Brevet FR2121798A1 — publié le 19720825

La présente invention concerne un transporteur pneumatique destiné à déplacer des objets tels que des boîtes ou des cartons sur un parcours déterminé ; elle concerne en particulier un transporteur pneumatique comprenant un système amélioré et nouveau d'orifices de sustentation et de fentes directionnelles aménagés dans une plaque du transporteur et recouvrant une gaine, grâce auquel les jets d'air sortant des orifices et des fentes sont pleinement efficaces pour, d'abord soulever des objets de la plaque du transporteur et pour les déplacer ensuite sur la distance déterminée. Les transporteurs pneumatiques, e'est-à-dire ceux utilisant des jets d'air traversant des orifices de sustentation et des fentes directionnelles percés dans une plaque du transporteur sont déjà connus. En général les orifices de sustentation sont réalisés de telle façon que l'air sorte de ceux-ci dans une direction réellement perpendiculaire au plan de la plaque du transporteur dans le but de soulever l'objet à déplacer. Les fentes directionnelles sont réalisées de telle manière que l'air sorte de ces dernières dans une direction donnant une force de propulsion horizontale s'appliquant sur l'objet à transporter. Dans les transporteurs pneumatiques précédents, de tels orifices de sustentation et fentes directionnelles sont entremblés sur toute l'étendue longitudinale et latérale de la plaque du transporteur et üne-=telle disposition est symbolisée par le transporteur pneumatique décrit dans le brevet américain NO 3 180 688. Toutefois on a trouvé que cette disposition des orifices de sustentation et des fentes directionnelles provoque le mélange des jets d'air traversant les ouvertures de la plaque du transporteur.Cela revient à dire que I'entremêlement au hasard des orifices et des fentes fournit au-dessus de la plaque du transporteur des jets d'air, qui jusqu'à un certain point, ont une action réciproque et inter- fèrent entre eux, et produisent un type indéfini d'écoulement d'air turbulent. L'efficacité des jets d'air est dans ces conditions réduite de façon substantielle et l'on n'obtient pas les forces optima de sustentation et de propulsion. La présente invention fournit un transporteur pneumatique d'un type nouveau et amélioré, utilisant à la fois des orifices de sustentation pour écarter les objets de la plaque du transporteur et des fentes directionnelles pour propulser les objets le long de la plaque du transporteur, les orifices et les fentes étant disposés de façon à ce que le transporteur pneumatique ait une efficacité et un rendement améliorés. A cet effet, la présente invention fournit une plaque de transporteur comprenant des rangées discontinues longitudinales d'orifices de sustentation et des fentes directionnelles destinées à laisser passer l'air à partir d'une gaine disposée audessous de la plaque. Cela signifie que les ouvertures de chaque rangée sont réalisées pour fournir soit des jets d'air de sustentation, soit des jets d'air directionnels.En disposant les orifices de sustentation et les fentes directionnelles en rangées discontinues longitudinales, le long du transporteur, les jets d'air sortant des ouvertures de l'un ou l'autre type -orifices de sustentation ou fentes directionnelles- n'interfèrent ni ne se mélangent avec les jets d'air provenant de l'autre type d'ouverture. Ainsi, le jet d'air sortant de chaque ouverture est entièrement efficace dans la destination qui lui est affectée et î'on fournit un type d'écoulement efficace et nettement défini le long de la surface supérieure du transporteur. Dans un mode de réalisation normal de ceci, des rangées alternées d'orifices de sustentation et de fentes directionnelles, espacées transversalement, sont prévues. La présente invention a aussi une autre caractéristique, à savoir le fait que les jets d'air sortant des rangées d'orifices de sustentation et des fentes directionnelles peuvent être commandés indépendamment ; par ce moyen on obtient le rendement optimum dans la sustentation et la propulsion des objets le long du transporteur. Cela revient à dire que les forces de sustentation et de propulsion appliquées aux objets peuvent être commandées séparément, ainsi on optimalise le rendement des jets d'air sortant des orifices de sustentation et des fentes directionnelles. A cet effet, des gaines séparées peuvent être montées pour l'alimentation en air de chacun des