Brevet FR2173664A1 — publié le 19731012

La présente invention concerne un système d'aiguillage sans élément mécanique mobile de conduite. Sans entrer dans des détails inutiles à la présente invention, on rappellera brièvement que, dans les installations de tubes pneumatiques permettant de faire communiquer entre eux tous des - ies postes alune lnstallatlon, qui peuvent être a la fois/postes expéditeurs et des postes récepteurs, au moyen de cartouches circulant dans le réseau constitué d'au moins une ligne principale à laquelle se raccordent des branchements particuliers successifs aboutissant aux différents postes, l'un des problèmes essentiels à résoudre réside en la structure des points de jonction entre la ligne principale et les branchements particuliers. On a tout d'abord utilisé dans ces points de jonction des aiguillages mécaniques constitués par des éléments de conduite mobiles pouvant prendre en général deux positions distinctes permettant d'établir sélectivement un passage pour les cartouches, soit entre deux tronçons de la ligne principale, soit entre celle-ci et un branchement particulier. La réalisation des commandes des aiguillages nécessaires pour les divers parcours imposait un système complexe et onéreux de télécommandes. Dans le but de simplifier ce dernier système,on on a alors tenté de réaliser les aiguillages sans éléments de conduite mobiles aux points de jonction des branchements -particuliers et de la ligne principale, le parcours désiré étant obtenu automatiquement par la simple application de pressions pneumatiques aux extrémités de la ligne principale en combinaison avec la commande de vannes d'étanchéité dans les divers branchements particuliers. Suivant cette technique, chaque jonction entre la ligne principale et un branchement particulier est constituée comme une bifurcation entre un parcours direct suivant la ligne princigale et un parcours dévié de cette dernière au branchement. - - - - - r - - -- - - - -- - .étant re'affsé -- -- - -T- l'obtention d'un parcours dévié/ sans déplacement d'un élément de conduite, par simple création de deux flux de fluide en opposition partant des deux extrémités de la conduite principale et capables de se diriger vers le branchement récepteur dont la sortie de fluide est alors ouverte. L'expérience prouve que si le parcours d'une cartouche d'un poste émetteur jusqu'à la ligne principale ne pose aucun problème puisqu'il est assuré par une aspiration à l'une des extrémi tés de cette ligne, il en est tout différemment, en fin de parcours, lorsque ladite cartouche doit pénétrer dans le branchement particulier du poste récepteur. Il s'avère en effet que très fréquemment la cartouche : ou bien reste en équilibre à cheval sur l'entrée du branchement sous l'action combinée des deux poussées antagonistes qui s'équilibrent dans la ligne principale et plaquent la cartouche en s'échappant dans le branchement; ou bien se coince à l'entrée dudit branchement sous l'action combinée desdites poussées. Il en résulte une fiabilité douteuse dans l'exploitation des installations mettant en oeuvre la technique précitée. La présente invention concerne un système d'aiguillage sans élément de conduite mobile perfectionné, qui obvie totalement aux inconvénients présentés par les aiguillages de ce type actuellement connus et permet de mettre en exploitation des installations de tubes pneumatiques qui soient parfaitement fiables. Le système d'aiguillage conforme à l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend : un premier élément tubulaire rectiligne se raccordant à une conduite à parcours direct; un second élément tubulaire rectiligne dont le plan de symétrie horizontal se confond avec celui du premier élément, l'extrémité libre de ce deuxième élément se raccordant à une conduite à parcours dévié; et une chambre annexe latérale se raccordant de fa çon étanche, tant au premier qu'au deuxième élément tubulaire qui a pour effet de créer un déséquilibre dans l'écoulement des fluides antagonistes autour de la cartouche qui a été amenée par ces derniers dans le premier élément tubulaire et, par suite, de faire pénétrer ladite cartouche dans la chambre latérale annexe et, de là, dans la conduite à parcours dévié. D'autres caractéristiques, avantages et particularités de la présente invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-après, en référence aux dessins annexés représentant, schématiquement et simplement à titre d'exemple nullement limitatif, diverses formes de réalisation possibles de ladite invention. Sur ces dessins - les figures 1 et 