Brevet FR2306127A1 — publié le 19761029

La présente invention est relative à une machine pour le conditionnement sous vide, en continu, de matériaux de faible granulo métrie en vrac et en grande masse dans des poches en matériau souple. On sait qu'un tel conditionnement se déroule généralement dans une enjointe étanche dans laquelle ont introduit la poche à remplir avant d'y établir le vide; la poche, généralement solidement maintenue afin de ne pas s affaisser, est ensuite remplie en matériau à conditionner, un vibrage de la poche assurant le tassement de ce matériau à l'intérieur, puis scellée sous vide avant d'être sortie de l'enceinte. Une telle machine présente l'inconvénient de ne pas autoriser de cadences de production élevés dans la me sure où elle ne traite qu'unie poche à la fois et où le temps nécessaire à ce traitement correspond à la somme des temps élémentaires des différentes opérations le constituant, c est-à-dire le temps de mise en place de la poche dans la machine, le temps de son remplissage, de son scellage, etc ... Ainsi, le temps séparant la sortie de deux poches pleines consécutives hors de la machine est égal à la somme de ces temps élémentaires. De plus, l'introduction d'une poche vide dans la machine ou la sortie d'une poche scellée nécessite une mise à l'air libre de ltensemble de 1! enceinte de conditionnement, qui présente un volu- me important; rétablir ensuite le vide dans ce volume nécessite un temps important, et représente une dépense d'énergie non négligeable. L'un des buts de l'invention est par conséquent de proposer une muselle machine de conditionnement sous vide qui permette l'ob- tention d'une cadence élevée, un autre but de l'invention étant de réduire la dépense d'énergie nécessaire au traitement d'une poche. La machine selon l'invention comportant une enceinte dans laquelle la poche subit les diverses phases de son traitement non plus à poste fixe mais dans des modules successifs dont chacun correspond à l'une de ces phases,la cadence de production peut être considérablement augmentée, puisque le temps séparant deux sorties consécutives de poches pleines et sellées peut être ramené à la durée de la phase la plus longue du traitement, plusieurs poches subissant simultànément une phase différente de leur traitement bans demodules différents.L'entree des poches dans ia machine et leur sortie s'effec tuant de préférence par l'intermédiaire de de sas susceptibles d'être mis alternativement en communication avec l'intérieur de l'enceinte et avec l'extérieur et dont le volume intérieur peut être ramené pratiquement au volume extérieur d'une poche, le maintien du vide à l'intérieur de l'enceinte de conditionnement nécessite une dépense d' énergie moindre que dans le cas de la machine connue, puisque seuls sont à mettre sous vide, lors des entrées et des sorties de poches, les sas correspondants; ces sas présentent un volume bien inférieur à celui de enceinte de conditionnement de la machine actuellement connue, qui renferme en plus de la poche tous les organes nécessaires à son traitement.Le temps nécessaire à cette mise sous vide des sas est également inférieur au temps nécessaire au rétablissement du vide dans l'enceinte de conditionnement de la machine connue. La machine selon l'invention, pour le conditionnement sous vide, en continu, de matériaux de faible granulométrie en vrac et en grande masse dans des poches en matériau souple, comportant une enceinte étanche susceptible de recevoir les poches, des moyens pour établir et maintenir un vide dans la dite enceinte et des moyens de conditionnement, contenus dans la dite enceinte, notamment pour introduire Ie matériau à conditionner dans les dites poches et pour les sceller sous vide, est caractérisée en ce que la dite enceinte est subdivisée intérieurement en une pluralité de modules communicants dont chacun renferme les moyens de conditionnement nécessaires à ltaccomplissement d'une phase élémentaire du dit conditionnement, et en ce qu'elle comporte des moyens pour provoquer le défilement des poches à l'intérieur-de ltenceinte et le passage de chacune telles successivement d'un module à l'autre, dans l'ordre d'accomplissement des dites phases, et des moyens pour introduire les poches vides dans l'enceinte et en faire sortir les poches pleines et scellées sans casser le vide dans la dite enceinte. L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la