Brevet FR2156148A1 — publié le 19730525

La présente invention a pour objet un procédé pour le battage de céréales ou d'une matière analogue, au moyen de battes tournant dans un carter, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Ce dispositif comporte au moins un arbre monté suivant l'axe longitudinal du carter et supportant des battes dont l'orientation est essentiellement radiale. Dans un ébarbeur connu comportant un arbre disposé verticalement suivant l'axe longitudinal du carter, la matière est introduite dans le carter à partir du bas, au moyen d'un dispositif d'amenée qui est par exemple un transporteur à vis, et remplit le carter au cours de l'ébarbage jusqu'à un niveau déterminé par la présence d'un dispositif de décharge. Un tel dispositif a comme inconvénients que, d'une part la vidange ne peut évidemment pas être totale, et que d'autre part l'introduction vers le haut de la matière exige une puissance élevée pour le moteur, et ce pour un faible débit, et contribue à une forte usure, en particulier dans le dispositif d'amenée. On connait également des ébarbeurs, ou dispositifs analogues, comportant un arbre horizontal ; dans ce cas la matière est brassée par les battes qui frappent ou écrasent une grande partie des grains, entre leur extrémité et la paroi du carter, de sorte que beaucoup de grains sont brisés. Dans les appareils usuels de reprise après battage, ces incon véniels sont d'autant plus graves que, selon la tendance actuelle vers une concentration croissante du traitement des céréales, en particulier sous la forme de postes de stockage centralisés, une grande importance est attribuée aux travaux de reprise ; il est tout à fait irrationnel d'accroître la fonction de la moissonneusebattèuse, à savoir une collecte rapide et totale du grain, par un travail supplémentaire de nettoyage de la récolte. En particulier dans les régions humides on cherche de plus en plus à séparer ce travail de nettoyage, pour accélérer les opérations de récolte sur le champ, de l'opération de collecte du grain. Ceci peut en particulier conduire à une amélioration appréciable du rendement du battage ou à une utilisation accrue de moissonneuses-batteuses légères à haut rendement. Le but de l'invention est de proposer un procédé et un dispositif du type mentionné précédemment, grâce auxquels les inconvénients signalés peuvent être supprimés ; il convient, même pour de gros débits et pour des matières de nature variable et en vue d'une production optimale, d'obtenir un grain sans défaut c'est-àdire intact. On se propose en outre de maintenir ce dispositif à l'abri de l'usure, dans la plus large mesure possible, ainsi que d'assurer d'une part une conduite favorable du travail de battage proprement dit, et d'autre part une grande sécurité dans la manutention. Pour la solution de ce problème le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que la matière qui est introduite dans le carter sous forme d'un courant continu passe, sous l'effet de la gravité, à travers les zones balayées par les battes qui créent au sein du courant une turbulence favorable au traitement de la matière, et en ce que le débit de la matière, entraînée par la gravité et par le mouvement des battes, etXou le niveau de la matière sont commandés par un dispositif de réglage prévu à la sortie du carter. La gravité est utilisée, conjointement avec la turbulence créée par les outils de traitement, aussi bien pour le dégagement des grains que pour leur entrainement ; un réglage judicieusement conduit du débit de sortie détermine dans la chambre de traitement une accumulation de céréales de courte durée qui est nécessaire pour le nettoyage du grain. Par cette retenue de la matière on obtient comme avantage important une action de frottement sans chocs entre les battes et les céréales qui offrent une résistance due à leur inertie, c'est-à-dire un effet qui jusqu'à présent n'a pas encore utilisé dans le traitement des céréales et qui apporte ici un profit économique appréciable. Suivant l'invention il peut être souhaitable que la matière traitée et entrainée par la gravité et par le mouvement des battes soit déchargée dans une chambre secondaire de traitement, ou dans une enceinte analogue, et subisse dans cette chambre un traitement secondaire et puisse être élevée par l'effet de la pression dynamique de l'écoulement jusqu'à un dispositif de sortie disposé à une certaine distance du fond du carter. Cette circulation suivant un trajet en forme d' U, qui est également possible dans une chambre unique, s'établit en fonction du niveau de l'orifice de sortie au-dessus