deux types d'ouvertures, c'est-à-dire les orifices de sustentation et les fentes directionnelles.Dans une configuration de ceci, des soufflantes distinctes et commandées indépendamment et des canalisations d'air peuvent être prévues pour les gaines disposées en dessous des rangées respectives d'ouvertures et de fentes auquel cas les orifices de sustentation et les fentes directionnellcs possèdent des alimentations différentes d'air. Alternativement, l'air peut être envoyé aux gaines distinctes à partir d'une source commune et des clapets sont disposés aux entrées des gaines pour régler l'écoulement de l'air dans les gaines. En conséquence, le premier but de la présente invention est de fournir un transporteur pneumatique amélioré comprenant une nouvelle disposition d'orifices de sustentation et de fentes directionnelles, gracie auquel l'efficacité des jets d'air de sustentation et de propulsion sortant des orifices et des fentes est accrue. La présente invention a un autre but, celui de fournir un transporteur pneumatique amélioré possédant des jets d'air de sustentation et de propulsion qui donnent un type d'écoulement nettement défini au-dessus de la plaque du transporteur et qui n'interfèrent pas entre eux. La présente invention a un autre objectif, celui de fournir un transporteur pneumatique nouveau et amélioré, dans le quel les orifices de sustentation et les fentes directionnelles sont disposés en rangées discontinues s'étendant longitudinalement, ainsi par ce moyen, on obtient le rendement maximal dans l'utilisation de Jets d'air sortant de partout. la présente invention a encore un autre but, celui de fournir un transporteur pneumatique nouveau et amélioré où la commande indépendante des forces de propulsion et de sustentation agissant sur les objets transportés est prévue. les buts et les avantages nouveaux de la présente invention deviendront plus évidents en se référant, à la description qui suit, aux revendications et aux dessins annexés la figure 1 est une vue en perspective d'un transporteur pneumatique construit selon la présente invention la figure 2 est une vue partielle en perspective et à plus grande échelle du transporteur pneumatique de la figure 1 et illustre une forme de disposition des orifices de sustentation et des ventes directionnelles la figure 3 est analogue à la figure 2 et illustre une autre disposition des orifices de sustentation et des fentes directionnelles la figure 4 est une vue en perspective partielle et à plus grande échelle d'une fente directionnelle la figure 5 est une vue partielle, en plan, de cette dernière la figure 6 est une coupe longitudinale à plus grande échelle de la fente directionnelle illustrée figure 4 la figure 7 est une coupe partielle et à plus grande échelle de la plaque du transporteur montrant l'un des orifices de sustentation la figure 8 est une vue en perspective et en coupe, en partie éclatée, illustrant un autre aspect de la présente invention la figure 9 est une vue en plan partielle d'un autre mode de réalisation de la plaque du transporteur de la présente invention t et la figure 10 est une vue partielle en perspective d'un transporteur pneumatique employant la plaque du transporteur illustré figure 9. En se référant maintenant aux dessins, en particulier à la figure I, on voit représenté un transporteur pneumatique, généralement désigné par le numéro 10, comprenant une enveloppe allongée ou gaine (12) ayant un fond et des parois latérales (14 et 16 respectivement) et une plaque supérieure (18) au-dessus de laquelle les objets, désignés par 20, sont transportés dans le sens longitudinal. La plaque (18) est généralement horizontale et comprend une multitude d'ouvertures pour laisser passer l'air venant par en dessous, c'est-à-dire provenant de l'intérieur de l'enveloppe (12), vers la partie su périeure, les ouvertures étant réalisées soit sous forme d'orifices de sustentation (22), soit sous forme de fentes directionnelles.En conformité avec la présente invention, les ouvertures de la plaque (18) sont disposées en rangées longitudinales avec, dans chaque rangée, soit des orifices de sustentation (22), soit des fentes directionnelles (24). Par exemple, dans le mode de réalisation illustré figures 1 et 2, on a établi trois rangées discontinues longitudinales et espacés latéralement d'ouvertures, la rangée intermédiaire se composant uniquement de fentes directionnelles (24) flanquées