description ci-dessous, relative à un mode de réalisatimnon limitatif db là machine, ainsi qu'aulx dessins annexés, qui font partie intégrante de cette description. La figure 1 montre une vue schématique de dessus de l'ensem- ble d'une installation de conditionnement comportant une machine selon l'invention, avec coupe de l'enceinte de conditionnement et de ses deux sas d'accès par un plan horizontal. Les figures 2 à 5 montrent des vues analogues de la machine, selon un deuxième mode de réalisation des sas d'entrée et de sortie, au cours des différentes phases de son fonctionnement. Les figures 6 à 9 montrent des vues analogues illustrant différents autres modes de réalisation du sas d'entrée de la machine, qui peuvent être naturellement adoptés également pour le sas de sortie. Comme le montrent ces figures, et notamment la figure 1, la machine 1 selon l'invention comporte essentiellement une enceinte étanche 2, qui présente ici un plan rectangulaire. L'intérieur de cette enceinte est relié par une canalisation 3 à une pompe à vide 4 qui y maintient un vide de valeur donnée P. Pour permettre l'introduction des poches à remplir et leur sortie après remplissage, l'enceinte 2 présente une porte d'entrée 5 et une porte de sortie 6, aménagées respectivement dans les parois d'extrémité transversale 7 et 8 de ltenceinte, correspondant aux deux petits côtés du rectangle. En position de fermeture, ces deux portes obturent de façon étanche les parois 7 et 8; en position d'ouverture, celle-ci ayant lieu par exemple par coulissement, elles mettent l'intérieur de l'enceinte en communication avec des moyens permettant respectivement d'y introduire les poches vides et d'en faire sortir les poches pleines et scellées sans casser le vide. Ces moyens comportent ici un sas d'entrée 9 et un sas de sortie 10, étanches mais susceptibles d'être mis en communication avec l'extérieur lorsqu'ils ne sont pas en communication avec l'intérieur de l'enceinte via les portes 5 et 6 : par exemple, chaque sas 9-10 est fixe par rapport à l'enceinte 2 mais présente une porte, respectivement 11 et 12, latérale dans le cas de la figure 1 et transversale dans le cas des figures 2 à 5, cette porte présentant des dimensions juste suffisantes pour permettre respectivement l'in- troduction des poches dans le sas d'entrée 9 et leur sortie du sas de sortie 12. Naturellement, d'autres modes de réalisation des sas 9 et 10 peuvent être envisagés sans que l'on sorte pour autant de~ltesprit de l'invention. On a notamment représenté aux figures 6 à 9 quatre modes de réalisation dl sas entrée 9, selon lesquels ce sas ne présente pas de porte 11 mais stouvre vers l'extérieur par le jeu d'un déplacement. Dans l'exemple illustré à la figure 6, le sas 9 est mobile dans une direction transversale par rapport à la direction génie~ rale de l'enceinte 2, étant monté par exemple sur deux glissières transversales parallèles 13. Il présente un accès unique 14 qui, dans une première position du sas 9 représentoe en traits pleins, se trouve placé en regard de la porte d'entrée 5 de l'enceinte 2 à laquelle le sas 9 est accolé de façon étanche; dans une deuxième position du sas 9, représentée en traits mixtes, l'ouverture 14 est totalement dégagée et permet d'introduire une poc he dans le sas. Naturellement, des dispositions identiques peuvent se retrouver au niveau du sas de sortie 10. Selon un autre mode de réalisation illustré à la figure 7, le sas 9 est susceptible de se déplacer longitudinalement par rapport à la direction généralelde l'enceinte 2 afin d'occuper une première position, illustrée en traits pleins, dans laquelle il est acculé de façon étanche à enceinte en regard de la porte d'entrée 5 de celle-ci et une deuxième position, illustrée en traits mixtes, où il est distant de la porte d'entrée 5 d'une distance suffisante pour permettre le passage d'une poche; dans cet exemple comme dans le précédent, le sas présente une ouverture unique 14 tournée vers la porte d'entrée 5 de l'enceinte. Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 8, le sas 9 présente également une ouverture unique 14 susceptible d'être mise en correspondance avec la porte d'entrée 5 de l'enceinte et d'être dégagée totalement pour permettre l'introduction d'une poche dans le sas; ce dégagement s'effectue dans ce cas par pivotement du sas autour d'un axe vertical 15 d'articulation sur la paroi de l'en- ceinte 2. On a enfin représenté à la figure 9 un sas 9 présentant la forme d'un couloir 16 dont laye 17 peut être mis en concordance avec l'axe longitudinal 18 de l'enceinte 2 ou placé perpendiculairement à celui-ci, par rotation du sas 9 sur lui-même autour d'un pivot central 19. En donnant au sas 9 des dimensions judicieusement choisies, il est possible dans ce cas de lui faire jouer le rôle d1une vanne dispensant de munir l'entrée de l'enceinte 2 d'une porte telle que 5. Chacune de ces formes de réalisation peut être adoptée aussi bien au niveau du sas de sortie qu'au niveau du sas d'entrée, qui peuvent d'ailleurs être différents. Naturellement, d'autres modes de réalisation pourraient être imaginés sans que l'on sorte pour autant de l'esprit de l'invention. Chacun des sas 9 et 10 devant assurer le passage d'une poche entre l'air libre et l'intérieur de l'enceinte, qui se trouve à la pression résiduelle P, l'intérieur de ces sas est relié à la pompe à vide 4 par l'intermédiaire de vannes, respectivement 20 et 21, susceptibles de les mettre d'une part en communication avec la pompe à vide 4 et d'autre part avec lXair libre. Afin de réduire à un minium l'énergie nécessaire aw passages successifs des sas de la pression atmosphérique à la pression résiduelle P, ces sas présentent un volume intérieur aussi voisin que possible du volume extérieur dlune poche, compte tenu du volume de l'éventuel chariot de manutention de celle-ci. En effet, la machine selon l'invention porte des moyens pour provoquer le défilement des poches à l'intérieur de l'enceinte, de l'entrée vers la sortie de celle -ci, moyens comportant de préférence une pluralité de chariots de manutention mobiles dont chacun est susceptible de recevoir une poche et comporte de préférence des moyens pour assurer le maintien de celle-ci dans une position et suivant une forme propres à permettre un remplissage et un scellage corrects. Par exemple, comme le montre la figure 1, chaque chariot tel que 22 présente à cet effet la ferme d'un panier ou d'une caisse dont les parois épouent au moins une partie de la périphérie extérieure de la poche. Dans exemple illustré, notamment à la figure 1, où chaque Enr;hlomenf poche telle que 23 présente tafowrmëdun parallélépipède rectangle à base horizontale carrée délimitant intérieurement un volume accessible par un col 24 cylindrique et dtaxe vertical centré sur la face supérieure horizontale de la poche, chaque chariot tel que 22 comporte un fond horizontal carré 25, de dimensions identiques aux dimensions extérieures en plan horizontal de la poche 23, et quatre parois verticales 26 à 29 susceptibles de former autour de la poche 23 une ceinture maintenant extérieurement les parois verticales de celle-ci.On a représenté à la figure 1 des chariots 22 dont l'une des parois verticales, ici 29, est articulée sur l'une des parois voisines, ici 26, autour d'un axe vertical, de façon à permettre la manipulation des poches au moyen d'une ventouse de manutention que l'on applique contre llune de leurs parois verticales. Naturellement, les chariots tels que 22 pourraient présenter d'autres formes, liées notamment à la conformation des poches que l'on désire traiter. Les poches présentant une certaine souplesse, chaque chariot peut présenter en outre les moyens destinés à les maintenir à proximité de leur partie supérieure, ces moyens étant constitués par exemple par des bras porteurs de pinces susceptibles d'aggriper le col 24 aes poches. Les chariots 22 peuvent être déplacés manuellement, étant par exemple munis de roues, ou entraînés par des moyens connus tels que des chaînes ou des tapis sans fin, afin de parcourir un circuit schématisé en 30 à 1 a figure 1, les transportant à l'intérieur de l'enceinte 2 de l'entrée vers la sortie de celle-ci et, à ltextérieur, de la sortie vers l'entrée. En effet, selon l'invention, l'enceinte 2 est subdivisée intérieurement en une pluralité de modules communiquant dont-chacun renferme les moyen s de conditionnement nécessaires à l'accomplis- sement de 1 l'une des phases de ce conditionnement, les moyens assu- rant le défilement des poches, via les éventuels chariots 22, amenant chacune de ces dernières successivement d'un module à 1 'autre, dans l'ordre d'accomplissement des dites phases. Dans l'exemple illustré, l'enceinte 2 est subdivisée intérieurement en quatre modules 31 