2 sont deux schémas explicatifs montrant les deux positions dans lesquelles une cartouche s'immobilise fréquemment dans un aiguillage sans élément de conduite mobile actuellement connu, ce qui rend ce dernier d'une fiabilité douteuse en exploitation - les figures 3, 4 et 5 sont des vues représentant, respectivement en plan et en bout, un aiguillage sans élément de conduite mobile à trois voies conforme à la présente invention qui obvie aux inconvénients des systèmes actuellement connus - la figure 6 est une vue schématique représentant en plan comment il est possible de réaliser un aiguillage sans élément de conduite mobile à quatre voies, en montant tête-beche deux aiguillages à trois voies tel que celui représenté sur les figures 3, 4 et 5 - les figures 7 et 8 sont deux schémas explicatifs analogues à ceux des figures 1 et 2, montrant comment un aiguillage à trois voies conforme à l'invention ne présente ni l'une ni l'autre des deux positions d'immobilisation du système classique; - les figures 9, 10, Il et 12 sont des schémas explicatifs montrant le fonctionnement d'un aiguillage à quatre voies conforme à 11 invention dans différents cas d'utilisation possibles et - la figure 13 est un schéma d'ensemble représentant la manière dont il est possible de combiner un certain nombre d'aiguillages à trois et quatre voies conformes à l'invention pour réaliser un maillage en antennes. On a vu dans le préambule que les aiguillages sans élément de conduite mobile actuellement connus avaient l'inconvénient de présenter, en cours de fonctionnement, deux risques d'immobilisation de la cartouche lorsque cette dernière devait effectuer un parcours nécessitant le passage de la ligne principale à un branchement particulier. On se reportera tout d'abord à la figure 1 sur laquelle on a représenté schématiquement une jonction sans élément de conduite mobile du type actuellement connu. Sur cette figure, 1 designe la ligne principale sur laquelle viennent se raccorder le nombre voulu de branchements particuliers, tel que 2, menant aux postes expéditeurs-récepteurs, étant à noter que les pointes 3 des aiguillages ainsi réalisés sont toutes dirigées dans le même sens. On rappellera, par ailleurs, que l'une des extrémités de la ligne principale comporte deux machineries (non représentées) comprenant une machinerie de vide destinée à appliquer une aspiration et une machinerie de pression tandis que l'autre extrémité de cette même ligne principale comporte une machinerie (non représentée) ne fonctionnant qu'en pression. On voit que si, après avoir ouvert la vanne correspondant au poste récepteur situé en extrémité du branchement 2, on soumet la cartouche 4, se trouvant dans la ligne principale 1, par exemple du coté droit de cette dernière, à l'action de deux forces antagonistes équivalentes F1 et F2 dues aux débits d'air délivrés par les machineries de pression placées aux deux extré- mités de la ligne principale, la cartouche 4 va bien être dirigée automatiquement vers l'embouchure 2A du branchement 2.Mais les deux forces Fi et F2 étant égales, la cartouche 4, au lieu d'incurver sa traåectoire vers l'entrée du branchement 2 va avoir tendance à se mettre dans la position d'équilibre représentée sur la figure 1, à cheval sur l'embouchure 2À. Les deux courants d'air vont alors s'échapper dans le branchement 2 et donner naissance à une force de dépression F3 qui va avoir pour effet d'appliquer la cartouche 4 contre l'embouchure SA et de l'y maintenir. La cartouche 4 n'obturant plus la canalisation principale 1, il devient pratiquement impossible de la déloger de sa position d'équilibre en agissant sur le rapport entre les forces F1 et F2. Si, pour obvier à cet inconvénient, on applique au départ sur la cartouche 4 des forces F1 et F2 différentes, on a tendance à obtenir pour la cartouche la position de coincement représentée sur la figure 2. Comme dans le cas précédent la force F3 renforce l'application de la cartouche contre l'embouchure du branchement 2/ encore, il est pratiquement impossible de la déloger de sa position de coincement en agissant sur le rapport entre les forces F1 et F2. L'aiguillage sans élément de conduite mobile conforme à l'invention permet, par sa structure mebme, d'éliminer totalement les inconvénients présentés par les aiguillages de ce type ac tuellementconnus que l'on vient de rappeler ci-dessus. Conformément à l'invention, l'aiguillage (voir figures 3, 4 et 5) est constitué - d'un élément tubulaire rectiligne 1 comportant à ses extrémités des emmanchements 1A et 1 qui permettent de le raccor der