Brevet FR2468508A1 — publié le 19810508

La présente invention concerne un dispositif programmé d'ensachage sous vide à fermeture rendue étanche grâce à l'adaptation d'une goulotte souple, et qui permet de conditionner rapidement des matériaux en poudre, granulés ou concassés, pulvérulents ou non, dans les meilleures conditions de rapidité et d'hygiène. Il est connu que le conditionnement sous vide a pour but de stocker dans un volume minimal des produits ou matériaux que l'on désire protéger de l'humidité et de l'air. En outre, ce type de conditionnement permet de diminuer considérablement les inconvénients de pollution observés dans l'ensachage classique du type gueule ouverte". Ce dernier avantage est d'autant plus recherché que le produit se révèle toxique et crée des aérosols dangeureux, ou encore se fixe sur les parois du sac, empêchant sa fermeture ultérieure. lies industries de conditionnement sous vide utilisent généralement 4 postes correspondant à 4 types d'opérations : 1ère opération : Disposition d'un sac sur la goulotte d'une trémie disposée à la partie inférieure d'un réservoir contenant le produit à conditirnner. 2ème opération : Mise sous vide Au sac par désaération et simultanément remplissage de ce sac. gémie opération : Maintien sous vide du sac contenant le produit durant la translation au poste de soudage. 4ème opération : Obturation du sac par soudage ou collage de son orifice. Ces opérations sont parfois menées dans des installations de grandes dimensions, qui, à l'aide de dispositifs rotatifs télécommandés, réalisent les quatre opérations simultanément. Ces dispositifs sont importants et coûteux, de conduite difficile, et nécessitent de surcroît des investissements importants. lie plus souvent on mène ces opérations de façon discontinue, c'est-à-dire avec un matériel permettant de réaliser ces opérations les unes après les autres. lie type de ce matériel est relativement peu coûteux, robuste, et peut être conduit par une main d'oeuvre non spécialisée. Par contre, ces derniers dispositifs sont lents, notamment au niveau de l'ensachage, ce qui peut altérer le rendement d'une fabrication. Enfin, dans l'ensachage réalisé à l'aide de dispositifs rotatifs télécommandés, il est toujours possible de diminuer les inconvénients dûs à la pollution de l'atmosphère en pratiquant une commande à distance. Dans les dispositifs discontinus, la main d'oeuvre qui est appelée à opérer prés des appareils subit la pollution des produits sous forme de poussière évacuée par la goulotte non étanche. Les dispositifs discontinus de conditionnement sous vide connus jusqu'à présent comportent donc - un réservoir de produit à conditionner dont la partie inférieure comporte une trémie et une goulotte déformable sur laquelle on fixe un sac constitué d'un matériau collable ou thermosoud-ble. - un circuit de désaération comportant généralement un réservoir étanche où est maintenu le vide, ainsi qu'une canalisation raccordée éventuellement à la goulotte de façon à désaérer très rapidement le sac réservé au conditionnement des matériaux. - un ensemble mécanique mobile permettant de maintenir le sac sous vide, afin de le détacher de la goulotte et de le translater vers un poste de soudage ou de collage dans le but de l'obturer définitivement. - un poste de soudage ou de collage suivant les matériaux constitutifs du sac. ous ces dispositifs se rapportent à une opération réalisée successivement par un ou plusieurs opérateurs qui contrôlent le bien fini de chaque opération. Ce type de conditionnement présente de nombreux inconvénients et notamment - un fonctionnement discontinu - un faible rendement - un encombrement important - une mauvaise étanchéité au vide durant les opérations - une grande difficulté à synchroniser parfaitement les opérations. Ces inconvénients sont difficilement surmontables lorsque l'on utilise une goulotte dont l'usure est accélérée par le frottement des matériaux conditionnés qui s'écoulent. Cette usure peut faire varier le temps nécessaire à la désaération et au remplissage. C'est pour obvier ces inconvénients qu1il a été proposé ici un dispositif discontinu commandé par un système de programmation électromécanique à temps de réponse rapide. Ce dispositif contient en outre une goulotte souple articulée dont l'ouverture reste constante en fonction du temps, quelle que soit l'usure. La goulotte revendiquée ici est constituée de deux bandes de caoutchouc armé qui s'écartent sous une pression provoquant l'ouverture et la fermeture commandées du réservoir contenant le produit à conditionner. Cette