à 34, ce nombre n'étant naturellement pas limitatif. Le module 31, qui est le plus proche de la porte d'entrée 5 et par conséquent le premier traversé par les poches, renferme par exemple tous les organes nécessaires au remplissage de celleFci. Le module suivant 32 comporte par exemple des organes assurant le vibrage des poches remplies en 31 en vue d'assurer le tassage du matériau quelles contiennent. Le module suivant 33 constitue par exemple le module de scellage des poches, renfermant notamment les organes de soudure du col 24. Enfin, le dernier module 34, situé immédiatement en amont de la porte de sortie 6, constitue par exemple un module d'étiquetage. Naturellement, pour des raisons pratiques, le temps de séjour d'une poche dans chaque module est égal au temps nécessaire à l'accomplissement de la phase la plus longue du traitement. Les travaux de manutention des poches pleines ou vides extérieurs à la machine 1 peuvent être également réalisés à des postes fixes dont chacun est muni des organes nécessaires à un type de manutention détermine. Ainsi, après la sortie de la machine 1, le circuit 30 amène chaque chariot 22 successivement à un poste 35 où la porte 29 du chariot est ouverte et la poche pleine extraite, par exemple au moyen d'une ventouse, puis à un poste 36 où l'on introduit une poche vide dans le chariot, dont on referme la porte 29 en 37 afin d'assurer le parfait maintien les parois de la poche, des poches ainsi maintenues attendant en 38 d'être introduites dans la machine via le sas d'entrée 11, en subissant le cas échéant un soufflage destiné à leur communiquer leur volume intérieur maximal. Les poches sont ensuite introduites une à une dans la tchine 1 dont un cycle de fonctionnement complet est illustré aux figures 2 à 5, de l'introduction d'une poche à l'introduction de la poche suivante. La phase du fonctionnement de la machine illustrée à la figure 2 correspond à la phase d'introduction d'une poche vide 39 et de son chariot de manutention dans le sas d'entrée 9, et à la sortie une poche pleine et scellée 40, et de son chariot de manutention, iB du sas de sortie 10. Au cours de cette première phase, les vannes 21 sont en position de mise à l'air libre de l'intérieur des sas 9 et 10, dont les portes respectives 11 et 12 sont ouvertes. Par contre, les portes d'entrée 5 et de sortie 6 de l'en- ceinte 2 sont fermées, et une poche 41 est en cours de remplissage dans le module 31, une autre poche 42 pleine mais ouverte en cours de vibrage à l'intérieur du module 32, une poche 43 pleine et vi brée en cours de scellage dans le module 33, et une poche 44, pleine et scellée,en cours d'étiquetage dans le module 34. La pompe à vide 4 a alors pour seul rôle de maintenir le vide à l'intérieur de l'en- ceinte 2. Au cours de la phase suivante, illustrée à la figure 3, on met l'intérieur des sas 9 et 10, dont les portes respectives 11 et 12 sont fermées hermétiquement, en liaison avec la pompe à vide 4 via les vannes 20 et 21. Les deux portes 5 et 6 de l'enceinte 2 restent fermées jusqu'à ce que la pression résiduelle à l'intérieur des deux sas attei gne la valeur prédéterminée P régnant également à l'intérieur de l'enceinte 2, moment auquel on peut ouvrir les deux portes 5 et 6 et mettre en communication les deux sas avec l'enceinte 2 afin de provoquer le transfert de la poche vide 39 du sas d'entrée 9 vers l'intérieur de l'enceinte 2 et le module de remplissage 31.Au cours de cette phase, illustrée à la figure 4, chaque poche contenue dans l'enceinte est transférée au module suivant, le traitement auquel elles étaient soumises au cours des phases illustrées aux figures 2 et 3 étant terminé : ainsi, la poche 41, à présent pleine, passe du module de remplissage 31 au module de vibrage 32, la poche 42 passe au module de scellage 33 après vibrage en 32, et la poche 43 scellée en 33 passe au module d'étiquetage 34. Quant à la poche 44, dont le traitement est terminé, elle passe dans le sas de sortie 10 via la porte de sortie 6 de l'enceinte. Les deux vannes 20 et 21 sont toujours en position de mise en communication de l'intérieur des sas 9 et 10 avec la pompe 4. On procède alors à la fermeture des portes Set 6 de l'enceinte, puis on met les sas 9 et 10 à la pression atmosphérique via les deux vannes 20 et 21, avant d'ouvrir les portes 11 et 12 respectivement pour introduire une nouvelle poche vide 45 dans le sas d'entrée 