du fond de carter. Du fait qui suivant ce procédé il est possible de traiter facilement de grands débits, on obtient outre des résultats favorables d'un point de vue qualitatif un rendement quantitatif élevé. L'élimination de l'effet de choc déjà mentionné ménage en outre d'une façon substantielle l'ensemble du dispositif utilisé pour la mise en oeuvre du procédé décrit. Ce dispositif comportant un ou plusieurs arbres montés approximativement suivant l'axe longitudinal du carter et supportant les battes dont l'orientation est essentiellement radiale est avantageusement pourvu, dans la zone du couvercle du carter, au-dessus de l'arbre, d'au moins une ouverture d'admission pour l'introduction de la matière suivant une direction à peu près parallèle à l'arbre et, dans la zone du fond du carter, un orifice de sortie qui peut être obturé d'une façon au moins partiellement réglable. Dans ce dispositif l'arbre peut être orienté à peu près verticalement, l'ouverture d'admission et l'orifice de sortie étant disposés de part et d'autre de l'arbre, pour produire un trajet d'écoulement ou de descente vertical-diagonal qui est le plus favorable possible. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'arbre fait avec l'horizontale un angle qui est de préférence de 450 et le carter a, au moins dans la zone de la paroi orientée vers le fond et pourvue de l'orifice de sortie, une section semi-circulaire le rayon de cette partie semi-circulaire correspond à peu près à la longueur des battes de telle sorte que ces dernières puissent balayer la totalité de la chambre de travail. Cette disposition faverise la fluidité de la matière et permet un réglage meilleur de la durée de séjour dans la chambre de traitement. Cette fluidité de la matière en mouvement est utilisée de façon particulièrement avantageuse lorsque la matière peut déboucher dans un dispositif de battage secondaire disposé à un niveau plus bas, à la suite du dispositif principal. Le dispositif secondaire peut être prévu tout entier au-dessous du dispositif principal, mais il peut toutefois être disposé parallèlement à ce dernier, de telle sorte que qui la matière/s'y trouve puisse être refoulée vers le haut sous l'effet de la circulation, à la manière de vases communicants. Le dispositif est ainsi caractérisé par deux carters disposés l'un à la suite de l'autre, parmi lesquels celui qui est situé le plus haut est pourvu de l'ouverture d'admission tandis que celui qui est le plus bas comporte l'orifice ou les orifices de sortie. Dans le cas ou il y a seulement deux carters disposés l'un à la suite de l'autre, les deux fonds de carter peuvent, suivant l'invention, se trouver dans un même plan oblique à une certaine distance duquel le ou les orifices de sortie sont disposés sur la paroi longitudinale la plus proche du fond. Suivant l'intensité du traitement désirée ou suivant la durée souhaitée, on dégage un orifice de sortie situé en un point bas, ou un orifice situé plus haut. Il est également conforme à l'invention de prévoir l'orifice de sortie sur la paroi longitudinale orientée vers le haut du carter oblique, orifice par lequel la matière est refoulée vers le haut sur le fond du carter, ici encore sous l'effet de la fluidité de la matière et de la gravité. Cet orifice de sortie peut, par exemple, déboucher dans un dispositif de battage auxiliaire ou bien dans la chambre de travail d'un séparateur à air. Le procédé suivant l'invention peut également être appliqué dans une machine à battre, ou machine analogue, ayant deux compartiments délimités par une paroi centrale et comportant chacun un arbre horizontal ; l'un des compartiments est pourvu de l'ouverture d'admission tandis que l'autre est pourvu de l'orifice de sortie, dans la zone du couvercle. Entre les deux compartiments est disposé, dans une ouverture de la paroi centrale, un autre arbre dont les battes décrivent une trajectoire circulaire qui est au moins tangente à la trajectoire correspondante des battes des arbres montés dans les compartiments respectifs.La matière s'écoule à travers les compartiments en suivant un trajet en forme d'U ; pour permettre une vidange intégrale des compartiments il peut être prévu au pied de ce parcours en forme d'U, c'est-à-dire sur le fond, un clapet de nettoyage ou dispositif analogue. Suivant l'invention on peut utiliser des clapets de réglage, dont la position peut être déterminée manuellement, ou bien est asservie à la charge de l'entraînement ; dans ce dernier cas la réaction du couple d'entrainement d'un moteur électrique porté par le carter pour l'entraînement de l'arbre ou