goulotte forme un ovale déformable dont les lèves sont garnies de caoutchouc. Sur les deux extrêmités de raccordement de ces lèvres on a adapté deux charnières sur lesquelles s'applique une pression issue de deux vérins télécommandés. Enfin dans la masse de caoutchouc on a inséré des tubulures de désaération raccordées au réservoir où est maintenu le vide. Pour augmenter la vitesse des opérations, l'ensachage du produit est effectué simultanément avec la désaération. Ainsi deux vérins latéraux munis de marteaux compriment les deux extrêmités de la goulotte qui s'ouvre et laisse s 'écou- ler le produit dans le sac enfilé sur la goulotte. Lorsque le sac est plein, les vérins s'effacent et des volets articulés referment partiellement la goulotte, la désaération commandée par une électrovanne, commence à faire le vide. Des bras de préhension viennent pincer les bords supérieurs du sac sous une faible pression, ce qui a pour effet d'ar rester définitivement la chute du produit et de laisser opérer le vide dans le sac puisque le circuit de désaération et le sac sont en communication par l'intermédiaire des tubulures. Lorsque la désaération est obtenue les bras de préhension appliquent une pression de pincement sur les bords du sac, beaucoup plus importante, permettant de translater le sac au poste de soudage ou de collage. Toutes ces opérations nécessitent un temps qui a été prédéterminé et qui est introduit dans la mémoire du pro ramateur électromécanique. Ce prorgrammateur électromécanique est constitué d'un moteur synchrone tournant à vitesse constante. L'axe du moteur entraine un arbre sur lequel on a dipposé autant de disques qu'il est nécessaire pour conduire les opérations simultanément. Ces disques à came, en tournant, agissent plus ou moins longtemps sur des relais qui commandent l'alimentation électrique de chaque opération. Ainsi réalisé, ce dispositif présente de nombreux avantages et notamment - une augmentation de la cadence de fonctionnement. - une fiabilité de conditionnement à l'aide d'une goulotte dont la fermeture est étanche. - une surveillance minimum obtenue par une mémorisation des opérations. - un temps de désaération minimal. - une pollution inexistante. L'invention concerne à cet effet un dispositif de mise sous vide de matériaux divers, ou poudres, granulés, ou pulvérulents, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un réservoir dont la partie inférieure est terminée par une goulotte souple réalisée avec deux lames garnies de caoutchouc et deux vérins qui coulissent sur une glissière agissant sur des marteaux pour fermer la goulotte souple ou articulée, de deux volets protégeant les bords supérieurs et internes de la goulotte de toute pollution, d'un programmateur électromécanique de synchronisation, d'une pompe à vide reliée au conduit de la goulotte par l'intermédiaire d'un réservoir, d'une électrovanne, de deux bras de préhension qui pincent en 2 temps et sous 2 pressions différentes les bords supérieurs du sac afin d'obtenir le vide et de le déplacér dans cet état. vers un poste de soudage ou de collage. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ciaprès qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple, non limitatif, et expliqué avec références et dessins schématiques annéxés, dans lesquels lies figures 1,2,3,4 de la planche 1/V représentent les différentes opérations réalisées dans un dispositif discontinu pour la mise en oeuvre de l'ensachage sous vide décrit ici. La figure 5 de la planche 2/V représente un exemple de liaison des plaquettes articulées agissant sur la goulotte par l'entremise de vérins. Les figures 6 et 7 de la planche 2/V constituent les sections des goulottes articulées suivant un losange, ou souples suivant un ovale. La figure 8 de la planche 3/V schématise l'ensemble du dispositif de désaération et le profil des articulations agissant sur la goulotte. Les figures 9 et 10 de la planche 4/V font apparaitre la section et le plan d'une goulotte souple. La figure Il de la planche 4/V représente une variante d'adaptation de la goulotte souple adaptée sur un manchon rétractable. Les figures 12 et 13 de la planche 5/V représentent le circuit électromécanique à mémoire qui programme les diverses opérations. Conformément à l'invention et comme le montrent plus parfaitement à titre d'exemple, les figures 1,2,3,4 de la planche 1/V des dessins annexés, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de désaération et/ou de mise sous vide décrit ci-dessus comporte 4 opérations La figure (1) représente la 1ère opération : le réservoir 1 muni de la