à la ligne principale de l'installation (non représentée) sans qu'il y ait de décrochement entre les deux - d'un élément tubulaire rectiligne 2, dont le plan de symétrie PP1 se confond avec celui de l'élément 1 et dont l'axe de symétrie longitudinal XX1 fait avec l'axe de symétrie longitudinal YY1 de l'élément 1 un angle 8 très aigu, par exemple de l'ordre de 10 à 150, grâce à quoi la pointe 3 de l'aiguillage affecte une forme très effilée.L'extrémité libre de l'élément 2 comporte un emmanchement 2B qui permet de le raccorder à un branchement particulier (non représenté) de l'installation - d'une chambre annexe latérale étanche désignée par la référence générale 5 qui se raccorde tant à l'élément 1 qu'à l'élément 2, dont la génératrice contenue dans le plan de symétrie PP1 est parallèle à celle de l'élément 1 et dont la longueur est déterminée de façon que l'intervalle L compris entre l'extrémité de la pointe 3 et la paroi 5A de la chambre sensiblement orthogonale à l'axe longitudinal YYt de l'élément 1 à laquelle elle se raccorde, est très légèrement supérieur à la longueur hors-tout des cartouches circulant dans l'installation. La hauteur H de la chambre est égale au diamètre des éléments 1 et 2 de façon que la cartouche qui circule longitudinalement dans les canalisations puisse, comme on le verra en détail plus loin, se déplacer transversalement à l'intérieur de ladite chambre. Enfin, la largeur K de la chambre est déterminée de façon qu'une cartouche une fois introduite dans la chambre puisse encore recevoir une poussée longitudinale du-courant d'air provenant de la canalisation principale et pénétrant par le raccordement 1 il est important de noter qu'en cours de fonctionnement l'aiguillage doit eAtre placé de façon que son plan de symétrie PP1 soit disposé dans le plan le plus approprié, Par ailleurs, l'aiguillage conforme à l'invention, grâce à sa structure même que l'on vient de définir ci-dessus, présente l'avantage de pouvoir être utilisé, soit comme une jonction à trois voies en n'en employant qu'un seul ensemble, comme celui représenté sur la figure 3, soit comme une jonction à quatre voies en employant deux ensembles, comme cela est schématisé sur la figure 6. On voit, sur cette dernière figure, qu'il suffit d'emmancher les deux éléments tete-beche, c'est-à-dire la sortie 1B de l'élément 1, avec la sortie 1B de l'élément 1II, pour obtenir un ensemble composite à quatre voies désignées respectivement par les références : I, dont l'embouchure est la sortie 1A de l'élément li ; II, dont l'embouchure est la sortie 2B de l'élé- ment 111 ; III, dont l'embouchure est la sortie 1A de 1'élément 7II : et IV, dont l'embouchure est la sortie 213 de l'élément 1I. On se réfèrera maintenant aux figures 7 et 8 qui schématisent un aiguillage à trois voies conforme à la présente invention pour montrer que, contrairement à ce qui se passe dans un aiguillage sans élément de conduite mobile classique, la cartouche 4 ne peut ni rester en équilibre au-dessus de l'embou- chure 2A (figure 7) ni se coincer en regard de cette embouchure (figure 8). Conformément à l'invention, ceci est obtenu en créant automatiquement à l'intérieur de l'aiguillage une condition de déséquilibre dans laquelle F1 et F2 sont les forces de pression appliquées de part et d'autre de la cartouche 4 dans la canalisation principale et Xmg le coefficient de frottement de la cartouche contre la paroi des canalisations. Cette condition de déséquilibre est obtenue, pour une masse donnée de cartouche, d'une part, en ayant un débit d'air Q2 supérieur au débit Q1 ; d'autre part, grâce à la forme meme de l'aiguillage et de sa chambre annexe 5. Si on se réfère à la figure 7, on voit que, comme dans le cas d'une aiguille classique, la cartouche 4, sous l'action combinée des débits d'air Q2 et Q1 et de l'échappement Q3, est amenée dans la position centrale de l'élément 1 de l'aiguillage. La longueur L de l'ouverture latérale de la chambre 5 étant très légèrement supérieure à la longueur L-e de la cartouche, il apparat immédiatement que la fuite d'air du c8té du fond de la chambre 5 est supérieure à la fuite d'air du côté de la pointe 3 de l'aiguillage. Il en résulte que la poussée F1 due à Q1 est inférieure à la poussée F2 due à Q2 et que se trouve ainsi créée la condition de déséquilibre rappelée précédemment. Par ailleurs, les forces F1 et F2 et la dépression F3 vont attirer la cartouche 4 dans la chambre 5 et, de là, dans la canalisation 2. Si l'on se reporte maintenant à la figure 8, on voit que si la cartouche 4 vient à occuper la position