Brevet FR2223283A1 — publié le 19741025

La présente invention se rapporte à la manutention de produits en particules au moyen de gaz sous pression, par exemple de l'air comprimé. Elle a essentiellement pour but de créer des appareils de manutention pneumatique qui soient simples, robustes et efficaces, tout en étant peu sensibles à l'érosion et peu encombrants, et qui permettent de traiter des produits en vrac de granulométrie très étendue pouvant atteindre par exemple 10 millimètres de diamètre moyen, en ce qui concerne les plus gros. A cet effet, selon l'invention, un appareil de manutention pneumatique comporte un dispositif d'aspiration dont l'élément générateur de dépression est formé par au moins une trompe. La trompe, utilisée ainsi, présente l'avantage d'être peu sensible à l'érosion, par rapport à une machine d'aspiration tournante, d'une part du fait de l'absence de pièces mobiles et d'autre part parce que ltn peut réaliser les zones les plus exposées en matériaux spécialement résistants. Elle offre une grande souplesse d'adaptation soit aux conditions particulières d'un réseau d'air comprimé, soit à des capacités d'aspiration différentes (débit, longueur du circuit, nature du produit, par exemple). Selon l'invention, en outre, un appareil de manutention pneumatique peut comporter un dispositif permettant de classer des produits qui sortent de son orifice, en plusieurs catégories selon les dimensions des particules dont ce produit est composé. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut tre réalisée. La figure 1 est une vue en élévation d'un aspirateur pneumatique conforme à l'invention. La figure 2 est une vue schématique de l'aspirateur, en coupe verticale partielle. La figure 5 est une vue de l'arrière et la figure 4 une vue de dessus dudit aspirateur. La figure 5 est une vue en perspective d'une variante de dispositif suceur. La figure 6 est une vue analogue à la figure 1 d'un aspirateur pneumatique équipé d'un cyclone et d'un filtre auxiliaire. La figure 7 est une vue en coupe d'une vanne pneumatique et la figure 8 une vue en élévation d'un aspirateur dont l'exutoire est équipé dlun réservoir auxiliaire associé à des vannes de ce genre. ta figure 9 est une vue schématique illustrant le fonctionnement automatique de l'appareil de la figure 8. La figure 10 est un schéma du distributeur de la figure 9. La figure i1 est une vue schématique d'une variante d'aspirateur comportant un dispositif de transport alimenté par le refoulement de la trompe. La figure 12 est une vue partielle d'une autre variante comportant un détecteur de niveau. La figure 15 est une vue en coupe d'un classificateur de particules qui peut tre combiné à l'aspirateur. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 1 à 4, un aspirateur pneumatique comporte une buse d'aspiration ou suceur 1 queue tuyauterie souple 2 relie à un réservoir 3 contenant le dispositif d'aspiration et destiné à emmagasiner le produit aspiré. La buse d'aspiration que l'on a représentée sur la figure 2 est agencée pour fonctionner même si son extrémité libre est enfoncée dans la matière à aspirer. A cet effet, elle comporte un manchon externe 4 qui entoure avec Jeu le corps 5 de la buse et se termine par un rebord rentrant 6 qui ménage avec l'extrémité évasée du corps 5 une fente annulaire de passage pour de l'air extérieur aspiré entre le corps et le manchon à ltextrémité 7 de celui-ci la plus proche de la tuyauterie 2. La buse est reliée à ladite tuyauterie par un joint à rotule 8, un ou plusieurs autres joints à rotule 9 reliant la tuyauterie à un raccord branché sur la tubulure d'aspiration 10 du réservoir 5. Cette tubulure se termine, dans le réservoir par un diffuseur servant à ralentir l'air et situé sous une chicane 12 évitant 1' envol des fines particules de produit aspiré. Au-dessus de la chicane 12 est disposée une trompe 13 qui aspire dans le réservoir et refoule dans l'atmosphère. Le diffuseur de la trompe sort du réservoir par une tubulure latérale 14 munie d'un couvercle annulaire 15 (figure 2). La buse motrice 16 de la