de chaque côté de rangées extérieures se composant uniquement d'orifices de sustentation (22). Dans un mode de réalisation, illustré figure 3, la rangée intermédiaire d'ouvertures se compose uniquement d'orifices de sustentation (22) tandis que les rangées extérieures de chaque cSté de la rangée intermé- diaire se composent uniquement des fentes directionnelles (24). Une soufflerie (25) est prévue à l'une des extrémités de la gaine (12) pour fournir de l'air sous pression et traversant une section de transition (27) vers la gaine 12. Ainsi que le montre la figure 7, chaque orifice de sustentation (22) est de préférence circulaire et est réalisé pour laisser passer l'air partir du dessous de la plaque (18) ceTe vers le dessus de/dernière de telle manière que le jet d'air traversant l'ouverture ait une composante verticale de force prédominante. On obtient ainsi des forces de sustentation optimales, lorsque les jets d'air sortant des orifices de sustentation (22) frappent contre le dessous d'un objet (20) transporté le long de la plaque (18).En se référant aux figures 4 à 6 les fentes directionnelles (24) sont de préférence façonnées en incisant une portion de la plaque (18) à chaque emplacement de fente et en abaissant une portion (26), immédiatement adjacente en aval, de la plaque (18) ; par moyen la portion (26) abaissée est inclinée de bas en haut dans le sens aval et vers la plaque (18). La portion abaissée (26) forme un déflecteur pour diriger l'air traversant la fente constituée par le bord de la portion (26) abaissée et le bord de la portion horizontale adjacente de la plaque (18) dans une direction généralement horizontale le long de la plaque (18). Cela revient à dire que le jet d'air traversant chaque fente (24) possède une composante de force horizontale prédominante, lorsqu'il sort le long de la surface supérieure delta plaque (18). I1 existe, naturellement, une composante de force verticale relativement plus petite de ce jet d'air et sa force composante verticale accroît la force de sustentation fournie par les jets d'air sortant des orifices de sustentation (22). Avec la disposition du mode de réalisation précédent des ouvertures dans la plaque (18) du transporteur, on appréciera le fait que les jets d'air provenant des orifices de sustentation (22) n'interfèrent ni ne se ment aux jets d'air sortant des fentes directionnelles (24). Réciproquement, les jets d'air provenant des fentes directionnelles (24) en vertu de la disposition relative des ouvertures directionnelles et de sustentation en rangées discontinues n'interfèrent ni ne se mêlent aux jets d'air sortant des orifices de sustentation (22). Ainsi, les jets d'air sor-tant a' la fois des fentes direction nelles et des orifices de sustentation sont totalement efficaces dans la destination qui leur-est affectée et leur efficacité n'est pas diminuée par une quelconque interaction entre eux. En se référant maintenant à l'illustration de ceci figure 8, l'enveloppe 12 est subdivisée en plusieurs gaines (28a à 28c) par une paire de parois longitudinales (30) séparées l'unie de l'autre et entre les côtés (16). De cette façon on appréciera le fait qu'unie gaine distincte munit chaque rangée longitudinale d'ouvertures de même nature dans la plaque 18. Dans le mode de réalisation illustré figure 8, les gaines 28a et 28c sont en communication à l'une des extrémités du transporteur pneumatique (10) avec une soufflerie (32) qui fournit l'air par l'intermédiaire d'un conduit (34) commun aux entrées de chaque gaine (28 à 28c). Un clapet (36) monté de façon pivotante est disposé à ventrée de chacune des gaines (28a, 28b et 28c).Chaque clapet (36) comprend une plaque allongée (38) qui est montée de façon pivotante pour le mouvement autour d'un axe vertical entre une position empêchant le courant d'air d'entrer à partir du conduit d'alimentation (34) dans la gaine associée et une position entièrement ouverte dans laquelle la plaque (38) se place parallèlement à la gaine associée permettant ainsi le passage du courant d'air maximum dans la gaine associée à partir du conduit d'alimentation (34). L'orientation des clapets (36) peut tre commandée de l'extérieur du transporteur au moyen de manettes (40). En orientant les clapets (36), dans des positions pivotées prédéterminées, dans chaque gaine choisie, (28a à 28c), on appréciera le fait que la pression de l'air dans chaque gaine peut être réglée indépendamment