Brevet FR2479788A1 — publié le 19811009

La présente invention concerne une table de transport pneumatique, utilisable pour transporter des récipients et des objets analogues en masse sur de longues distances, la table recevant des récipients d'une ou de plusieurs sources et les déchargeant sous forme d'un flux unique ou sous forme de plusieurs flux. Cela est désirable, par exemple, pour diriger des boîtes vers des postes d'essai, d'éti- quetage, de remplissage, de mise en file ou d'autres postes dans une opération de mise en boites et/ou de fabrication. L'invention apporte une table de transport pneumatique îO pour le transport de boites ou d'autres objets appropriés, se présen- tant sous forme d'une table ayant une surface supérieure ou dessus constitué par une ou plusieurs plaques, panneaux ou éléments analogues et un dessous, qui est essentiellement caractérisée en ce qu'elle pré- sente des orifices de soufflage d'air qui débouchent dans la surface supérieure suivant une disposition prédéterminée, communiquent avec le dessous et sont inclinés vers l'aval dans l'épaisseur de la plaque ou de chaque plaque ou élément analogue, un caisson à air conçu pour être branché sur une source d'air comprimé, situé sous la table et attaché à son dessous, des rails de guidage disposés le long des bords du dessus de table pour assister au guidage des objets transportés, ainsi que des moyens pour alimenter les orifices de soufflage en air comprimé sous une pression statique telle, par rapport à la taille des orifices, que la vitesse et le débit de l'air sortant des orifices suffisent pour soulever et transporter les objets sur la table. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plu- sieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'une table de transport pneumatique selon un exemple de réalisation de l'invention, la table étant utilisée comme un dispositif diviseur; la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une coupe longitudinale partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 1; la figure 4 est une vue en plan d'une table de transport pneumatique selon un autre exemple de réalisation de l'invention; la figure 5 est une vue en plan d'encore unautre exemple; la figure 6 est une coupe transversale partielle suivant la ligne 6-6 de la figure 4; la figure 7 est une coupe longitudinale partielle suivant la ligne 7-7 de la figure 5; la figure 8 est une vue en plan partielle à plus grande échelle de la surface supérieure d'une table selon l'invention, mon- trant une disposition préférée des orifices de soufflage; et la figure 9 est une vue en plan d'une table de transport pneumatique selon l'invention sur laquelle des boites arrivent et sont disposées d'une façon particulière. Les figures 1, 2 et 3 représentent une table de transport pneumatique 10 qui possède une plaque 12 sensiblement horizontale, dans la surface supérieure de laquelle débouchent un grand nombre d'orifices 14, d'o sortent des jets d'air venant d'un caisson ou d'un conduit d'alimentation en air 18 pour supporter et transporter des récipients 16 sur un coussin d'air dans l'espace de transport de récipients 20 au-dessus de la plaque 12. Sur chacun des bords longitudinaux 19 sont disposés deux rails de guidage supportés par des montants 21. L'espace de transport 20 peut être délimité en haut par un recouvrement perforé ou en treillis ouvert 24. Les orifices de soufflage d'air 14 sont inclinés par rapport à la perpendiculaire de la plaque 12 et la force du jet sortant de chacun d'eux possède une composante verticale et une composante parallèle à la surface supé- rieure de la table. L'angle d'inclinaison des orifices de soufflage sur la verticale à la surface peut être compris entre 10 et 50 et est de préférence compris entre 15 et 45 . Les orifices 14 sont de préférence disposés en quinconce dans des rangées mutuellement déca- lées, comme le montre la figure 8. La taille des orifices est choisie en tenant compte de la pression statique de l'air amené à ces orifices et de manière que les jets d'air produisent une force verticale suffi- sante pour soulever et supporter uni récipient et la composante de force parallèle nécessaire pour déplacer les récipients à la vitesse désirée. La vitesse de l'air sortant des orifices peut être fixée