inclinée qui est représentée sur la figure, elle ne peut plus se coincer contre l'embouchure 2A7 comme dans le cas classique de la figure 1, puisque la condition de déséquilibre F2 > F1 + Kmg est appliquée grâce à la diminution importante de la poussée Fi due au débit 9 dont la fuite est importante alors que la poussée F2 due au débit Q2 est conservée presque intégralement. Dès l'instant où la cartouche 4 dépasse la pointe 3, elle est aspirée dans la chambre 5 et, de là, dans la canalisation 2. Bien entendu, pour extraire une cartouche d'un branchement particulier, 2 par exemple, on fonctionne en de-pression dans la canalisation principale et le fonctionnement ne pose aucun problème. Par ailleurs, que la cartouche 4 pénètre dans l'aiguillage par l'entrée 1Á ou 13 pour se rendre dans le branchement 2, le fonctionnement est identique et parfaitement fiable et ce, contrairement au fonctionnement à fiabilité douteuse du système classique. On va maintenant décrire, en se référant aux figures 9 à 12, le fonctionnement d'un aiguillage à quatre voies conforme à l'invention dans différentes éventualités possibles. Si l'on prend tout d'abord le cas où l'on veut faire passer la cartouche 4 de la voie I à la voie II, on insuffle dans les canalisations I, III et IV des débits d'air respectifs Q1' Q3 et Q4 qui se combinent pour donner un débit de sortie QT' à la voie Il, qui est égal à la somme des trois premiers. Les débits sont schématisés par les flèches. La cartouche 4 va tout d'abord atteindre dans l'aiguillage 11 la position qui est schématisée sur la figure 9. Les débits % et Q4 étant dans le même sens, la cartouche 4 va subir une force F1 qui va l'introduire directement dans l'élément 111 sans qu'elle pénètre dans la chambre latérale 5 de l'élément Iî. Lorsque la cartouche 4 a pénétré dans l'élément 111 (voir figure 10), on se retrouve dans une situation analogue à l'une ou l'autre de celle des figures 7 et 8. La cartouche 4 se trouve soumise à une force résultante F2, due à l'action combinée des débits Q1 et Q4, d'une part, et Q3, d'autre part, qui la pousse latéralement dans la chambre 5 et, de là, dans la canalisation II. Une cartouche (voir figure 11) devant emprunter, soit le parcours I-III, soit le parcours III-I, ne rencontre aucune difficulté puisque dans les deux cas tous les débits convergent et centrent automatiquement la cartouche. Le fonctionnement est assuré et parfaitement stable. Dans le sens I-III, les débits Q1, Q2 et Q4 s'additionnent et le débit de sortie 9 en III est égal à leur somme. Dans le sens III-I, ce sont les débits Q'2' Q'3 et Q'4 qui s'additionnent pour donner le débit de sortie Q'? en I. Sur la figure 12, on a représenté le schéma de fonctionnement dans le cas où la cartouche 4 doit passer de la voie I à la voie IV. On se retrouve pratiquement dans une situation très analogue à celle des figures 7 et 8 pour un aiguillage trois voies à la seule différence Près au'en ltoccurence le débit opposé au de sortie débit Q1 est égal à la somme des débits Q2 et Q3 et que le débit/ est égal à la somme des débits d'entrée Q1' Q2 et Q3. Pour ne pas surcharger inutilement la description, on ne décrira pas le fonctionnement des autres parcours possibles d'une cartouche à l'intérieur d'un aiguillage à quatre voies conforme à l'invention, étant donné que l'on retrouve toujours le même processus de fonctionnement parfaitement fiable. Sur la figure 13, on a schématisé comment il était possible de réaliser dans une installation de tubes pneumatiques un système de maillage à antennes en appliquant uniquement des aiguillages sans éléments de conduite mobiles tant à trois voies qu'à quatre voies, conformes à l'invention. Sur ce schéma, on a désigné : par P la ligne principale par M les machineries pression-dépression ; par V les vannes à volet ; par A1, A2, A3 les trois antennes ; par a3 les aiguillages à- trois voies ; par a4 les aiguillages à quatre voies ; et par b les branchements particuliers. Sans entrer dans les détails qui ne feraient que reprendre les explications fournies précédemment au sujet du fonctionnement des aiguillages trois voies et quatre voies conformes à l'invention, il apparatt immédiatement à la lecture de la figure 13 que dans un tel montage la cartouche à expédier d'un poste à un autre n'a besoin que de la seule libération des deux lignes d'antennes concernées ainsi que des deux aiguillages à quatre voies correspondants, ce qui fait que le trafic est optimal. Il y a lieu de noter, par ailleurs, que le matériel supplémentaire est d'un aiguillage à trois voies et d'une vanne