des arbres, agit sur un accumulateur de force qui est par exemple un ressort hélicoidal, la fraction de la réaction du moteur qui n'est pas absorbée par la tension du ressort étant transmise à une tringle d'actionnement, ou organe analogue, agissant sur le ou les clapets, qui, en fonction de la grandeur de la force s'exerçant sur eux, subissent un mouvement angulaire gui les éloigne de l'orifice de sortie ou qui les applique sur lui. L'asservissement à la charge d'entraînement peut également être utilisé pour le réglage en hauteur des tiroirs précédemment mentionnés, ou pour une action sur d'autres dispositifs entraînés, de sortie ou de transfert, par exemple de transporteurs à vis, de distributeurs-doseurs, de transporteurs à chaine ou à tapis. D'autres particularités de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en référence au dessin dans lequel La Fig. I représente en coupe un dispositif de battage à arbre oblique comportant un dispositif de réglage à clapet La Fig. 2 représente deux dispositifs situés l'un à la suite de l'autre, dans lesquels le niveau peut être déterminé à volonté La Fig. 3 représente un dispositif de battage à arbre vertical comportant un réglage de sortie qui peut être déterminé en fonction de la charge de l'entraînement;; La Fig. 4 est une vue en plan avec coupe partielle du dispositif de battage suivant la Fig. 3 La Fig. 5 représente schématiquement un dispositif de battage à arbre oblique comportant une chambre de traitement secondaire La Fig. 6 est une vue en plan avec arrachement partiel du dispositif de battage suivant la fig. 5 La Fig. 7 est une vue en coupe verticale d'un autre mode d'exécution de dispositif de battage comportant plusieurs arbres horizontaux La Fig. 8 est une vue en coupe longitudinale du dispositif de la Fig. 7, suivant la flèche i de cette figure. Le dispositif de battage R comporte un carter I dont la paroi périphérique 2 fait avec l'horizontale H un angle v d'environ 450 etèst fermée vers le haut par un couvercle 3 ; uneouverture d'admission 5 est formée dans ce couvercle à l'extrémité d'une tubulure 4. Dans la zone de l'axe M du carter f est monté un arbre 6 qui lui est coaxial ; cet arbre prend appui à l'une de ses extrémités 7 dans un palier 80 porté par le couvercle et traverse, par son extrémité IO correspondant à l'entraînement et munie d'une poulie 9, un palier de butée 8u prévu dans le fond II du carter 1. Sur l'arbre 6 sont engagées des bagues I2 espacées axialement d'une distance a, qui comportent chacune deux battes I3 dont la longueur radiale c correspond à peu près au triple de la distance a. Les battes I3 d'une bague-support I2 sont décalées de 900 par rapport aux battes des bagues I2 adjacentes. Sur le dessus du fond II se trouve une roue I5 de brassage comportant des pales I4, qui s'étend sur toute la largeur libre d du carter I. Le fond II est prolongé par la surface de glissement 40 d'une goulotte de sortie 41, dont la hauteur e est à peu près égale à la longueur c des battes I3. Dans la goulotte de sortie 4I est monté un clapet de réglage 44 articulé autour d'un axe 43 et qui peut se déplacer angulairement entre la partie de la périphérie 2a du carter qui est adjacente au fond, et la surface de glissement 40. Ce clapet obture complètement l'orifice de sortie I6 du carter I par rapport à l'embouchure 42 de la goulotte 41 lorsqu'il se trouve en position fermée. Ce clapet de réglage 44 est solidarisé, au moyen d'une bague d'articulation 45, avec un bras de levier 46 qui fait saillie par rapport à la goulotte de sortie 41, fait un angle u d'environ I400 avec le clapet et se termine par un contrepoids 47 ; ce dernier peut régler l'inclinaison du clapet 44, lorsque le débit est faible, tandis que pour un débit élevé l'inclinaison du clapet 44 est déterminée par une action manuelle. La matière traiter, à savoir des céréales, est introduite suivant la direction i à travers la tubulure d'admission 4 et, lorsque l'orifice de sortie I6 du carter SI: est fermé, elle remplit dans une large mesure l'espace J formé à l'intérieur du carter. Lors de la rotation de l'arbre 6 ét des battes I3 qui en sont solidaires, il se produit entre ces dernières et la matiere qui glisse vers le bas en suivant un trajet grossièrement hélicoidal autour de l'axe M, une action de frottement qui peut être influencée par le choix de la forme des battes et, corrélativement, du trajet décrit par le grain. Le fait que les céréales en circulation se comportent à la ma nière d'un liquide est mis à profit en particulier dans le mode d 'exé- cution suivant la Fig. 2 ; à la chambre de travail