par la variation de la taille des orifices et/ou la variation de la pres- sion statique dans le conduit ou le caisson d'alimentation. A la même pression statique, la vitesse et le débit de l'air varient avec la taille des orifices. Plus l'orifice est petit, plus la vitesse et le débit de l'air à la même pression statique sont faibles. Les orifices de soufflage ont de préférence une disposition symétrique dans laquelle les orifices sont situésauxsommets de rangées successives de triangles isocèles disposés en séries et alternativement inversés. Dans un exem- ple de mise en oeuvre pratique de l'invention pour la manutention de boîtes à boisson cylindriques de 0,34 litre (12 ounce) en aluminium, avec un diamètre de base de 54 mm, il s'est avéré qu'il convient d'utiliser des orifices de soufflage d'un diamètre de 2,38 mm espacés de 25 mm dans des rangées mutuellement décalées de 12,5 mm (lés dimen- sions indiquées et celles qui figurent dans ce qui va suivre sont approximatives). Certaines parties du recouvrement 24 peuvent être pleines ou fermées, comme c'est le cas pour la partie 26. Dans un dispositif diviseur comme celui que constitue la table des figures 1,2 et 3, une cloison ou barrière courbe 28 peut être disposée verticalement entre la plaque 12 et le recouvrement 24 à l'endroit o l'on désire diviser une masse désordonnée de récipients arrivants en deux ou davantage de colonnes. L'air sortant des orifices situés sous le recouvrement per- foré 24 peut s'échapper à travers lui; par contre, si, dans une zone recouverte par une partie de recouvrement fermée 26, la progression des récipients sur la table est interrompue, il se produit une élé- vation de pression entre les récipients se trouvant sous la partie de recouvrement fermée. Cela a pour effet que les récipients se divisent suivant deux voies ou zones d'écoulement, comme les voies 30 et 31 qui commencent dans l'exemple de la figure 1 dans la région o la cloison verticale semi-cylindrique 28 est placée sous la partie de recouvrement fermée 26. Si l'écoulement de récipients sur l'un ou sur les deux côtés de la cloison ou barrière 28 est entravé, par exemple par l'embouteillage représenté sur la figure 1 dans la zone 32, les récipients arrivants passeront versl'autre côté de la table pour pour- suivre leur chemin par la zone 30. L'alimentation en récipients con- tinue sans qu'une poussée soit exercée sur les récipients pris dans l'embouteillage de la zone 32. L'invention utilise donc dans ce cas également l'établissement et le maintien d'une zone de pression supé- rieure à la pression ambiante entre des récipients pour les séparer et pour les maintenir séparés pendant la manutention. L'échappement de l'air après sa sortie du dessus de la table joue également un rôle important dans le guidage et la manuten- tion des récipients. Les rails de guidage 22 coopèrent avec les réci- pients pour limiter l'échappement d'air sur les côtés de l'appareil. Les rails de guidage 22 et les montants 21 représentés forment une construction ouverte par laquelle l'air peut facilement s'échapper cependant, il est possible aussi de prévoir de tels rails sur une construction semi-fermée ou complètement fermée si cela est désiré afin de mieux maîtriser l'écouleemnt de la-masse d'air et de s'en servir pour le guidage et le transport des récipients. La figure 9 montre à titre d'exemple une partie d'une table de transport pneuma- tique 10 de forme allongée, sur la partie de droite de laquelle s'est formée une accumulation de boîtes 16. Les bottes 16 arrivent en une file unique le long du bord de table représenté en bas; cependant, l'écoulement de la masse d'air sur la surface de la table et la fer- meture du côté droit par l'accumulation de boîtes, de sorte que l'air ne peut pas s'y échapper, font que les bottes qui arrivent sont déviées et dirigées vers le bord représenté en haut, avec une distribution plus ou moins uniforme des boîtes surtoute la largeur de la table. Par con- séquent, la masse d'air provenant des multiples jets d'air produit un effet d'auto-équilibrage ou autorégulateur qui maintient la table équilibrée même si les boîtes sont empêchées de quitter la table. Comme on peut le voir sur la figure 9, la masse d'air déplace les boîtes tantôt dans le sans de l'orientation des