trompe est alimentée en air comprimé par une conduite 17 commandée par une vanne 18 et terminée par un raccord 19 permettant de la relier à une source convenable d'air comprimé (figure 5). Un vacuomètre et un manomètre permettent de surveiller le fonctionnement de l'appareil. Le réservoir 9 est muni d'un couvercle 20 étanche retenu par des attaches 21 (figure 1). Il se termine, à sa sortie inférieure, par une trémie tronconique 22 équipée d'une trappe de vidange 23. Cette trémie est montée sur trois jambes 24,mAnies de roulettes 25 pivotantes permettant un déplacement facile de l'appareil. Ce dernier est muni à cet effet de poignées 26, que ton voit bien sur la figure 4. Le fonctionnement de l'appareil est très simple et très sûr : l'air comprimé envoyé dans la trompe 13 produit un effet d'aspiration dans la tuyauterie 2 et le suceur 1. La buse 1 peut commodément être enfoncée dans le produit à aspirer, puisque le courant d'air induit entre le corps 5 et le manchon 4 assure l'entratnement dudit produit. Lorsqu'il s'agit plutAot de nettoyer des surfaces, on peut utiliser une buse 27 évasée en queue de carpe, comme celle que montre la figure 5. A titre d'esemple, on peut signaler qu'un appareil en tale d'acier pesant 220 kilogrammes, haut de 2 mètres, ayant un diamètre de 1 > 15 mètre au niveau des roulettes et une capacité de stockage d'environ 200 litres, aspire des produits dont les grains ont une grosseur comprise entre 10 millimètres et 200-microns. Dans le cas de sable, cet appareil a pu aspirer 5 tonnes à l'heure avec 25 mètres de tuyauterie dont 10 mètres en position verticale. Il a consommé à la minute 5 mètres cubes normaux d'air comprimé sous 5 à 6 bars.Cet air était fourni par un compresseur de 50 C.v, Dans la variante de la figure 6, qui est plus particulièrement destinée à la manutention de particules très fines, la tubulure d'aspiration 10 de l'appareil est raccordée tangentiellement à un petit cyclone 30 disposé dans un prolongement supérieur du réservoir 5. Ce cyclone se poursuit jusqu au dessous de l'espace dans lequel est installée la trompe, cet espace étant séparé de la capacité de stockage par une cloison 31 que traverse la tubulure de sortie 52 du cyclone. Si, malgré l'utilisation du cyclone, des particules de produit étaient refoulées à l'extérieur par la trompe, on pourrait relier le diffuseur de celle-ci, par une conduite 33, à un filtre auxiliaire 34 permettant de récupérer les reliquats du produit aspiré. Dans les modes de réalisation qui viennent d'etre décrits, le fonctionnement de l'appareil est intermittant car, lorsque le réservoir 3 est plein, il faut arrêter la pompe et vidanger. Les figures 7 et 8 sont relatives à une variante qui permet la vidange du réservoir sans interruption du fonctionnement de la trompe. A cet effet, la trémie 22 est raccordée à une vanne pneumatique 40 dont on peut voir le détail sur la figure 7. Cette vanne comporte un corps tubulaire renflé à sa partie centrale et muni à ses extrémités de brides de raccordement. Le corps est doublé intérieurement d'une membrane élastique cylindrique 41 fixée avec étanchéité à ses extrémités. Une tubulure latérale 42 est prévue dans la partie renflée du corps. En envoyant de l'air comprimé par cette tubulaire, on provoque une constriction de la membrane qui ferme la vanne. A la vanne 40 succède un réservoir auxiliaire 45 puis une autre vanne 44 analogue à la vanne 40. On ouvre et on ferme alternativement les deux vannes pour faire passer le produit aspiré dans le réservoir auxiliaire puis vider celui-ci. Selon les figures 9 et 10, un distributeur 45 est raccordé d'une part par une conduite 46 à la tubulure latérale 42 de la vanne 40 et à un robinet 47 à commande pneumatique installé sur une conduite 48 aboutissant au réservoir auxiliaire 43 et, d'autre part, par une conduite 49 à la vanne 44 et-à un robinet 50 à commande pneumatique installé sur une conduite 51 qui relie le réservoir 3 et le réservoir 4). Le distributeur 45 que montre la figure 10 comporte un équipage oscillant 52 agencé de façon à raccorder la