FR2878239A1 - Modular vibrant floor for e.g. ship, has independent vibrating modules, each with frame in which support material, having bosses to deform sheet in form of transverse wave, is arranged, and compression springs maintained inside material - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à un système universel de vidange deThe present invention relates to a universal system for emptying
produits grenus et pulvérulents par plancher vibrant modulaire. granular and powdery products by modular vibrating floor.
La technique du plancher vibrant utilisée pour la vidange des talus résiduels dans les silos et navires consiste en des tôles vibrantes supportées sur des ressorts, jointes bout à bout pour constituer des travées, installées sur des pentes inclinées en direction d'ouvertures de reprise. Chaque travée est maintenue en place par des ancrages placés en partie haute de la tôle supérieure. L'étanchéité du système est assurée par une membrane, dont une extrémité est fixée à la périphérie de chaque travée, et l'autre extrémité maintenue au sol par des feuillures métalliques. Chaque tôle vibrante est raidie transversalement par un raidisseur fixé sous la tôle, et logé dans une réservation prévue à cet effet dans la pente. Cette technique présente de graves inconvénients de mise en oeuvre et de fonctionnement. En effet, les tôles vibrantes étant solidarisées bout à bout pour constituer des travées, l'installation doit se faire obligatoirement in situ, entraînant de longues périodes d'immobilisation des silos et navires empêchant leur exploitation. L'installation in situ s'effectue au niveau du sol, dans des conditions de travail à forte pénibilité, créant par là-même des difficultés de contrôle de qualité du montage. D'autre part, chaque ressort nécessite de percer un trou dans le béton de pente, ce qui entraîne un nombre considérable d'opérations de perçage. The vibrating floor technique used for the emptying of residual embankments in silos and vessels consists of vibrating plates supported on springs, joined end to end to form spans, installed on inclined slopes towards the openings of recovery. Each span is held in place by anchors placed in the upper part of the upper sheet. The tightness of the system is ensured by a membrane, one end of which is fixed at the periphery of each bay, and the other end held on the ground by metal rebates. Each vibrating plate is stiffened transversely by a stiffener fixed under the sheet, and housed in a reservation provided for this purpose in the slope. This technique has serious drawbacks of implementation and operation. Indeed, the vibrating plates being joined end to end to form bays, the installation must be done in situ, resulting in long periods of immobilization of silos and vessels preventing their exploitation. The installation in situ is carried out at ground level, under very harsh working conditions, thereby creating difficulties in controlling the quality of the assembly. On the other hand, each spring requires drilling a hole in the concrete sloping, resulting in a considerable number of drilling operations.
De plus, la présence des raidisseurs oblige à prévoir des réservations lors de la construction des pentes, le plus souvent réalisées par bétonnage, lesquelles réservations compliquent la mise en oeuvre du bétonnage, et peuvent ne pas coïncider avec la position finale des raidisseurs. En outre, compte-tenu des inévitables défauts de planéité des fondations sur lesquelles les planchers vibrants sont installés, il est très difficile de garantir une étanchéité suffisante pour empêcher toute pénétration de poussière sous les tôles, susceptible de perturber le fonctionnement du système. Par ailleurs, la mise en contact direct des tôles vibrantes avec la fondation peut créer un phénomène de paroi froide entre les tôles et la couche de produit en contact avec elles, et générer une humidité propre à dégrader le produit stocké et accélérer la corrosion des tôles. Quant aux ancrages mis en place en partie supérieure des travées pour les empêcher de glisser, ils constituent des liaisons entre les parties vibrantes et la pente support., liaisons susceptibles de transmettre des vibrations à l'ensemble de la structure et y causer des désordres. Ce sont de plus des pièces d'usure nécessitant un entretien, et des points privilégiés de pénétration de poussière. Enfin, l'utilisation de tôles planes donne lieu à l'apparition de modes vibratoires transversaux parasites, peu propices à l'écoulement recherché du produit à vidanger. In addition, the presence of the stiffeners requires to provide for reservations during the construction of slopes, most often made by concreting, which reservations complicate the implementation of concreting, and may not coincide with the final position of the stiffeners. In addition, given the inevitable unevenness of the foundations on which the vibrating floors are installed, it is very difficult to ensure a sufficient seal to prevent any penetration of dust under the sheets, which could disrupt the operation of the system. Furthermore, the direct contact of the vibrating plates with the foundation can create a cold wall phenomenon between the sheets and the layer of product in contact with them, and generate a clean moisture to degrade the stored product and accelerate the corrosion of the sheets . As for the anchors placed in the upper part of the bays to prevent them from slipping, they constitute links between the vibrating parts and the support slope., Connections likely to transmit vibrations to the entire structure and cause disorders there. In addition, they are wear parts requiring maintenance, and privileged points of dust penetration. Finally, the use of flat sheets gives rise to the appearance of parasitic transverse vibratory modes, not conducive to the desired flow of the product to be drained.