goulotte 2 par l'intermédiaire d'un manchon 18 reçoit au niveau de la goulotte un sac 3 destiné à conditionner les matériaux contenus dans le réservoir. Dans l'opération représentée sur la figure (î) les volets 4 montés sur charnière 9 maintiennent la goulotte ouverte 2. Les volets 4 sont actionnés par des vérins latéraux non représentés sur cette figure, et la désaération réalisée dans cette opération est obtenue au moyen d'orifices situés au niveau de la goulotte et qui n'ont pas été dessinés ici pour faciliter la clarté du dessin. Sur la figure (2) on a représenté le deuxième stade de l'opération. lies volets 4 se sont refermés sur les bords supérieurs du sac contenant le produit conditionné; cette opération maintient sous vide l'ensemble sac et contenu 3. Des bras de préhension vont pincer le sac, d'abord modérément puis fortement afin de le transférer vers le poste de soudure. Durant cette opération la goulotte 2 s'est effacée dans le manchon 18 La figure (3) représente l'opération de soudage réalisée par les deux barreaux chauffants 5 pivotant sur un axe 6 à la manière d'une tenaille. On observera que la soudure est réalisée sur la partie du sac qui représente une pollution minimum par le fait que les volets 4 isolent cette partie du sac de son contenu. Le soudage peut être remplacé par un poste de collage. Lorsque l'opération de soudage est terminée, les volets 4 s'ouvrent, libérant par cette manoeuvre le sac et son contenu 4 . Cette dernière opération est figurée en 4. Suivant une caractéristique de l'invention, on a représenté sur les figures 5,6 et 7 de la planche 2/V deux types de goulotte habituellement utilisées ainsi que leur système de serrage et d'ouverture. En se reportant à la figure 5, on découvre le réservoir 1 terminé par le manchon 18. Ce manchon, qui est souple (caoutchouc) peut être terminé par une goulotte 2 si celle çi est souple. Dans le cas d'une goulotte articulée il est nécessaire de réaliser une liaison par un collier de serrage. Lorsque les volets 4 sont repliés sur leur charnière 9, le marteau 6 comprime la goulotte 2 et la maintien ouverte. Cette compression peut être obtenue par deux vérins 29 agissant latéralement sur les gonds 8 qui coulissent sur la glissière 7. La force est transmise parallèlement par les bras 10 reliant les volets articulés 4 et les gonds 8 Lorsque la goulotte doit être refermée les vérins 29 relâchent leur pression, laissant les marteaux 6 s'écarter, libérant la goulotte, tandis que les volets 4 compriment les bords latéraux de la goulotte et produisent sa fermeture. En effet les gonds 8 en coulissant sur la glissière 7 obligent les volets 4 articulés sur leur charnière 9 à reprendre une position parallèle au bras de transmission de la force 10. Le sac qui est maintenu entre la goulotte 2 et les volets 4 peut être dégagé éventuellement en faisant pivoter les bras de transmission 10 sur les gonds 8 de façon à écarter les volets 4. Sur la figure (6) on a représenté une goulotte articulée vue de dessus. La goulotte 2 est à double paroi, ce qui permet de créer l'aspiration entre celles-çi. Cette goulotte 2 est articulée sur des gonds 1Z et 11 permettant son ouverture et sa fermeture. La goulotte 2 épouse le plus parfaitement possible le profil des volets 4 qui sont articulés sur leurs charnières 9. On a représenté en section les bras 10 transmettant la force des vérins. Sur la figure (7) et conformément aux caractéristiques de l'invention, on a schamatisé la section d'une goulotte souple 2. Cette goulotte est constituée de deux tubes de caoutchouc montés sur une armature d'acier 20. La double paroi de la précédente goulotte est remplacée par des trous de désaération 19. En agissant sur les charnières 11 on ouvre de façon plus ou moins grande l'orifice 22. Les volets 4 pivotent sur leur charnière 9 commandant l'ouverture et la fermeture de cette goulotte. Selon une autre caractéristique de l'invention, ainsi que représentée à la figure (8) de la planche 3/V le réservoir 16 de grand volume par rapport au sac 3 est maintenu désaéré à l'aide de la pompe 17. lie raccordement du réservoir 16 à la double enveloppe de la goulotte 2 est obtenu au moyen de la tubulure 15 et d'une électrovanne télécommandée. Les volets de la goulotte sont commandés par les vérins 29 représentés de profil et agissant sur les gonds 8 . Si cela s'avère nécessaire, on intercale entre le manchon 18 du réservoir à produit 1 un filtre mécanique 12. Lorsque le sac se remplit, le vide n'est pas appliqué par la fermeture de l'électrovanne. Lorsque les volets referment la goulotte, on ouvre