à volet par groupe de trois lignes d'antennes. Il est bien évident que,d'une manière générale et suivant les besoins, d'autres montages pourraient être utilisés, mais l'expérience prouve que si l'on veut réaliser un trafic optimal on en reviendra toujours à un maillage à antennes du genre de celui schématisé sur la figure 13. Il est bien entendu, par ailleurs, que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter des équivalences dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de ladite invention, lequel est défini dans les revendications qui suivent. REVENDICA?IONS 1. Système d'aiguillage entre conduites à parcours directs et conduites à parcours déviés d'une installation de tubes pneumatiques pour le transport de cartouches, du type dans lequel la déviation d'une cartouche est assurée par l'action conjointe de deux flux de fluide antagonistes et sans intervention d'aucun élément de conduite mobile, ledit système d'aiguillage étant caractérisé par le fait qu'il comprend : un premier élément tubulaire rectiligne se raccordant à ses deux extrémités à une conduite à parcours direct; un second élément tubulaire rectiligne dont le plan de symétrie horizontal se confond avec celui du premier élément et dont l'axe de symétrie longitudinal fait un angle très aigu avec celui du premier élément, l'extrémité libre de ce deuxième élément se raccordant à une conduite à parcours dévié; et une chambre annexe latérale se raccordant de façon étanche, tant au premier qu'au deuxième élément tubulaire , qui a pour effet de créer un déséquilibre dans l'écoulement des fluides antagonistes autour de la cartouche qui a été amenée par ces derniers dans le premier élément tubulaire et, par suite, de faire pénétrer ladite cartouche dans la chambre latérale annexe et, de là, dans la conduite à parcours dévié dont la sortie de fluide est ouverte. 2. Système d'aiguillage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la chambre annexe latérale, d'une part, communique avec le premier élément tubulaire par une ouverture de hauteur égale à celle du diamètre des conduites et de longueur glus grande très légèrement supérieure à la longueur hors-tout de la/cartouche circulant dans l'aiguillage, d'autre part, a une largeur telle que lorsqu'une cartouche est introduite dans ladite chambre ladite cartouche puisse encore recevoir une poussée longitudinale du flux de fluide pénétrant dans l'aiguillage par l'en- trée de la conduite à parcours direct qui est opposée à la pointe de l'aiguillage formé entre la deuxième entrée de l'élément tubulaire à parcours direct et celle du second élément tubulaire à parcours dévié. 3. Système d'aiguillage selon l'une quelconque des revendications i ou 2, caractérisé par le fait qu'à chaque jonction devant être réalisée entre une conduite principale de l'installation de tubes pneumatiques et un branchement particulier desser vant, soit une ligne d'antenne, soit un poste expéditeur-récepteur, on branche le premier élément tubulaire sur la canalisation principale et le second élément tubulaire sur le branchement particulier de façon que le plan de symétrie commun aux deux éléments tubulaires soit disposé dans -le plan le plus approprié , grace à quoi chaque jonction constitue un déviateur à trois voies que l'on fait fonctionner en dépression si l'on veut faire passer une cartouche d'un branchement particulier vers la conduite principale et, au contraire, au moyen de deux flux de fluide antagonistes lorsque l'on veut faire passer une cartouche de la conduite principale dans un branchement particulier dont la sortie de fluide est alors ouverte. 4. Système d'aiguillage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'à chaque jonction devant être réalisée entre une conduite principale ou une ligne d'antenne et trois lignes d'antenne, on branche tete-beche entre eux les deux premiers éléments tubulaires de deux aiguillages, tandis qu'on branche les autres entrées des premiers éléments tubulaires et les entrées des deux seconds éléments tubulaires de l'ensemble à la ligne principale et/ou les lignes d'antenne de façon que le plan de symétrie commun aux deux éléments tubulaires des deux aiguillages soit disposé dans un plan sensiblement horizontal, grâce à quoi chaque jonction constitue un déviateur à quatre voies que l'on fait fonctiànner au moyen de trois flux de fluide concourant dans l'ensemble des deux aiguillages et faisant passer la cartouche de la ligne principale ou de 1' antenne dont elle provient dans l'antenne ou la ligne principale dont la sortie de fluide est alors ouverte.