La présente invention concerne un plancher vibrant qui pallie les désavantages des solutions antérieures, en permettant notamment la préfabrication de planchers vibrants sous la forme de modules vibrants indépendants, prémontés sur des cadres. De ce fait, il n'est plus nécessaire de prévoir de réservations dans les pentes, les raidisseurs trouvant place à l'intérieur des cadres. The present invention relates to a vibrating floor that overcomes the disadvantages of prior solutions, including allowing the prefabrication of vibrating floors in the form of independent vibrating modules, pre-mounted on frames. Therefore, it is no longer necessary to provide reservations in the slopes, the stiffeners being placed inside the frames.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, la tôle de chaque module vibrant n'est maintenue en place que par sa membrane d'étanchéité périphérique et les ressorts de compression, ce qui supprime la nécessité des ancrages, et élimine toute transmission de vibrations à la structure environnante. According to a particular characteristic of the invention, the sheet of each vibrating module is held in place only by its peripheral sealing membrane and compression springs, which eliminates the need for anchors, and eliminates any transmission of vibrations to the surrounding structure.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, mais qui en soi n'est pas exclusif de cette dernière, la membrane d'étanchéité présente d'un côté une forme rainurée qui vient se coller sur le bord de la tôle, et de l'autre un bourrelet qui est maintenu sur le bord du cadre par des feuillures métalliques. In a preferred embodiment of the invention, but which in itself is not exclusive of the latter, the sealing membrane has on one side a grooved shape which sticks on the edge of the sheet, and the other a bead which is held on the edge of the frame by metal rabbets.
Selon une autre caractéristique de l'invention, un matériau de support pouvant être un isolant thermique est incorporé dans les cadres, réduisant ainsi le phénomène de paroi froide entre la tôle et le produit stocké, et permettant aisément la mise en place et le maintien des ressorts. According to another characteristic of the invention, a support material which may be a thermal insulator is incorporated in the frames, thus reducing the phenomenon of cold wall between the sheet and the stored product, and making it easy to set up and maintain the springs.
Selon une autre caractéristique complémentaire de l'invention, le matériau de support présente des nervures ou bossages en partie supérieure, sur lesquels la tôle va se déformer sous la charge du produit stocké, afin de constituer des ondes transversales. According to another complementary feature of the invention, the support material has ribs or bosses in the upper part, on which the sheet will deform under the load of the stored product to form transverse waves.