l'électrovanne, et une première désaération a lieu, le sac étant plein. Les bras de préhension 10 viennent pincer (à une pression de 2 bars) le sac sur la partie située sous les volets. On termine la désaération du sac, les bras de préhension pincent alors sous 7 bars le sac et son contenu 3 et le translate. Suivant une caractéristique de l'invention ainsi que représentés aux figures (9) et (10), la section et le profil de la goulotte souple permettant de remplacer avantageusement la goulotte articulée. Deux lames d'acier 20 caractérisées par un coéfficient d'élasticité élevé sont réunies à leurs deux extreAmités par une charnière Il pivotante ou non. Lorsque la distance entre ces charnières diminue les lames d'acier ont tendance à s'écarter et réversiblement. Ces lames sont garnies de caoutchouc 21 permettant une obturation totale de la goulotte quelle que soit l'usure des parois. En outre cette garniture est interchangeable. Des trous 19 destinés à la désaération ont été pratiqués dans la masse du caoutchouc sur un seul côté dans le but de réaliser un vide partiel et définitif en deux étapes. te sac devant recevoir le produit est engagé sur l'extérieur de cette goulotte. Dans une variante qui caractérise cette invention on a fait figurer en figure (11) une goulotte souple 2 rendue solidaire du manchon souple 18. Ce dernier constitue la base du réservoir 1 contenant la masse de matériau à conditionner. Cette masse de matériau constitue une pression qui dans la position a) de la goulotte l'obture. Lorsque l'on veut obtenir l'écoulement des produits dans un sac, on dégage la goulotte suivant b) jusqu'au remplissage du sac. L'arrêt de l'opéra- tion est obtenu par le retour de la goulotte en position a), dite position haute. Cette variante permet de s'affranchir l'utilisation de volets commandés par les vérins. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on a représenté sur les figures (12) et (13) le programmateur électromécanique. Ce programmateur est composé de 8 disques (23)à cane, entrainés par le moteur synchrone 24 tournant à vitesse constante. Chaque disque à came 23 reyose sur l'axe d'entrainement 28. Lorsque le moteur tourne il entraine ces disques qui agissent sur des relais électriques 25. Lorsque le balai de ces relais frotte les sur-épaisseurs 26 il s'ensuit un contact électrique au niveau au relai, dont-la durée est proportionnelle à la longueur de la sur-épaisseur. Ce relai, en basculant, commande l'alimentation d'un des apl-areils du dispositif. Chaque appareil devant fonctionner durant un temps prédéterminé à l'avance. C'est ainsi que le disque 1 assure le fonctionnement en continu de la pompe à désaération, le disque 2 actionne les vérins durant un temps déterminé, le disque 3 l'ouverture et la fermeture des volets, le disque 4 commande les bras de préhension qui pincent le haut du sac d'abord sous une pression de 2 bars, puis de 7 bars. Les disques 4, 5, 6, 7 et 8 sont destinés à assurer diverses opérations et notamment le déplacement de la goulotte vers le haut, la translation du sac vers le poste de soudage, le chauffage et la soudure proprement dits du sac, et l'ouverture de l'êlectrovanne. Sonctionnement : lie dispositif selon l'invention fonctionne de la manière suivante Un sac est accroché à la goulotte 2, les vérins 29 commandés par l'un des disques 23 du programmateur compriment la goulotte 2 à ses extrêmitésw Cette action permet l'ouverture de cette goulotte, et les produits ou matériaux s'écoulent. Lorsque le sac 3 est plein, la goulotte est refermée par l'effacement des vérins 29 et des marteaux 6, et l'action des volets qui se ressèrent sur les parois de la goulotte. Les volets 4, en n'appliquant qu'une faible pression mécanique sur les parois de la goulotte, facilitent la trîse sous vide du contenu du sac et n'ob-turent pas les canaux 19 de désaération. lie mouvement des bras de préhension pince le sac à 2 bars pour faire le vide dans le sac, puis le pince à 7 bars pour le translater. A ce moment, la Roulotte se rétracte et s'efface, et le sac est translaté à la suite d'un ordre électrique du programma teur vers le poste à soudure. Ce dernier constitué de deux barreaux chauffés électriquement, pince et soude les parois non polluées du sac maintenu sous vide, et rend ce dernier étanche. Après le soudage le sac est libéré. Revendication 1 Dispositif de mise sous vide de produits et matériaux divers, concassés, en poudre ou en granulés, pulvérulents ou non, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un réservoir de ce produit, dont la partie inférieure est terminée par