conduite 46 à la source d'air comprimé et la conduite 49 à l'atmosphère lorsqutil occupe la position de droite en traits pleins et, inversement à raccorder la conduite 46 à l'atmosphère et la conduite 49 à la source d' air comprimé lorsqu'il occupe la position de gauche, en pointillés. Il fonctionne automatiquement, son cEté gauche étant relié avec interposition d'une capacité de retard 53 et d'un dispositif de laminage 54 à la conduite 49, tandis que son côté droit est relié, avec interposition d'une capacité de retard 55 et d'un dispositif de laminage 56 à la conduite 46.Les capacités 53 et 55 et les dispositifs de laminage servent à déterminer la période de fonctionnement du distributeur 45. Ce distributeur envoie alternativement l'air comprimé dans les conduites 46 et 49 qu'il met aussi alternativement à l'atmosphère. Lorsque la conduite 46 est sous pression et la conduite 49 reliée à l'atmosphère, la vanne 40 est fermée et le robinet 47 est ouvert, tandis que la vanne 44 est ouverte et le robinet 50 fermé. Deux solutions sont possibles Selon la première, la conduite 48 aboutit à l'atmosphère et l'ouverture du robinet 47 relie donc le réservoir 43 à l'atmosphère. Le produit s'écoule par gravité à travers la vanne 44, ouverte Suivant la seconde solution, la conduite 48 est reliée à une source d'air comprimé. Dans ces conditions le produit est refoulé par la vanne 44 ce qui permet de le transporter à distance vers la benne d'uneamion, un réservoir, une sableuse etc... . Avantageusement une capacité de retard 57 (en traits mixtes sur la figure 9) est prévue pour assurer la mise sous pression du réservoir 43 avant l'ouverture de la vanne 44. Dans les deux solutions, lorsque c'est la conduite 46 qui est reliée à l'atmosphère et la conduite 49 qui est sous pression, la vanne 40 est ouverte et le robinet 47 fermé, tandis que la vanne 44 est fermée et le robinet 50 ouvert. Les réservoirs 5 et 43 communiquent et le réservoir 43 peut se remplir. Dans la variante de la figure 11, le refoulement du produit aspire est assuré, durant les périodes d'ouvertu re de la vanne 44,au au moyen d'une conduite 58 raccordée à la tubulu- re de sortie de la trompe 13 (non représentée) et à la tubulure latérale 14. La conduite 58 aboutit, tangentiellement, à un cyclone 59 qui assure la séparation de l'air moteur et de la matière aspi rée 60 que l'on peut recueillir dans un réceptacle 61. Un tel cyclone peut être utilisé aussi dans la seconde solution précitée, c'est-à-dire lorsque la conduite 48 est reliée à une source de fluide sous pression. La figure 12 montre un réservoir 3, qui est équipé d'un détecteur de niveau composé d'un tube 62 coudé dont l'ouverture évasée est dirigée vers le bas et d'une petite tubulure 63 aboutissant tous deux à l'extérieur. La tubulure 63 est placée plus haut que l'ouverture du tube 62. La tubulure 63 et l'ouverture du tube 62.sont res pectivement reliées aux canaux de commande d'un élément lorsque 64 fluide alimenté en air comprimé et dont la sortie non préfdren- tielle 65 est reliée à un distributeur 66 bistable qui commande l'alimentation en air comprimé de la buse motrice 16 de la trompe 13. Tant que les deux canaux de commande de l'élément logique 64 sont à la même pression, c'est-à-dire tant que le niveau 67 de la matière n'a pas atteint l'ouverture du tube 62, ledit élément débite à l'atmosphère et le distributeur 66 assure l'arrivée de l'air comprimé à la trompe. Au contraire, lorsque le niveau 67 atteint l'ouver- ture du tube 62 et l'obstrue, seule la tubulaire 63 est soumise à la dépression régnant dans le réservoir 3. L'élément logique 64 envoie, alors, l'air comprimé par sa sortie 65 au distributeur 66 dont l'équipage mobile est ainsi relié à l'atmosphère > ce qui interrompt l'alimentation en air comprimé de la trompe 13 et arrête le fonctionnement de l'apparei Un dispositif de réarmement 68 permet de ramener le distributeur 66 en position d'alimentation en vue de la remise en marche de l'appareil après vidange du réservoir 3. Selon la figure 13 le conduit de sortie 70 d'un appareil de