneumatiques, qui permettent de faire prendre à ces matières l'état fludifié. Il désigne en fait tout dispositif permettant de mélanger intime- ment les matières pulvérulentes avec une quan tité d'air suffisante pour leur faire acquérir les propriétés d'un fluide tel que l'eau.
D'une manière générale, l'invention se propose de réaliser un appareil de transport de matières pulvérulentes, simple à construire et à faire fonctionner et permettant d'obtenir un rendement élevé. Elle se propose en outre d'arriver à ce résultat avec un appareil aussi réduit que possible et avec une dépense de premier établissement minimum, ledit appa reil étant disposé entre un groupe de livraison portatif et un récipient et étant construit de façon à se vider rapidement et économique ment dans un récipient situé à une certaine distance et/ou à une plus grande hauteur.
Le dessin annexé représente une forme d'exécution, et des variantes, de l'objet de l'in vention. Sur ce dessin la fig. 1 est une vue en perspective d'une forme d'exécution d'un groupe de livraison sui vant l'invention et dont certaines portions sont arrachées pour en faire apparaitre l'intérieur ; la fig. 2 est une coupe verticale et longitu dinale du groupe de la fig. 1 ; la fig. 3 est une coupe verticale partielle et transversale du groupe de livraison suivant la ligne 3-3 de la fig. 2 ;
la fig. 4 est une élévation partielle d'une variante dont la forme de construction est iden tique, sauf que la chambre de pression pré sente des orifices de sortie doubles disposés à ses extrémités opposées et entre lesquels se trouve une glissière à air horizontale ; la fig. 5 représente une autre variante dans laquelle le sas à air se trouve à une certaine distance du coffre.
Le groupe de livraison de la première forme d'exécution, représenté sur les fig. 1 à 4 et désigné d'une manière générale par U, est ac couplé sous forme amovible à un camion T re présenté en partie sur la fig. 1. Le châssis 6 du groupe de livraison U peut se déplacer sur des roues antérieures 7 et des roues postérieu res 8. Un coffre 9, non mis sous pression et monté sur le châssis 6, comporte des parois de fond 10 et 11 inclinées vers le centre du coffre à partir de l'avant et de l'arrière. Les parois latérales du coffre sont désignées par 12 et 13, la paroi de bout avant par 14, et la paroi de bout arrière par 15. La partie supé rieure du coffre est percée d'une ouverture 16 fermée par un couvercle 17 et par laquelle on peut charger la matière pulvérulente.
Deux glissières à air désignées d'une ma nière générale par 18 et 19 sont disposées au- dessus des parois de fond 10 et 11, dans une position sensiblement parallèle à ces parois. Chacune de ces glissières consiste en un mor ceau de tissu 20 formé par quatre épaisseurs de toile ou par une courroie tissée. Ce mor ceau de tissu 20 est maintenu sensiblement parallèle aux parois de fond 10 et 11 par des supports 21 dirigés transversalement par rap port à la longueur du groupe de livraison et entre les parois latérales 12 et 13. Chacun de ces supports transversaux 21 est percé de plu sieurs ouvertures 22 qui le traversent et font communiquer entre eux les espaces 23 qui sé parent les supports.
Le morceau de tissu 20 forme un joint étanche avec les parois laté rales 12 et 13 de façon à empêcher l'air de s'échapper et à empêcher la matière pulvéru lente de passer entre ces éléments. Une con duite d'admission relativement courte 24, dis posée entre chaque paire de supports transver saux 21, pénètre dans l'espace 23 (fig. 4). Cha cune de ces conduites 24 se raccorde à une conduite commune 25 qui, de son côté, se rac corde à une conduite associée 26. La conduite 26 aboutit dans un tambour de compression 27 sur lequel est monté un compresseur 28. Ce compresseur 28 est commandé par un mo teur 29 par l'intermédiaire d'une courroie sans fin 30.