de celle de l'air dans les autres gaines. En conséquence, la quantité d'air envoyée sur les orifices de sustentation (22) et sur les fentes directionnelles (24) de la plaque (18) est réglé indépendamment par le mouvement des clapets (36), auquel cas les composantes de sustentation et de propulsion des jets d'air sont réglées indépendamment. Dans une autre variante de ceci, qui précisément n'est pas illustrée, la soufflerie (32) peut alimenter en air les gaines (28a et 28c) se trouvant à l'extérieur par l'intermédiaire d'un conduit bifurqué. Dans ce mode de réalisation, l'extrémité opposée du transporteur est munie d'une autre soufflerie qui alimente en air la gaine centrale (28b) par l'intermédiaire d'un conduit central d'alimentation. Avec la disposition Qui précèdes on appréciera le fait que l'air est fourni aux gaines( 2da) et (28c) indépendamment de l'air four ni à la gaine ne centrale (28b).En conséquence, les forces de sustentation et de propulsion dans cette variante peuvent être commandées 5ndc-1pondarrient et choisies selon ce que les exigences co.mzanilenti En fonctionnement, on place sur la plaque (18), un objet à convoyer, par exemple la boite ou le carton (20). Les jets d'air traversant les orifices de sustentation (22) et possèdant la composante verticale prédominante de force de sustentation de concert avec la composante verticale des jets d'air sortant des fentes directionnelles (24), décollent l'objet (20) de la plaque (18) et le maintiennent dans une position soulevée au-dessus de la plaque (18).Les jets d'air sortant des fentes directionnelles (24) et ayant des composantes à prédominance horizontale d'écoulement dans le sens aval, frappent contre le dessous de l'objet (20) et le déplacent le long du transporteur 10, par exemple dans le sens de la flèche figure 1. Ainsi l'objet (20) est propulsé et est entièrement supporté par un coussin d'air entre sa surface inférieure et la surface supérieure de la plaque (18 > . En utilisant les différentes gaines et clapets ou des souffleries commandées indépendamment pour chaque gaine, pour alimenter en air de façon indépendante les orifices de sustentation et les fentes directionnelles dans le modèle illustré figure 8, on peut parvenir à contrôler plus largement et avec plus de précision le déplacement de l'objet (20) le long du transporteur. Afin de réaliser ce qui précède dans une application spéciale, on considère certains paramètres principaux de calcul relatifs aux forces nécessaires pour la sustentation et la propulsion et leur rapport avec la dimension et la disposition des orifices et des fontes. Le critère pour sustenter des objets et pour les propulser le long d'un transporteur pneunatique dépend de plusieurs variables n'ayant pas de rapport entre elles. ?ar exemple la force de sustentation provoquée par un jet d'air est fonction du poids et des caractéristiques dimensionnelles de ltobjet. La force nécessaire pour propulser l'objet le long du transporteur est, cependant, entre autres, fonction de la cadence désirée de transport et de la vitesse des objets transportés.En conséquence, les forces nécessaires pour sustenter et transporter des objets spécifiés sont d'abord déterminées et à partir de cela on détermine le nombre d'ouvertures et la pression d'air, pour obtenir de telles forces. On dé termine ensuite le type d'ouvertures correspondant aux pressions choisies permettant les forces de propulsion et de sustentation reauises. Après avoir fait ces calculs, on estime la vitesse réelle maxille des objets, établie sur les données du projet, si une telle vitesse ne dépasse pas la vitesse maximale que les objets peuvent supporter, on détermine finalement la dimension et l'orientation des ouvertures et des fentes. Pour des objets possédant des caractéristiques comprises dans une gamme détermine de caractéristiques, on dispose d'une plaque avec un type standard et répété, d'ouvertures percées dans toute la surface. Pour le transport d'objets se trouvant à l'extérieur de la gamme déterminée de caractéristiques, des séries d'ouvertures dans la plaque peuvent être fermées pour un rendement optimum perniettant ainsi l'emploi d'une plaque ayant un type standard d'ouvertures pour une gamme d'objets même plus lare. Des ouvertures particulières dans chaque série peuvent etre fermées aussi pour des fins similaires. Pour faciliter la réalisation, an peut fabriquer une plaque comprenant