manutention pneumatique est équipé d'un dispositif classificateur de particules comportant une buse déflectrice 71 alimentée au moyen d'un gaz sous pression tel que de l'air comprimé grace à une tubulure 72. La buse comporte une première partie divergente située dans le conduit 70 puis, extérieurement à ce conduit, une seconde partie cylindrique percée de multiples trous latéraux 73 et obturée par un fond 74.On sait que, lorsqu'une particule animée d'une vitesse déterminée traverse un courant d'air transversal elle est soumise à une force d'inertie qui s' oppose à son déplacement et qui est proportionnelle à la masse de la particule, c'est-à-dire au cube de son diamètre moyen et à une force de frottement de ltair-sur ladite particule, qui tend à ltentraSner mais est sensiblement proportionnelle au carré de ce diamètre. De ce fait, lorsque le diamètre des particules diminue, les forces d'inertie diminuent beaucoup plus vite que les forces de frottement et le déplacement transversal de la particule est d'autant plus grand que la particule est plus fine. Dans le dispositif de la figure 13, les particules qui arrivent par le conduit 70, soit par gravité, soit entraînées par un gaz porteur, traversent le courant d'air annulaire qui s'échappe horizontalement de la buse déflectrice 71. Les particules les plus grosses sont relativement peu défléchies par ce courant d'air et elles tombent dans un réceptacle central 75 disposé sous la buse et dont le diamètre est un peu plus grand que celui de celle-ci. Elles sont évacuées par la tubulure 76 dudit réceptacle. Le réceptacle 75 est entouré d'un second réceptacle 77 de diamètre un peu plus grand que le sien et dont il traverse le fond avec étanchéité. Le réceptacle 77 recueille des par-A ticules plus fines qui sont évacuées par la tubulure 78. Un troisième réceptacle 79, de plus grand diamètre encore et dont le fond est traversé avec étanchéité par les tubulures de sortie 76 et 78 des deux autres réceptacles permet de recueillir des particules plus fines encore, qui sont évacuées par la tubulure 80. La distance séparant les réceptacles de l'extrémité libre du conduit 70 est avantageusement d'autant plus petite que le diamètre des réceptacles est plus grand. D'autres réceptacles pourraient être prévus St il fallait~classer le produit en davantage de catégories. La présente invention peut être utilisée pour la-manutention de toutes matières en particules suffisamment fines pour pouvoir être aspirées. Parmi les applications qu'elle peut recevoir, on peut citer la récupération d'abrasifs dans des conditions d'accès difficile telles que celles qu'on peut rencontrer dans les chantiers navals et les en treprises de peinture industrielle, le nettoyage, les travaux publics, les mines et carrières, les fonderies, le déchargement ou la fin du déchargement de navires, camions, wagons etc.... Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. R E Y E N D I C A T I O N S 1.- Appareil pneumatique de manutention de produits en particules fonctionnant par aspiration, caractérisé en ce qu'il comporte : un réservoir muni d'une tubulure d'aspiration reliée à un dispositif suceur, au moins une trompe aspirant dans ce réservoir et refoulant hors de celui-ci > et des moyens pour séparer le produit aspiré de l'air qui a servi à son introduction dans le réservoir. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif suceur comporte un corps dont ltextrémité extérieure est évasée et qui est entouré d'un manchon dont l'extrémité extérieure, retournée, ménage une fente d'aspiration d'air induit avec l'extrémité évasée du corps. 5. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif suceur a une forme en queue de carpe. 4.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de séparation comportent une chicane interposée entre orifice d'aspiration de la trompe et un diffuseur prévu à la sortie de la tubulure d'aspiration. 5.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de séparation comportent un cyclone dont l'orifice de sortie des solides débouche dans un compartiment séparé de celui qui contient la trompe. 