une goulotte articulée ou souple réalisée à l'aide de deux lames d'acier garnies de caoutchouc contenant des trous de désaération, de deux vérins qui coulissent sur une glissière, de deux volets protégeant les bords supérieurs et internes de la goulotte de toute pollution, d'un prorammateur électromécanique de synchronisation, d'une pompe à vide reliée au conduit de la goulotte par l'intermédiaire d'un réservoir et d'une électrovanne, de deux bras de préhension qui pincent en deux temps et sous deux pressions différentes les bords supérieurs du sac, afin d'obtenir le vide et de le déplacer dans cet état, d'un poste de soudage ou de collage. Revendication 2 Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen d'écoulement du produit à ensacher est une goulotte fixée à la partie inférieure du réservoir et qui est articulée sur une charnière et comporte une double enveloppe, en métal ou en plastique, extérieure, raccordée à une source de désaération et de vide. Revendication 3 Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de réaliser une goulotte souple est obtenu en reliant les extrêmités de deux lames d'acier à deux charnières articulées. Revendication 4 Dispositif suivant les revendications 1 et 3 prises dans leur ensemble caractérisé en ce que le moyen d'obtenir l'étanchéité de la goulotte souple consiste à enrober de caoutchouc ou de toute autre matière plastique souple les lames d'acier de la goulotte, le vide étant obtenu en raccordant les orifices latéraux pratiqués dans la masse da ce caoutchouc à la source de mise sous vide, mettant ainsi en communication le sac et la source de vide. Revendication 5 Dispositif suivant les revendications 3 et 4 prises séparément caractérisé en ce que le moyen de raccorder la goulotte au réservoir est un manchon obturable qui fait partie intégrante de la goulotte (monobloc). Revendication 6 Dispositif suivant les revendications 2, 3, 4 prises dans leur ensemble caractérisé en ce que le moyen d'ouvrir les goulottes à la commande consiste à a-,pli- quer une compression sur les charnières extrêmes de celles-çi à l'aide de vérins fixant ou coulissant sur une glissière; dans le premier cas des marteaux agissent sous une pression pneumatique, dans le second cas les vérins servent à la fois d'agent de compression et d'accroche-sac. Revendication 7 Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen d'obtenir le vide instantanément dans le sac et son contenu consiste à placer sous vide un réservoir de grand volume par rapport au volume du sac et de mettre les deux en communication à l'aide de clapets et d'électrovannes commandés par un programmateur. Revendication 8 Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de ne pas polluer la partie supérieure du sac qui sera soudée ou collée est obtenu par deux volets montés sur charnières qui s'appliquent sur la partie supérieure du sac emmanchée dans la goulotte. Revendication 9 Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen d'assurer une première désaération est obtenu à l'aide de deux volets montés sur charnières, qui s'appliquent sur la partie supérieure du sac emmanchée dans la goulotte, soutiennent ce sac et l'isole de la pression atmosphèrique en le maintenant en communication avec le circuit de désaération par l'intermédiaire des tubulures ou de la double paroi. Revendication 10 Dispositif suivant la revendicvtion 1 caractérisé en ce que le moyen de maintenir le vide est obtenu par l'application de deux bras de préhension qui imposent une première compression des bords supérieurs du sac situés sous les volets et qui laissent une cocrnunication entre le circuit de désaération et le sac. Revendication Il Dispositif suivant la revendication 10 caractérisé en ce que le moyen de maintenir le vide durant la translation du sac est obtenu à l'aide de 2 bras de préhension qui pincent la partie supérieure du sac située sous des volets sous une pression de plusieurs bars, isolant le sac et son contenu de l'extérieur. Revendication 12 Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'étanchéité est obtenue au moyen d'une soudure réalisée par thermocompression- sur la partie haute du sac protégé des poussières par les volets montés sur charnières. Revendication 13 Dispositif suivant les revpndications 1 et 6 prises dans leur ensemble caractérisé en ce que la goulotte souple peut s'obturer suivant une variante revendiquée au moyen d'un mouvement de recul dans le manchon de manière à gonfler deux lèvres en bas du réservoir plein de produit jouant le rôle d'un circuit de compression destiné à obturer la goulotte.