orifices de soufflage 14 tantôt transversalement à cette orientation, là o les boîtes tra- versent la table d'un bord longitudinal vers l'autre. Il est possible aussi d'obliger la masse de boites de suivre des parcours prédéter- minés par la disposition de parois latérales fermées aux endroits désirés. La masse d'air provenant des jets individuels est utilisée pour déplacer et guider les boîtes en masse. La vitesse des boites individuelles est régulde par la masse d'air sortant des orifices en amont ou en aval des bottes et l'angle des orifices est choisi conformément à la vitesse de transport des boites désirée. Lorsqu'un recouvrement perforé ou en treillis ouvert 24 comporte des parties fermées, comme c'est le cas dans l'exemple de la figure 1, l'air ne peut s'échapper que vers les côtés ou à travers le recouvrement perforé au-delà des parties fermées. Les bottes qui arrivent sous une partie de recouvrement fermée, telle que la partie de recouvrement 26 de la figure 1, continuent normalement leur mouve- ment dans la même direction sous la partie de recouvrement fermée; toutefois, si la table est pleine et à l'état statique, l'air prove- nant des jets situés sous la partie de recouvrement fermée ne peut pas s'échapper en totalité, sauf en se frayant un chemin entre les boîtes, ce qui produit un effet de séparation considérable sur les bottes puisque la pression ainsi établie entre elles est beaucoup plus élevée que la pression environnante. Dans l'exemple de la figure 1, la partie de recouvrement fermée 26 et la cloison verticale cylindrique 28 produisent en com- binaison la division des bottes suivant deux voies ou zones 30 et 32, comportant des parties parallèles à la direction de transport générale des boîtes et des parties perpendiculaires à cette direction, la masse de boites arrivantes pouvant être divisée et envoyée comme désiré par le côté gauche et par le côté droit de la barrière. Chacune des deux zones de transport ainsi formées est délimitée latéralement à l'exté- rieur par des rails de guidage 22. Il est bien entendu possible de prévoir de façon analogue plus de deux zones de transport. Si une ou plusieurs de ces zones se bloquent, la partie de recouvrement fermée 26 et la barrière 28 dirigent tout le flux de boites arrivantes dans la ou les zones restées ouvertes. Si toutes les zones de transport doi- vent être en service mais à des vitesses différentes ou avec des débits de boites différents, la partie de recouvrement fermée 26 et/ou des parties de recouvrement analogues contrôlent automatiquement chacune des zones de transport et assurent dans chacune d'elles le débit de boîtes correspondant aux besoins. Tous ces résultats sont obtenus automatiquement sans commandes spéciales. La figure 4 représente un exemple d'une table de trans- port pneumatique 10 dont les orifices de soufflage 14 sont inclinés d'un angle de 3 à 45 , de préférence de 5 à 40 sur la verticale dans la plaque 12, vers le côté aval ou dans le sens général de transport, 24 F9160 qui est de droite à gauche dans le cas de la figure 4. La taille et la disposition des orifices de soufflage sont choisies, compte tenu du diamètre de base des bottes, de manière qu'il y ait au moins quatre et jusqu'à neuf orifices sous chaque botte 16 pendant toute la durée de son transport (voir également la figure 8). La table 10 possède un recouvrement 24 en treillis ouvert pour que l'air issu des orifices 14 puisse s'échapper. L'extrémité aval de la table est recouverte d'une partie fermée 26 possédant au milieu une avancée 27 en forme de doigt à bout arrondi, qui est dirigée vers le côté amont. Sous l'avancée 27 est formée une chambre à air 40 délimitée par des cloisons latérales 34 et 35, dans lesquelles sont ménagés des orifices de soufflage 36, 37 dirigés en aval, ainsi que par une cloison trans- versale d'extrémité 33 qui est fermée. Comme il ressort le mieux de la figure 6, une double rangée d'orifices de soufflage 42a et 42b (non représentés) est prévue dans la plaque formant la surface supé- rieure de la table de chaque côté des cloisons 34 et 35. Ces deux doubles rangées commencent à la hauteur de la paroi d'extrémité 33 de la chambre à air 40 et sous chacune d'elles est formée une chambre à air 44a et 44b (non représentée) pour l'alimentation des