6.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la tubulure de refoulement de la trompe est équipée d'un filtre destiné à récupérer les produits qui ont échappé aux moyens de séparation. 7.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,~caractérisé en ce que le réservoir est raccordé par une vanne à un réservoir auxiliaire lui-m8me muni d'une vanne à son orifice de sortie, ce qui permet un travail en continu. 8.- Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les vannes sont à commande pneumatique. 9.- Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les vannes comportent un corps tubulaire renflé à sa partie médiane et doublé d'une membrane souple tubulaire, une tubulure permettant d'envoyer un fluide entre le corps et la membrane pour fermer la vanne. 10.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 8et 9 > caractérisé en ce que les vannes sont commandées par un distributeur permettant de les relier à une source d'air comprimé ou à l t atmosphère, la conduite associée à la vanne qui relie le réservoir au réservoir auxiliaire commandant un robinet permettant d'ouvrir un conduit partant du réservoir auxiliaire lorsque ladite vanne est fermée et inversement, tandis que la conduite associée à la vanne de sortie du réservoir auxiliaire commande un autre robinet permettant de mettre en communication le réservoir et le réservoir auxiliaire quand ladite vanne est fermée et, inversement, d'isoler le réservoir du réservoir auxiliaire lorsque ladite vanne est ouverte. 11.- Appareil selon la revendication 10 caractérisé en ce que le distributeur comporte un équipage mobile relié de deux côtés opposés respectivement aux conduites allant vers les deux vannes par l'intermédiaire d'une capacité retarpatrice et d'un dispositif de laminage. 12.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 10 et t1, caractérisé en ce que le conduit partant du réservoir auxiliaire aboutit à 1'atmosphère. 13.- Appareil selon ltune quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que le conduit partant du réservoir auxiliaire aboutit à une source d'air comprimé en vue d'assurer le transport du produite une capacité retardatrice étant prévue sur la conduite menant à la vanne de sortie du réservoir auxiliaire, afin que la pression puisse s'établir dans ledit réservoir avant l'ouverture de ladite vanne de sortie. 14.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que le refoulement de la trompe est utilisé pour transporter le produit à sa sortie du réservoir auxiliaire. 15.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 13 et 14, caractérisé en ce qu'un cyclone est prévu pour séparer le produit du courant d'air ayant servi à son transport. 16.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le réservoir comporte un détecteur de niveau agencé de façon à arrêter la trompe lorsque le niveau atteint une valeur donnée. 17. - Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que le détecteur de niveau commande un distributeur d'air comprimé par l'intermédiaire d'un élément logique dont les canaux de commande sont reliés au réservoir. 18.- Appareil pneumatique de manutention de produits en particules comportant un orifice d'écoulement du produit, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour créer à l'aval dudit orifice et transversalement par rapport à celui-ci, un flux gazeux destiné à dévier les particules de produits, des réceptacles étant prévus pour recueillir, à des distances différentes de orifice, des particules de dimensions différentes. 19.- Appareil selon la revendication 18, caractérisé en ce que la direction d'écoulement du produit par l'orifice est sensiblement verticale, le flux gazeux étant créé par un manchon coaxial à l'orifice et soufflant le gaz horizontalement en toutes directions, les réceptacles étant également coaxiaux à l'orifice. 20.- Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce que chacun des réceptacles comporte une tubulure de sortie qui traverse le fond du ou des réceptacles dont le diamètre est supérieur au sien.