D'autres caractéristiques d'un plancher vibrant modulaire, établi conformément à l'invention, apparaîtront encore à travers la description qui suit d'exemples de réalisation, donnés à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en plan d'un plancher vibrant dans un silo - la figure 2 est une coupe selon la ligne I-I de la figure 1 - la figure 3 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1 - la figure 4 est une vue en perspective éclatée d'un module vibrant - la figure 5 est une coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 4 du module vibrant non chargé - la figure 6 est une coupe longitudinale selon la ligne IV-IV de la figure 4 du module vibrant non chargé - la figure 7 est une vue à plus grande échelle illustrant divers détails de la figure 6 - la figure 8 est une vue à plus grande échelle illustrant divers détails de la figure 7 la figure 9 est une autre coupe longitudinale selon la ligne IV-IV de la figure 4 du module vibrant non chargé - la figure 10 est une coupe longitudinale selon la ligne IV-IV de la figure 4 du module vibrant sous charge - la figure 11 est encore une autre coupe longitudinale selon la ligne IV-IV de la figure 4 du module vibrant non chargé - la figure 12 est une vue en plan d'un plancher vibrant dans un wagon de chemin de fer - la figure 13 est une coupe transversale selon la ligne V-V de la figure 12 la figure 14 est une autre coupe transversale selon la ligne V-V de la figure 12 - la figure 15 est encore une autre coupe transversale selon la ligne V-V de la figure 12 Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, la stnicture de stockage comporte une paroi 1 et des pentes 2, réalisées de part et d'autre d'un canal de vidange 3. Sur les pentes reposent des modules vibrants 4 de forme rectangulaire, des modules 5 de forme trapézoïdale ou des modules 6 de forme triangulaire. Other characteristics of a modular vibrating floor, established in accordance with the invention, will become apparent from the following description of exemplary embodiments, given by way of indication and not limitation, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic plan view of a vibrating floor in a silo - FIG. 2 is a section along line II of FIG. 1 - FIG. 3 is a section along the line II - II of FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view of a vibrating module; FIG. 5 is a cross section along the line III-III of FIG. 4 of the uncharged vibrating module; FIG. 6 is a longitudinal section along line IV-IV; FIG. 7 is an enlarged view illustrating various details of FIG. 6; FIG. 8 is a view on a larger scale illustrating various details of FIG. 7; FIG. other longitudinal section along the line IV-IV of Figure 4 of the uncharged vibrating module - Figure 10 is a longitudinal section along the line IV-IV of Figure 4 of the vibrating module under load - Figure 11 is another longitudinal section along the line IV-IV of Figure 4 of the non-loaded vibrating module - Figure 12 is a plan view of a vibrating floor in a railway car - Figure 13 is a cross section along the line VV of the figure FIG. 14 is another cross-section along the line VV of FIG. 12; FIG. 15 is another cross-section along the line VV of FIG. 12. In the exemplary embodiment represented in FIG. 1, the stnicture of FIG. storage comprises a wall 1 and slopes 2, made on either side of a drain channel 3. On the slopes rest vibrating modules 4 of rectangular shape, 5 trapezoidal shaped modules or modules 6 of triangular shape .
Avantageusement, des gaines de ventilation 7, nécessaires à la ventilation de certains produits stockés, peuvent être interposées entre les modules vibrants. Advantageously, ventilation ducts 7, necessary for the ventilation of certain stored products, can be interposed between the vibrating modules.
Alternativement, un chemin de câble 8 peut être disposé entre les modules, ou ceux-là peuvent être directement juxtaposés. Alternatively, a cable path 8 can be arranged between the modules, or they can be directly juxtaposed.
Comme on le voit sur la figure 4 d'une vue en perspective, et les sections des figures 5 et 6, un module vibrant comporte une tôle 9, un organe vibrant 10, une membrane d'étanchéité 11, un matériau de support 12, des ressorts de compression 13, tous éléments prémontés sur un cadre 14, et ce quelle que soit la forme du module. As seen in FIG. 4 of a perspective view, and the sections of FIGS. 5 and 6, a vibrating module comprises a sheet 9, a vibrating member 10, a sealing membrane 11, a support material 12, compression springs 13, all elements pre-assembled on a frame 14, and whatever the shape of the module.
En se référant plus particulièrement au détail de la figure 7, on voit que sur la tôle 9, l'organe vibrant 10 comporte un vibrateur 15 de type électrique ou autre, reposant sur une contre-plaque 16 et sur une plaque d'appui 17 à rebords, sur laquelle est fixé par boulonnage ou tout autre moyen analogue un capot 18. Un raidisseur 19 disposé transversalement sous la tôle 9 dans un espace 20 ménagé dans le matériau de support, est boulonné au vibrateur 15 à travers la rôle 9, la contre-plaque 16 et la plaque d'appui 17. Alternativement, le vibrateur 15 peut être disposé endessous de la tôle 9, auquel cas le boulonnage enserre le vibrateur 15, le raidisseur 19, la tôle 9 et la contre-plaque 16. Referring more particularly to the detail of FIG. 7, it can be seen that on the sheet 9, the vibrating member 10 comprises a vibrator 15 of the electric or other type, resting on a counterplate 16 and on a support plate 17 with flanges, on which is fixed by bolting or any other similar means a cover 18. A stiffener 19 disposed transversely under the sheet 9 in a space 20 formed in the support material, is bolted to the vibrator 15 through the role 9, the counterplate 16 and the support plate 17. Alternatively, the vibrator 15 can be placed below the sheet 9, in which case the bolting encloses the vibrator 15, the stiffener 19, the sheet 9 and the counter plate 16.