plusieurs séries d'un type standard d'ouvertures. Une plaque de cette sorte est représentée figures 9 et 10.Sur la figure 9, la plaque (50) comprend des séries de rangées longitudinales d'ouvertures espacées latéralement. Chaque série d'ouvertures peut comprendre par exemple, deux groupes d'orifices de sustentation (52), chaque groupe contenant quatre rangées longitudinales, espacées latéralement, d'orifices de sustentation (52), disposées sur les côtés opposés d'une seule rangée de fentes directionnelles (54) espacées longitudinalement.Les séries d'ouvertures sont répétées en travers de la plaque. La plaque standard (50) peut être coupe dans le sens de la longueur entre une ou plusieurs séries d'ouvertures pour avoir une plaque ayant des orifices dë sustentation et des fentes di rectionnelles suffisants pour l'objet particulier à transporter. Dans des conditions normales, une plaque de transporteur sera coipoe d'une simple série d'ouvertures, bien que des séries supplémentaires puissent titre prévues simplement en entaillant dans la plaque (50) une bande pour y adjoindre une ou plusieurs séries supplémentaires selon les besoins.Voici un exemple précis : on peut réaliser une plaque (50) standard, de 1,219 ri. de lare, coeaportant huit séries d'ouvertures, les orifices de sustentation ayant un diamètre de 2,38 mm situés sur les axes longitudinal et transversal à 9,5-2 mm les uns des autres. Les fentes directionnelles (54) peuvent autre espacées de 19,05 mm les unes des autres longitudinalement et être situées sur l'axe longitudinal de telle manière que les orifices de sustentation se trouvent placés symétriquement de chaque c8té des fentes (54). Un intervalle de 42,80'mu entre les axes des orifices voisins de sustentation (52) des séries adjacentes d'ouvertures sépare les séries d'ouvertures les unes des autres dans le sens transversal. Pour une application particulière et comme représentée figure 10, une plaque (50a) comportant une simple série d'ouvertures et réalisée à partir d'une plaque (50) standard de fabricant, peut être disposée sur une section (56) en forme de canal avec des rebords (58) repliés vers l'intérieur stéten- dant longitudinalement le long des aretes de la section (56) du canal, le canal formant ainsi avec la plaque (50) une gaine (60). Pour optirnaliser les- forces agissant sur un objet parti- culier transporté, on appréciera le àit que les rebords (58) peuvent être repliés plus ou moins loin vers l'intérieur, en tenant compte de l'objet partieulier à transporter, pour fermer ou laisser ouvertes un nombre prédéterminé d'ouvertures sur les côtés de la plaque (50). Sur la figure 10, on repré- sente la rangée extrême d'orifices de sustentation (52) recouverts en dessous par les rebords (58) repliés vers l'intérieur. Ainsi, on peut obtenir le rendement optimal pour la sustentation et la propulsion d'objets déterminés, dans une application particulière, en utilisant vsn type standard d'ouvertures dans le plan du transporteur. L'invention peut être appliquée sous d'autres formes sans sortir de l'esprit ni des caractéristiques de cette dernière. Les présentes applications sont par conséquent à considérer, sous tous les rapports,- corinie illustraQives et non restrictives. REVERDICA1IONS 1.- Pièce allongée fortement rigide s'étendant dans un plan généralement horizontal, caractérisée en ce qu'elle forme une section d'un transporteur pneumatique dans lequel des objets solides sont transportés longitudinalement dans une seule direction par des jets d'air, et comprend plusieurs ouvertures pour transmettre l'air de la face inférieure à la face supérieure de ladite pièce, et espacées longitudinalement et latéralement les unes des autres pour former au moins 3 rangées longitudinales espacées latéralement, un premier groupe d'ouvertures étant conçu pour diriger les jets d'air ayant des composantes d'écoulement surtout perpendiculaires à ladite pièce pour impartir une force de sustentation aux objets transporté-s, un-deuxième groupe d'ouvertures étant conçu pour diriger les jets d'air ayant des composantes d'écoulement surtout parallèles à ladite pièce et pour impartir une force de propulsion aux objets dans ladite direction, chacune de ces 3 rangées consiste uniquement en l'un desdits premier et second groupes d'ouvertures, une rangée contenant l'un desdits premier et second groupes d'ouvertures étant placée entre une paire de rangées contenant l'autre desdits premier et second groupes d'ouvertures. 