J de l'ébarbeur R est raccordée, dans la zone de l'orifice de sortie I6, au moyen d'une bride 50, la chambre intérieure JI située à un niveau plus bas, d'un dispositif de battage secondaire RI dont l'orifice de sortie principal I7 est situé approximativement au voisinage de l'horizontale HI passant par le bord inférieur de l'orifice de sortie I6 de l'ébarbeur R. Suivant l'intensité souhaitée du traitement, la matière peut également s'échapper par l'ouverture de sortie I8 adjacente au fond, ou bien, après fermeture des orifices de sortie I6, I7, au moyen des clapets de réglage 44,5Ipar un orifice I9 situé sur le bord de la goulotte 41 qui, dans cet exemple, a une forme coudée. La Fig. 3 représente un ébarbeur dont la sortie est commandée en fonction de la charge d'entrainement ; sur le fond II L fixé, par l'intermédiaire d'une couronne de billes 53 et au moyen de brides 54,55, un moteur A dont l'arbre d'entraînement 56 est monté coaxialement sur l'extrémité libre de l'arbre 6 par l'intermédiaire d'un accouplement 57. Un ressort 60, qui s'étend entre le moteur A et un organe de tension 59 fixé sur un support 58 solidaire du fond II, est soumis, sous l'effet de la réaction de couple du moteur, à une tension telle que la fraction de la réaction qui n'est pas absor-bée par la tension du ressort agit sur le clapet de réglage 44, par l'intermédiaire d'une tringle de liaison 61, d'une articulation 62 ainsi que d'un axe 63 monté dans des charnons 64, et règle de façon pendulaire le débit en fonction directe de la charge. Dans le mode d'exécution du dispositif de battage suivant la Fig. 5 l'ébarbeur R fait partie d'un caisson ou carter cubique G. Le couvercle 71 de ce carter comporte, outre la tubulure 4 qui se prolonge sous forme d'un conduit de remplissage 72, une tubulure 73 pour le raccordement d'un séparateur à air non représenté. L'ouverture d'admission 5, ainsi que l'ouverture de sortie 75 prévue dans la partie la plus basse 0 du carter, peuvent être obturées par des tiroirs 74 représentés schématiquement. Lorsque l'ouverture de sortie ou de vidage 75 est fermée,la ma tière qui est introduite suivant la direction i peut traverser dans le sens de la flèche x l'ouverture de sortie I6 orientée vers le haut, qui est formée dans la paroi 2 éloignée du fond, et parvenir o dans une chambre d'accumulation S se trouvant au-dessus d'un prolongement du fond II qui constitue un fond intermédiaire 76. A partir de cette zone la matière est déchargée, éventuellement après avoir étysoumise à l'action du séparateur à air, sur la surface de glissement 80 d'un canal latéral 81, après avoir franchi l'arête 77 du tiroir de réglage 78 d'une ouverture 79, et elle parvient ainsi dans la sortie 82 (flèche z). Les fig. 7 et 8 représentent un mode d'exécution avantageux lorsqu'il s'agit de débits importants. Dans cet exemple, plusieurs arbres horizontaux et parallèles 6 sont disposés de part et d'autre d'une paroi centrale 83 qui partage la chambre de travail J en deux compartiments. Les trajactoires a des battes fixées sur les arbres 6 se recoupent dans la direction de circulation i.La matière décrit un arc autour de la paroi centrale 83 pour atteindre l'orifice de sortie 79 dont la distance E par rapport au fond du carter peut être modifiée au moyen du tiroir 78. Le fond du carter forme lui-même un clapet de décharge 84, en direction duquel le carter I prend une forme convergente grâce aux deux parois inclinées 85. L'axe d'articulation du clapet de décharge 84 est désigné par 86. RSENDICATIONS 1 - Procédé pour battre des céréales, ou une matière analogue, au moyen de battes tournant dans un carter, caractérisé en ce que la matière qui est introduite dans le carter en formant un courant, passe sous l'effet de la gravité à travers les zones balayées par les battes qui créent au sein du courant une turbulence favorable au traitement de la matière, et en ce que le débit de la matière, traitée et entravée par la gravité et par le mouvement des battes , et/ou son niveau sont commandés par un dispositif de réglage prévu à la sortie du carter. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière, traitée et entraînée par la gravité et par le mouvement des battes, subit un traitement secondaire dans une chambre, ou enceinte: analogue, disposée à la suite et est élevée par l'effet de la pression dynamique due à l'écoulement jusqu'à un dispositif de sortie disposé à une certaine distance du fond du carter. 