La mise en route des vibrateurs s'effectue individuellement ou en groupes, séquentiellement à partir des modules inférieurs. L'automatisation de la vidange peut être assurée par une unité de contrôle programmable ou par des capteurs, non représentés. The vibrators are switched on individually or in groups, sequentially from the lower modules. The automation of the emptying can be provided by a programmable control unit or by sensors, not shown.
Selon l'invention, le cadre 14 est composé de cornières 21 assemblées à leurs extrémités par soudage ou tout autre moyen, sur l'aile horizontale desquelles repose le matériau de support 12, constitué lui-même d'une matière de faible poids de type polystyrène extrudé, mousse de polyuréthane, mousse d'aluminium, structure en matière plastique à nid d'abeille ou autre, bois ajouré ou toute autre matière apte à supporter sans déformation excessive les forces de compression induites par le produit stocké. According to the invention, the frame 14 is composed of angles 21 assembled at their ends by welding or any other means, on the horizontal flange of which rests the support material 12, itself consisting of a low weight material of the type. extruded polystyrene, polyurethane foam, aluminum foam, honeycomb plastic structure or other, perforated wood or any other material able to withstand without undue deformation the compressive forces induced by the stored product.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le profil de la membrane d'étanchéité 11 représenté à plus grande échelle sur le détail de la figure 8, comporte à une extrémité une forme rainurée 22 emboîtée de façon continue sur le rebord de la tôle 9 et maintenue sur le bord de la tôle par collage, soudage, vulcanisation, vissage, rivetage ou tout autre moyen. Le profil de la membrane 11 présente à son autre extrémité un bourrelet 23, et entre la partie rainurée 22 et le bourrelet 23 une partie souple 24. Les parties 22, 23 et 24 du profil de la membrane 11 peuvent être faites de la même matière par moulage, coulage, extrusion ou soudage, ou de matières différentes collées ou soudées entre elles ou obtenues par bi-extrusion ou multi-extrusion. According to another characteristic of the invention, the profile of the sealing membrane 11, shown on a larger scale in the detail of FIG. 8, comprises at one end a grooved form 22 nested in a continuous manner on the rim of the sheet 9 and held on the edge of the sheet by bonding, welding, vulcanizing, screwing, riveting or any other means. The profile of the membrane 11 has at its other end a bead 23, and between the grooved portion 22 and the bead 23 a flexible portion 24. The portions 22, 23 and 24 of the profile of the membrane 11 may be made of the same material by molding, casting, extrusion or welding, or different materials glued or welded together or obtained by bi-extrusion or multi-extrusion.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le bourrelet 23 de la membrane 11 est de forme triangulaire, et maintenu sur le matériau de support 12 par une feuillure métallique 25 présentant une partie supérieure 26 formant angle, une aile horizontale inférieure 27 enveloppant l'aile horizontale de la cornière 21 du cadre 14, et une partie verticale 28 fixée sur la partie verticale de la cornière 21 par vissage, rivetage ou tout autre moyen. In a preferred embodiment of the invention, the bead 23 of the membrane 11 is of triangular shape, and held on the support material 12 by a metal rebate 25 having an upper part 26 forming an angle, a lower horizontal wing 27 enveloping the horizontal flange of the bracket 21 of the frame 14, and a vertical portion 28 fixed to the vertical portion of the bracket 21 by screwing, riveting or any other means.