9 et pour faire sortir la poche pleine et somme 44 du sas de sortie 10. Au cours de cette phase, illustrée à la figure 5, les poches 39, 41, 42, 43 se trouvent respectivement dans les modules de remplissage 31, de vibrage 32, de scellage 33 et d'étiquetage 34, où elles subissent les traitements correspondants. Cette phase illustrée à la figure 5 constitue donc la première phase d'un nouveau cycle de fonctionnement de la machine. On voit que, ainsi, le temps séparant deux sorties successives de poches peines et scellées hors de la machine correspond au temps de séjour de chaque poche dans un de ces modules, ctest-à-dire en pratique au temps nécessaire à l'accomplissement de la phase élémentaire la plus longue du traitement subi par les poches à l'intérieur de l'enceinte 2. Naturellement, lorsque cela est possible, les poches peuvent être soumises simultanément à plusieurs phases du traitement dans le même module, l'étiquetage pouvant par exemple être réalisé simultanément au scellage de la poche, dans le même module. Le nombre et la nature de ces modules peuvent naturellement varier dans une grande mesure en fonction du traitement à mettre en oeuvre, et notamment en fonction du matériau à conditionner et de la nature de la poche. La forme à donner à l'enceinte 2 et la nature des organes de travail qu'elle contient seront également lais sées au libre choix de 1 'homme de 1 l'art, de même que la nature des moyens assurant le défilement des chariots et la nature de ces derniers. REVENDICATIONS 1) Machine pour le conditionnement sous vide, en continu, de matériaux de faible granulométrie en vrac et en grande masse dans des poches en matériau souple, comportant une enceinte étanche susceptible de recevoir les poches, des moyens pour établir et maintenir un vide dans la dite enceinte et des moyens de conditionnement, contenus dans la dite enceinte, notamment pour introduire le matériau à conditionner dans les dites poches et pour les sceller sous vide, caractérisée en ce que la dite enceinte est subdivisée intérieurement en une pluralité de modules communicants dont chacun renferme les moyens de conditionnement nécessaires àl'accomplisse- ment d'une phase élémentaire du dit conditionnement, et en ce qu'elle comporte des moyens pour provoquer le défilement des poches à l'intérieur de l'enceinte et le passage de chacune d'elles successivement dtun module à l'autre, dans l'ordre d'accomplissement des dites phases, et des moyens pour introduire les poches vides dans l'enceinte et en faire sortir les poches pleines et scellées sans casser le vide dans la dite enceinte. 2) Machine selon la rvendication 1, caractérisée en ce que les dits moyens pour introduire les poches vides et pour faire sortir les poches pleines comportent un sas d'entrée et un sas de sortie, étanches, dont chacun est susceptible de recevoir intérieurement au moins une poche et d'être mis alternativement en communication avec l'intérieur de 1 ' enceinte et avec ltexWérieur, et des moyens pour mettre les dits sas alternativement sous vide et à la pression atmosphérique. 3) Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de défilement des poches comportent une pluralité de chariots de manutention mobiles dont chacun est susceptible de recevoir une poche. 4) Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque chariot de manutention comporte des moyens pour maintenir la poche. 5) Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens pour maintenir la poche comportent une pluralité de parois susceptibles d'épouser au moins une partie de la périphérie extérieure de la poche. 6) Machine selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que les moyens pour maintenir la poche comportent un système d'accrochage de celle-ci à proximité de sa partie supérieure. 7) Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que 1 enceinte comporte un module de remplissage de la poche. 8) Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de scellage de la poche pleine, en aval du module de remplissage de la poche par rapport au sens de défilement des poches dans l'enceinte~. 9) Machine selon les revendications 7 et 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un module de vibrage des poches, intercalé entre les dits modules de remplissage et de scellage 10) Machine selon ltune quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte un module d'étiquetage.