Une soupape 31 intercalée entre la conduite 26 et la conduite commune 25 est d'un type permettant à l'air d'y passer en quan tité suffisante pour établir une pression de 0,035 à 0,14 kg/cm-' dans les espaces 23. Il est évi dent que des sources séparées d'air comprimé pourraient remplacer la conduite 26. Un sas à air L est monté dans le sens trans versal de la longueur du groupe de livraison U. Ce sas à air comprend un arbre 32 monté à rotation et disposé suivant la largeur du fond du coffre 9.
Plusieurs bras ou éléments de cloi son 33 sont disposés sur toute la longueur de l'arbre 32 de façon à former des comparti ments entre eux et ils sont construits de ma nière à entraîner une certaine quantité de ma tière pulvérulente du coffre 9 lorsque l'arbre 32 tourne et sans faire diminuer sensiblement la pression de l'air qui existe dans une cham bre de forme allongée de réception de la ma tière ou chambre de pression 34. Le sas à air est monté, ainsi qu'on peut le voir, dans la partie supérieure de la chambre de pression 34 et se dirige dans le sens de sa longueur.
Cette chambre de pression 34 comporte un orifice de sortie de section réduite 35 muni d'une soupape à fermeture rapide 36 et pou vant être raccordé à un tuyau flexible 37 de longueur suffisante pour atteindre l'intérieur du récipient dans lequel la matière pulvéru lente doit être transportée. Le sas à air L est actionné, si on le désire, par un second moteur 38 équipé d'une courroie sans fin 39.
Une seconde glissière à air, désignée d'une manière générale par S, est montée dans la chambre de pression 34 et se dirige dans le sens de sa longueur dans toute sa portion infé rieure. Cette glissière à aire peut consister en un morceau de tissu 40 de la même matière que les tissus 20 des glissières à air précitées. Ce morceau de tissu 40 est supporté de la même manière par des supports transversaux 41 percés chacun de plusieurs ouvertures 42 qui font communiquer les espaces qui les sé parent. Une conduite 43 part de la partie infé rieure du tissu 40 et aboutit à la conduite 26.
Une soupape 44 intercalée entre la conduite 26 et la conduite 43 est d'un type permettant à une quantité d'air suffisante d'y passer pour faire prendre à la pression à l'intérieur de la chambre la valeur qu'on désire et qui dépend de la distance et de la hauteur auxquelles la matière doit être transportée.
Si on le désire, le coffre 9, le sas à air L et la chambre de pression 34 avec son orifice de sortie 36 et la conduite 37 peuvent être con sidérés comme une installation à couloir trans porteur, dans laquelle la chambre de pression 34 constituerait une chambre de réception de la matière, at lorsque ces expressions seront adoptées au cours de la suite de la description, il est entendu qu'elles auront cette significa tion.
La fig. 4 représente une chambre de pres sion 45 qui présente à ses extrémités opposées deux orifices de sortie 46 et 47 avec lesquels deux soupapes à fermeture rapide 48 et 49 sont combinées. La glissière à air 50 est iden tique à celle des fig. 1 à 3, sauf qu'elle est disposée horizontalement.
La fig. 5 représente schématiquement une variante qui comporte un sas à air L disposé à une certaine distance du coffre 9 et commu niquant avec lui par un tuyau 55, et également disposé à une certaine distance de la chambre de pression 56 et communiquant avec elle par un tuyau 57. Il est avantageux de prévoir dans cette installation un tuyau d'échappement 58 qui se dirige vers le haut et pénètre dans le coffre 9 au voisinage de son sommet. Un se cond tuyau d'échappement 59 part du tuyau 58 et aboutit dans le tuyau 55 au voisinage du point où ce tuyau communique avec le sas à air. Un tuyau d'échappement semblable au tuyau 58 est représenté sur la fig. 2.
Ces tuyaux d'échappement servent à faire baisser la pression rapidement sans déranger l'écou lement de la matière et permettent à l'air, éventuellement mis en liberté du fait qu'une certaine quantité de la matière cesse d'être à l'état fluidifié, de s'échapper facilement. En d'autres termes, ce tuyau évite d'obliger l'air ainsi mis en liberté de s'élever à travers la to talité de la masse de matière contenue dans le tuyau 55. L'air mis en liberté ne s'oppose donc pas à l'écoulement de la matière et ne le dérange en aucune manière.