Comme indiqué sur la figure 9, le matériau de support 12 peut comporter sur sa face supérieure et à des intervalles prédéterminés des bossages transversaux 29 de section légèrement bombée, de telle sorte qu'après les premiers remplissages de l'unité de stockage et sous le poids du produit stocké, la tôle 9 soit déformée sur les bossages 29 pour présenter des ondes transversales 30 comme indiqué sur la figure 10, ondes propres à éliminer les modes vibratoires transversaux parasites. As indicated in FIG. 9, the support material 12 may comprise, on its upper face and at predetermined intervals, transverse bosses 29 of slightly convex section, so that after the first refills of the storage unit and under the weight of the product stored, the sheet 9 is deformed on the bosses 29 to present transverse waves 30 as shown in Figure 10, clean waves to eliminate parasitic transverse vibratory modes.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention représenté en figure 11, le matériau de support 12 peut être une tôle métallique nervurée ou une feuille plastique nervurée, de type bardage, coffrage collaborant, revêtu ou non, présentant des ondes transversales 31 rondes, en oméga ou prismatiques. According to another embodiment of the invention shown in FIG. 11, the support material 12 may be a ribbed metal sheet or a ribbed plastic sheet, of the cladding type, cooperating formwork, coated or uncoated, with round 31 transverse waves, in omega or prismatic.
Dans un autre exemple de réalisation représenté sur les figures 12, 13, 14 et 15, les parois 1 sont celles d'un wagon de chemin de fer destiné au transport de produits vrac, les pentes 2 étant constituées de 2 pans inclinés 32 dont la crête 33 se trouve dans l'axe longitudinal du wagon, les pans inclinés 32 étant formés à la construction du wagon. Les modules 4 sont disposés sur les pans inclinés 32, et la mise en route de l'unité vibrante 10 provoque l'évacuation du contenu vers des portes latérales 34. Alternativement, pour rapporter des modules vibrants 4 dans un wagon existant, les pentes 2 peuvent être réalisées en charpente métallique 35 ou dans les matériaux de support cités précédemment. In another exemplary embodiment shown in FIGS. 12, 13, 14 and 15, the walls 1 are those of a railway car for transporting bulk products, the slopes 2 consisting of 2 inclined faces 32 whose Ridge 33 is in the longitudinal axis of the wagon, the inclined faces 32 being formed in the construction of the wagon. The modules 4 are arranged on the inclined faces 32, and the startup of the vibrating unit 10 causes the evacuation of the contents to side doors 34. Alternatively, to report vibrating modules 4 in an existing car, the slopes 2 can be made of metal framework 35 or in the support materials mentioned above.
Il va de soi que des modules vibrants prémontés sur cadre peuvent trouver place dans toute structure contenant des produits vrac, qu'il s'agisse de navires, silos de stockage de toutes sortes, aires de stockage à ciel ouvert, camions, bennes, containers ou trémies, sans sortir du cadre de la présente invention. It goes without saying that pre-mounted vibrating modules can be accommodated in any structure containing bulk products, be they ships, storage silos of any kind, open storage areas, trucks, tippers, containers. or hoppers, without departing from the scope of the present invention.
On introduit ainsi dans ces structures, en réduisant considérablement le temps de montage, un système efficace de vidange automatique, qui ne transmet aucune vibration à la structure elle-même, ne comporte aucune pièce d'usure, et aide au maintien de la qualité des produits stockés. La fabrication complète des modules peut s'effectuer en usine, avec des procédures de contrôle adéquates. Les dimensions des modules préfabriqués peuvent être choisies de façon à être compatibles avec celles des containers de transport, ce qui facilite leur acheminement sur site. Les structures d'accueil, notamment leurs pentes, ne requièrent pas de provisions particulières, de type réservation ou autre, et sont simplifiées au maximum. Thus, in these structures, by considerably reducing the assembly time, an efficient system of automatic emptying, which transmits no vibration to the structure itself, has no wearing part, and helps to maintain the quality of the stored products. The complete manufacture of the modules can be done at the factory, with adequate control procedures. The dimensions of the prefabricated modules can be chosen to be compatible with those of the transport containers, which facilitates their routing on site. Reception structures, especially their slopes, do not require special provisions, such as reservation or other, and are simplified to the maximum.
La technique du plancher vibrant se trouve ainsi grandement améliorée du point de vue de sa mise en oeuvre, de sa qualité, de ses performances techniques et de ses aspects économiques. The technique of the vibrating floor is thus greatly improved from the point of view of its implementation, its quality, its technical performance and its economic aspects.
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- 2004-11-22 FR FR0412348A patent/FR2878239A1/en not_active Withdrawn
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