orifices 42a, 42b en air comprimé. De façon analogue, une seule rangée d'ori- fices de soufflage 46a et 46b (non représentés) est prévue dans la partie de recouvrement 26 par ailleurs fermée, le long des parties aval des bords latéraux de la table, et une chambre à air 48a res- pectivement 48b est formée au-dessus de chacune d'elles pour l'ali- mentation en air comprimé. Deux rails de guidage 22 supportés par des montants 21 sont prévus sur chaque bord latéral dela table. De part et d'autre de la base de l'avancée 27 se trouve une série d'orifices de soufflage en sens contraire 50 respectivement 51, lesquels sont ménagés dans des cloisons transversales 52a et 52b. Les orifices 50 et 51 peuvent être alimentés par la même source d'air comprimé, reliée à la chambre à air 40, ou par une source séparée si cela est désiré. Une paroi transversale fermée 54 définit avec les cloisons transver- sales 52a, 52b une chambre à air pour l'alimentation des orifices 50, 51 et les orifices 36, 37. 35. Pendant le service, les boites 16 arrivent sur la table à l'extrémité représentée à droite, o elles sont soulevées et dépla- cées vers la gauche par les jets d'air issus des orifices 14. Lorsque les boîtes se trouvant au milieu de la masse de boites se déplaçant vers la gauche arrivent sous l'avancée fermée 27, l'air qui s'échap- perait normalement entre les bottes et à travers le recouvrement en treillis 24 est emprisonné entre les boites, ce qui produit une élévation de la pression entre elles. De -ce fait, les boites sont forcées à se séparer et à se diriger soit vers la gauche soit vers la droite de l'avancée 27. Elles arrivent ensuite sous l'influence des jets d'air sortant des orifices de soufflage 37 ou 36 des cloisons longi- tudinales 35 et 34, de sorte qu'elles sont refoulées vers et contre les rails de guidage 22, comme indiqué en pointillé sur la figure 4 pour les bottes 16a et 16b. Les jets d'air issus des orifices 42a et 46a alignent les bottes en une seule file, les orifices corres- pondants sur l'autre côté de la table agissant de même, tandis que les jets d'air des orifices 50 et 51 contribuent à refouler les bottes contre les rails de guidage 22. La figure 5 représente un exemple d'une table de trans- port pneumatique 10 selon l'invention formant une seule file d'ali- mentation de boîtes à angle droit par rapport à la direction générale de transport des bottes. Les orifices de soufflage 14 formés dans la plaque 12 de cette table ont une inclinaison de 3 a 450, de préférence de 5 à 40 , sur la verticale et de manière que les jets d'air issus d'eux soient dirigés vers le côté aval. La taille et la disposition des orifices 14 sont choisies, compte tenu du diamètre de base des bottes, de manière qu'il y ait au moins quatre ou plus et jusqu'à environ neuf orifices de soufflage sous chaque botte 16 pendant toute la durée de son transport. Les orifices 14 reçoivent l'air comprimé du caisson 18 (figure 7) branché sur une source appropriée d'air comprimé. Des rails de guidage 22 portés par des montants 21 et for- mant une construction ouverte avec ceux-ci sont prévus sur une partie de la longueur des bords latéraux, à droite en haut et en bas sur la figure 5, tandis que des parois latérales fermées 60 et 62 sont ins- tallées à gauche de ces rails. La paroi latérale 62 présente une série d'orifices de soufflage 64 inclinés vers le côté aval. Les orifices situés complètement à gauche dans la paroi 62, comme ceux désignés par 23, peuvent avoir une orientation différente pour faci- liter la manutention des bottes. L'extrémité gauche ou extrémité de décharge de la table présente deux rails de guidage 22 portés par des montants 21 espacés et formant une construction ouverte avec eux. Les orifices 64 de la paroi latérale 62 sont reliés à une source d'air comprimé par une chambre à air 68 et un conduit 70. Deux autres rails de guidage 22 formant une construction ouverte avec des mantants de support 21 espacés sont disposés parallèlement et à distance des rails à l'extrémité de la table et définissent avec ceux-ci un pas- sage 74 pour une seule file de boites. Un recouvrement perforé ou en treillis 24 s'étend sur toute la table, sauf à l'extrémité de décharge, laquelle est fermée en haut par un recouvrement plein 26, s'étendant également