Pour faire fonctionner l'appareil, on met en marche le moteur 29 pour établir une pres sion dans la chambre de pression 27, puis on fait passer l'air par la soupape 31 dans les glis sières à air 18 et 19. L'air qui passe dans ces glissières traverse de bas en haut les tissus 20 et se mélange intimement avec la matière pul vérulente qui, pour simplifier, est appelée ci- après farine. Ce mouvement de bas en haut de l'air dans la farine a pour effet de la fluidifier ou, en d'autres termes, de lui permettre de s'écouler comme de l'eau.
Il semble que les diverses particules de farine sont maintenues à l'état de suspension temporaire, mais, quelle que soit la nature exacte du phénomène qui se produit, la farine s'écoule de haut en bas sur les parois inclinées des glissières à air 18 et 19 et dans le sas à air L. Lorsque la pression du compresseur augmente, l'air passe par la soupape 44 et à travers la glissière à air S de façon à faire prendre à la pression à l'in térieur de la chambre de pression 34 une va leur de préférence supérieure à 0,35 kg/cm2. Cette pression est généralement comprise entre 0,35 et 1,05 kg/cm2, suivant la distance et la hauteur du transport à effectuer. On remar quera que la glissière à air S est légèrement inclinée dans la direction de l'orifice de sortie 35.
Lorsque la pression dans la chambre de pression 34 a atteint la valeur qu'on désire et qui dépend de la distance, de la courbure du trajet et de la hauteur à laquelle la farine doit être transportée, on met en marche le moteur 38 pour faire tourner le sas à air L. Les bras 33 du sas à air L saisissent des quantités de farine sensiblement égales, les retirent de l'in térieur du coffre 9 et les déposent dans la cham bre de pression 34 sans faire diminuer sensi blement la pression dans cette dernière. On peut faire fonctionner le sas à air de façon à faire arriver la farine d'une manière continue à l'intérieur de la chambre de pression et on le fait ainsi fonctionner normalement jusqu'à ce que le coffre 9 soit vide.
A mesure que la farine est déposée par le sas à air L dans la chambre de pression 34, elle y est maintenue au moins en partie à l'état fludifié par le courant d'air traversant de haut en bas la glissière à air S. Si une cer taine quantité de farine revient à l'état solide normal, elle est immédiatement refluidifiée par l'air traversant la glissière S dans la chambre de pression. On remarquera que l'air qui tra verse de bas en haut la glissière à air S a pour effet de fluidifier d'une manière continue la farine qui s'y trouve et en même temps d'éta blir la pression à l'intérieur de la chambre de pression.
Il est évident que si la soupape 36 n'est pas ouverte, la farine de la chambre de pres sion 34 reste à l'état fluidifié, bien qu'elle y ait été introduite par le sas à air L. Dans ce cas, le sas à air L continue à faire arriver la farine qui se trouve entre ses bras 33 sans la tasser à l'intérieur de la chambre de pression.
Lorsqu'on ouvre la soupape 36, la farine se précipite par la conduite 37 sous forme d'un courant remplissant complètement l'intérieur de la conduite, à la manière d'un courant d'eau. Le coffre 9 peut ainsi être vidé complè tement et rapidement, sans qu'on ait besoin d'une installation coûteuse et sans que les bou langeries soient obligées d'engager des dépen ses de premier établissement prohibitives.
S'il est nécessaire d'interrompre l'écoule ment de la farine par la conduite 37 pour cer taines raisons anormales, on peut le faire faci lement sans empêcher le groupe de fonction ner en arrêtant d'abord le moteur 38 et, par suite, le mouvement de rotation du sas à air L. La pression qui règne dans la chambre de pression 34 en évacue en très peu de temps la farine qui y reste, de même que celle restant dans la conduite 37. Dès que ce résultat est obtenu, on peut fermer la soupape 36 et re commencer l'opération, si on le désire, de la manière décrite ci-dessus. On voit donc que l'installation ne risque pas de se bloquer si on la fait fonctionner convenablement.