3 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, comportant un ou plusieurs arbres montés à peu près suivant l'axe longitudinal du carter et supportant les battes, dont ltorientation est essentiellement radiale, caractérisé en ce qu il est prévu dans la zone du couvercle (3) du carter, au-dessus de l'arbre (6), au moins une ouverture d'admission (5) ou élément analogue, pour l'introduction de la matière suivant une direction à peu près parallèle à l'arbre, ainsi que dans la zone du fond (11) du carter un orifice de sortie (16) qui peut être obturé d'une façon au moins partiellement réglable. 4 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'arbre (6) est orienté à peu près verticalement, l'ouverture d'admission (5) et l'orifice de sortie (16) étant disposés de part et d'autre de l'arbre. 5 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'arbre (6) fait un angle (v) avec l'horizontale (H) et le carter (l) du dispositif (R) a au moins dans la zone de la paroi (28)orientée vers le fond et qui est pourvue de l'orifice de sortie (16), une section semi-circulaire dont le rayon correspond au moins à la longueur (c) des battes (13). 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'angle (v) que fait avec l'horizontale l'arbre (6) est d'environ 45". 7 - Dispositif suivant l'u;le dcs relendicatiolls 5 et o, caractérisé par deux dispositifs (R, R1) disposés l'un à la suite de l'autre, pari lesquels au moins celui qui est situé le plus haut est pourvu de l'ouverture d'admission (5) tandis que celui qui est situé le plus b?s comporte l'ouverture de sortie (16). 8 - Dispositif suivant la revendication 7, casractérisé en ce que les arbres (6) des dispositifs (R, R1) sont inclines et parallèles. 9 - Dispositif suivant l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les fonds de carter (11) des dispositifs (R, R1) sont dans un mêrne plan et la paroi longitudinale (2a) orientée vers le fond du dispositif situé le plus bas, est pourvue d'orifices de sortie (17, 19) prévus à une certaine distance du fond. 10 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'arbre (6) fait un angle (v) par rapport à l'horizontale (H) et le carter (1) du dispositif (R) est, au moins dans la paroi longitudinale (2o) orientée vers le haut, pourvu de l'orifice de sortie situé dans la zone du fond de carter (il). 11 - Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que, à la suite de l'orifice de sortie (16) prévu dans le paroi longitudinale(20) orientée vers le haut du carter (1), est formée une chambre (S) de traitement secondaire qui comporte une issue (79) disposée au-dessus de l'orifice de sortie, sur la paroi du boltier située à l'opposé. 12 - Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la chambre de traitement secondaire (S) est reliée à un dispositif séparateur à air. 15 - Dispositif suivant l'une des revendications 3 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs arbres (6) à peu près parallèles, les trajectoires circulaires (k ) des battes étant au moins tangents les unes aux autres. 14 - Dispositif suivant les revendications 3 et 13, caractérisé en ce que le carter (1) du dispositif (R2) comporte deux compartiments délimités par une paroi médiane (83), qui reçoivent chacun au moins un arbre horizontal (6), et il est prévu dens la zone du couvercle (3) une ouverture d'admission (5) dans l'un des compartiments et un orifice de sortie dans l'autre comparti,.ent. 15 - Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé par un arbre (6 monté au-dessous de la paroi centrale (8)) entre les deux compartiments, la trajectoire circulaire (a) de l'extré- mité des battes montées sur cet arbre étant au moins tangente à la trajectoire correspondante des b:ttes des arbres montés dan les compartiments respectifs. 16- Dispositif suivant l'ume des revendication @ à @@, caractérisé en ce cue la instance (p séparant 1e orifices de sortie (75,79) du fond de carter il ettou 1er section libre peuvent être modifiées au moyen de tiroirs (74,77). 17 - Dispositif suivant l'une des revendications 5 à 15, caractérisé en ce que le débit de matière peut êtreréglé dans la zone de l'orifice ou des orifices de sortie (1,17,18) au moyen de clapets (44,51). 18- - Dispositif suivant la revendication 1S, caractérisé en ce que le réglage des clapets (44,51), ou des organes analogues, est obtenu au moyen d'un accumulateur de force (60) en fonction de la charge motrice prélevée sur l'arbre d'entraînement, î1accumula- teur de force étant constitué par un ressort (60; qui peut être mis en tension par la réaction, cu une caractéristique analogue, d'un moteur électrique (A) relié à l'arbre (6), et au moyen duquel un dispositif d'actionnement (61 à 64) du ou des clapets (44,51) peut être déclenché.