sur le passage 74. Pendant le fonctionnement, les boites se déplacent vers la gauche sur la table de la figure 5 et sont repoussées vers le haut (sur le dessin) par les jets d'air issus des orifices de soufflage 64, arrivant ainsi sous le recouvrement fermé 26, servant à former une réserve tampon de boites, les boites étant poussées dans toute ouver- ture pouvant être trouvée dans la succession de boites pour former une seule file, laquelle est déchargée par le passage 74 sur la par- tie inférieure de la figure 5. - La figure 8 représente à plus grande échelle une partie de la surface de table formée par la plaque 12 et montrant une dis- position possible des orifices de soufflage d'air en relation avec les boites 16 devant être transportées ou manutentionnées d'une autre manière par la table 10. Il a été trouvé que, pour obtenir un fonc- tionnement et une stabilité satisfaisants dans le transport et la manutention de boites, au moins quatre jets d'air de quatre orifices 14 doivent agir à tout moment sur le fond ou la base d'une boite, les orifices Étant de préférence disposés avec des entraxes de 25 mm dans des rangées longitudinales et transversales d'un espacement de 12,5 mm et alternativement décalées de 12,5 mm. A titre d'exemple, un appareil a été testé avec des diamètres d'orifice de 2,38 mm, 2,77 mm et 3,18 mm pour la manutention de boites à boisson de 0,34 litre en aluminium, pesant 14,1 g et ayant un diamètre de fond ou de base effectif de54mm. Une pression statique minimale de 0,01 bar était nécessaire pour sou- lever une boite; les vitesses d'air produites à la sortie des orifices ayant les diamètres indiqués ci-dessus étaient respectivement de 6,12, 7, 4 et 7,9 m/s. Avec une pression statique de 0,013 bar, les vitesses d'air étaient respectivement de 7,4, 8,7 et 9,2 m/s, tandis qu'elles étaient de 7,6, 9,7 et 10,7 m/s à une pression statique de 0,017 bar. Dans les cas o le débit de l'air sortant des orifices est un facteur important, par exemple lorsque la masse d'air agit sur une masse de boîtes ou d'autres objets pour contribuer à leur mouvement, des orifices de plus grand diamètre produisent un accroissement de débit pour la même vitesse. Par exemple, avec des orifices de souf- flage d'un diamètre de 2,38 mm et une vitesse d'air à la sortie de l'orifice de 7,6 m/s, le débit d'air sortant de chaque orifice est d'environ 2 1/min. Avec des orifices d'un diamètre de 3,18 mm, le débit est d'environ 3,6 1/min à une vitesse d'air de 7,6 m/s. Lorsqu'on désire une augmentation de la vitesse d'air et une augmentation mini- male du débit d'air, on peut accroître la vitesse de l'air à la sor- tie des orifices par l'élévation de la pression statique. Bien que l'emploi d'un recouvrement perforé ou en treillis 24 contribue à empêcher le renversement de boites, un tel recouvre- ment peut être complètement omis lorsque la vitesse des boites indi- viduelles est relativement basse et est proche de celle de la masse de boîtes transportées. Bien entendu, le risque de renversement de boites est un facteur important et demande la plus grande attention lorsque la hauteur des bottes est plusieurs fois plus grande que la dimension maximale de la base. Si la hauteur est plus faible, la tendance au renversement est moindre et un recouvrement n'est pas nécessaire. Avec une disposition des orifices de soufflage comme représentée sur la figure 8, quatre orifices 14 au minimum sont situés sous et agissent sur le fond d'une boite à tout moment; dès que la boite se déplace, quelle que soit la direction, ce nombre croit. Avec la disposition la plus dense des orifices, neuf orifices ou même plus encore peuvent agir sur une seule boite à n'importe quel moment. Il est donc normalement nécessaire que les orifices de soufflage soient disposés de telle manière dans le dessus de la table qu'il y a toujours au moins quatre jets d'air qui agissent sur le fond de la boîte et que ce nombre croit, pour monter jusqu'à neuf ou même plus de jets, dès que la boite se déplace sur le dessus de la table. Quatre jets d'air au moins sont nécessaires à tout moment pour assurer le transport stable d'une botte et la stabilité est accrue si le nombre de jets est plus élevé. Il s'est avéré que l'on obtient de bons résultats avec une disposition à densité de