2.- Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que la rangée comprenant ledit premier groupe d'ouvertures est située entre deux rangées comprenant ledit second groupe d'ouvertures. 3.- Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que la rangée comprenant ledit second groupe d'ouvertures est située entre deux rangées comprenant ledit premier groupe d'ouvertures. 4.- Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que les rangées comprenant les différents groupes d'ouvertures se trouvent toutes proches les unes des autres. 5.- Transporteur pneumatique pour sustenter et déplacer des corps solides longitudinalenent dans une seule direction au moyen de jets d'air, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque allongée généralement horizontale, ladite plaque comprenant plusieurs ouvertures la traversant pour laisser passer l'air de la partie inférieure à la partie supérieure de ladite plaque, un prelilier groupe d'ouvertures étant réalisé de manière à diriger des jets d'air ayant des composantes d'écoulement surtout perpendiculaires audit plan pour communiquer une force de sustentation aux objets traiisportés par le transporteur, un second groupe d'ouvertures étant réalisé de manière à diriger des jets d'air ayant des composantes d'écoulement surtout parallèles à ladite unique direction pour communiquer une force de prc.ulsion aux objets dans ladite unique direction et les noyens pour alimenter en air lesdits premier et second groupes d'ouvertures indépendemment les uns des autres pour la comde sélective des forces de sustentation et de propulsion fourrier par les jets d'air traversant lesdites ouvertures. 6.- Transporteur pneumatique à action sustentatrice selon la revendication 5, caractérisé en ce que les ouvertures sont espacées longitudinalement et latéralement les unes des autres pour former au oins trois rangées ongitudinales d'ouvertures espacées latéralement, chacune des trois rangées se composant de l'un desdits premier et second groupes d'ouvertures, une rangée comprenant l'un desdits remiser et second groupes d'ouvertures étant située entre deux rangées de l'autre desdits premier et second groupes d'ouvertures. 7.- Transporteur pneumatique à action sustentatrice selon la revendication 6, caractérisé en ce que la rangée co- prenant ledit premier groupe d'ouvertures est située entre deux rangées comprenant ledit second groupe d'ouvertures. 8.- Transporteur pneumatique à action sustentatrice selon la revendication 6, caractérisé en ce que la rangée com- prenant ledit second groupe d'ouvertures est située entre deux rangées comprenant ledit premier groupe d'ouvertures. 9.- 'l'ransporteur pneumatique à action sustentatrice selon la revendication o, caractérisé en ce que les rangées com- prenant les différents groupes d'ouvertures se trouvent toutes proches les unes ces autres. 10.- Transporteur pneumatique à action sustentatrice selon la revendicatior S, caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation comprennent une gaine séparée pour chacun desdits premier et second groupes d'ouvertures. 11.- Tansporter pneumatique a action sustentatrice selon la revendication 10, caractrisé en ce que lesdits moyens d'alimentation comprennent deux sources d'air sous z)ression, l'uns des dites sources d'air se trouvant en conçu nication avec la gaine associée audit premier groupe d'ouvertures, l'autre desdites sources d'air se trouvant en communication avec au moins l'une des gaines associées au second groupe d'ouvertures. 12.- Transporteur pneuratique à action-sustentatrice selon 11 rvcrdfflcatlon 10, caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation comprennent une source d'air commune auxdites gaines, et des moye-ns pour régler indépendamment la pression de l'air dans lesdites gaines. 13.- Transporteur pneumatique à action sustentatrice selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites ouvertures sont espacées longitudinalement et latéralement les unes des autres pour former au moins trois séries d'ouvertures espacées latéralement, les séries d'ouvertures se trouvant sur les cotés de la série intermédiaire d'ouvertures, chacune com et prenant plusieurs rangées longitudinales/e s pacées latéralement, d'ouvertures dudit premier groupe, la série intermédiaire d'ouvertures comprenant au moins une rangée longitudinale d'ouvertures dudit second groupe.