Le dispositif de la fig. 4 peut se décharger des deux côtés et facilite, par conséquent, l'uti lisation du groupe en des endroits où il n'est pas commode d'évacuer la farine d'un côté ou de l'autre du groupe. La farine fluidifiée s'écoule dans l'un ou l'autre sens, suivant celle des soupapes qui est ouverte et, ainsi qu'il a déjà été dit, l'air qui traverse de bas en haut la glissière à air 50 fluidifie la farine à une profondeur suffisante pour donner la certitude que les orifices de sortie 46 et 47 sont com plètement recouverts. On peut donner dans la pratique à la cham bre de pression des dimensions relatives par rapport à la dimension globale du coffre 9.
De même, il est possible de réduire ou d'augmen ter les dimensions du sas à air suivant les con ditions particulières nécessaires, qui sont dé terminées dans une large mesure par la vitesse de livraison nécessaire.
On peut aussi fluidifier la farine par d'au tres moyens dans le coffre 9 et/ou dans la chambre sous pression 34. Par exemple, on peut avoir recours à des agitateurs ou autres dispositifs mécaniques, qui sont susceptibles de donner des résultats satisfaisants avec di verses matières pulvérulentes en combinaison avec le reste du groupe.
En service, le coffre 9 est chargé selon tou tes probabilités au moulin au moyen d'un ap pareil semblable à celui décrit ci-dessus et dont la conduite décharge la farine dans le coffre 9 par l'ouverture d'admission 16. Une fois le cof fre chargé, le camion T sert à remorquer le groupe de livraison en un point voisin de la boulangerie à alimenter, puis on le détèle pour permettre au camion de remorquer d'autres groupes de livraison analogues et de les ame ner à leurs points de déchargement. Un seul opérateur peut rester auprès du groupe de li vraison U pour vider rapidement le coffre 9 de son contenu.
On remarquera qu'en donnant un très petit volume à la chambre de pression 34, il n'est pas nécessaire de donner aux parois du coffre 9 une épaisseur suffisante pour permettre d'établir une pression à l'intérieur du coffre. En raccordant une chambre de pression de petit volume par un sas à air avec une chambre de grand volume non mise sous pression, on diminue sensiblement le poids global du groupe qui, de ce fait, est sensiblement moins coûteux à fabriquer. En outre, du fait que le groupe est plus léger, il est possible, dans la limite des restrictions ordinaires de poids im posées sur les routes, de transporter une plus forte charge de matière pulvérulente.
On a constaté que la pression qui convient le mieux dans la petite chambre de pression 34 est comprise entre 0,35 et 2,1 kg/cm'. Cette pression peut évidemment varier et atteindre 3,5 kg/ cm' ou même davantage, et s'abaisser à 0,14 kg/cm' lorsque la distance et la hauteur sont relativement faibles. Au cours d'essais ef fectués avec le présent groupe, on a constaté qu'une pression de 0,5 à 0,55 kg/cm' dans la chambre de pression 34 fait avancer la farine dans une conduite dont le diamètre intérieur est sensiblement égal à la grosseur du bras de l'homme sur une distance horizontale d'au moins 25 à 45 m et à une hauteur d'au moins 6 m.
On a constaté au cours de ces essais que la conduite est complètement remplie de farine en permanence pendant le transport. On peut augmenter légèrement la pression lorsque la distance ou la hauteur augmentent. Il est évi dent que la distance horizontale de transport de la matière pulvérulente, le frottement qui résulte des coudes de la conduite et la hauteur à laquelle la matière doit être élevée sont de la plus grande importance au point de vue de la détermination de la pression nécessaire. On a constaté au cours des essais qu'une pression maintenue entre les limites de 0,035 et 0,14 kg/cm' est suffisante dans les glissières à air 18 et 20.