bottes variable, passant d'une zone o4 quatre jets d'air agissent sur le fond de chaque boite à une zone o neuf jets d'air agissent sur chaque fond de botte et revenant ensuite de nouveau à une zone o quatre jets d'air soufflent sur chaque fond de botte. Un plus grand nombre de jets est encore meilleur. Une telle succession de zones à densités différentes peut se répéter un certain nombre de fois sur le parcours de transport d'une botte sur la surface de la table. Il est aisément compréhensible que l'emploi d'un grand nombre de petits orifices alimentés sous une pression statique très basse est préférable puisque de petits jets d'air très rapprochés assurent une "flottation" plus uniforme de bottes avec une consommation minimale d'air comprimé. il R E V E N D I C A T I 0 E S 1. Table de transport pneumatique, pour le transport de boites, telles que des boites à boisson cylindriques en aluminium, ou pour le transport d'autres objets appropriés, se présentant sous forme d'une table ayant une surface supérieure ou dessus de table sensiblement horizontal constitué par une ou plusieurs plaques, pan- neaux ou éléments analogues et un dessous de table, caractérisée en ce qu'elle présente des orifices de soufflage d'air (14) qui débou- chent dans la surface supérieure suivant une disposition prédéter- minée, communiquent avec le dessous et sont inclinés vers le côté aval dans l'épaisseur de la plaque (12) ou de chaque plaque ou élé- ment analogue, un caisson à air (18) conçu pour être branché sur une source d'air comprimé, situé sous la table (10) et attaché à son dessous, des rails de guidage (22) disposés le long des bords du dessus de table pour assister au guidage des objets (16) transportés, ainsi que des moyens pour alimenter les orifices de soufflage en air' comprimé sous une pression statique telle, par rapport à la taille des orifices, que la vitesse et le débit de l'air sortant des orifi- ces suffisent pour soulever et transporter les objets sur la table. 2. Table selon la revendication 1, caractérisée en ce que les orifices de soufflage d'air (14) sont inclinés de 3 à 45 , de préférence de 5 à 40 , sur la normale à la surface supérieure de la table. 3. Table selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les orifices de soufflage d'air (14) ont une disposition symé- trique dans laquelle les orifices sont situés aux sommets de triangles isocèles alternativement retournés dans des rangées successives de triangles. 4. Table selon l'une quelconque des revendications prcéc- dentes, caractérisée en ce que la disposition des orifices de souf- flage d'air (14) est choisie, compte tenu des dimensions de la sur- face des objets présentée à la surface de la table, de manière qu'au moins quatre jets d'air issus de quatre orifices (14) agissent à tout moment sur ladite surface de chaque objet. 5. Table selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un recouvrement (24) perforé ou en treillis ouvert, qui est supporté au-dessus de la sur- face supérieure de la table à une distance légèrement plus grande que la hauteur des objets (16) à transporter ou à manutentionner. 6. Table selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un recouvrement fermé (26) qui est supporté au-dessus de la surface supérieure de la table à une distance qui est légèrement plus grande que la hauteur des objets (16) à transporter ou à manutentionner et qui. est conçu pour obliger l'air de s'échapper entre les objets passant sous ce recou- vrement fermé et provoquer ainsi la séparation de ces objets. 7. Table selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte une barrière-verticale (28) s'étendant de la surface supé- rieure de la table, définie par la plaque (12), jusqu'au recouvrement fermé (26) et obligeant les objets (16) passant sous le recouvrement fermé (26) de se séparer les uns des autres et de passer d'un côté ou de l'autre de la barrière. 8. Table selon la revendication 3, caractérisée en ce que les orifices de soufflage d'air (14) sont disposés de telle manière que le nombre de jets d'air agissant sur la surface inférieure de chaque objet passe de quatre à neuf pendant le déplacement de l'objet (16) sur une distance égale à la moitié de la longueur de la base de la disposition en triangles isocèles des orifices.