Brevet FR2510434A1 — publié le 19830204

L'invention concerne, dans un premier aspect, un procédé pour nettoyer à l'air des objets souillés de terre, en particulier pour nettoyer sur le terrain des récoltes obtenues par arrachage et que l'on doit soumettre après cet arrachage à l'action de courants d' air rendus plus fermes par addition d'eau à l'air et, dans un autre aspect, l'invention concerne un appareillage pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention vise donc, en évitant les inconvénients des dispositifs connus, à proposer, à l'aide de moyens simples et donc peu coûteux, un procédé de la nature indiquée ci-dessus permettant d'obtenir une grande énergie totale du milieu servant au nettoyage et constitué d'air et d'eau,et et donc à obtenir un degré élevé d'efficacité de ce nettoyage. L'invention vise également à proposer un appareillage simple et de fonctionnement sûr pour la mise en oeuvre du procédé, qui fonctionne sans séparation d'huile et permet cependant de faire appel à un compresseur de petite dimension. Selon l'invention, on résout le problème sur lequel repose le procédé en ajoutant l'eau à l'air déjà avant la compression de celui-ci. Cette mesure garantit que l'eau est accélérée avec l'air par le compresseur. Ainsi, le courant d'air n'est pas seulement rendu plus ferme ou plus consistant par l'addition d'eau, mais l'on garantit simultanément que l'air ne subit aucune perte d'énergie. L'eau introduite avant la compression effectue en même temps un refroidissement de l'air, ce qui a un effet favorable sur la masse d'air que l'on peut obtenir et donc, avantageusement aussi, sur le degré d'efficacité de nettoyage. En outre, l'eau forme en même temps et de façon avantageuse un film lubrifiant dans le compresseur de sorte que, d'une part, une marche à sec n'est pas nécessaire et que, d'autre part aussi, on peut éviter cependant une lubrification par de l'huile.Au contraire, on lubrifie avantageusement à l'aide d'un milieu qui peut servir en méme temps à rendre plus fermes ou consistants les jets d'air et qui ne soulève absolument pas d'objections. Ces mesures assurent donc aussi de façon avantageuse une grande liberté de choix pour les dimensions du compresseur. En partant d'un appareillage comportant un compresseur équipé d'un conduit d'aspiration permettant d'alimenter au moins un éjecteur ou un ajutage de projection et d'une conduite de mélange reliée à une source d'eau, la solution du problème concernant l'appareillage se caractérise par le fait que la conduite de mélange débouche, sans être sous pression, dans le conduit d'aspiration du compresseur, lequel a la forme d'une machine à pistons rotatifs dont les surfaces de glissement sont en du SiC et sont exclusivement lubrifiées par de l'eau. L'absence de surpression dans la conduite de mélange garantit que la quantité d'eau incorporée par mélange est relativement petite, de sorte qu'il n'est avantageusement pas nécessaire d'accélérer une quantité excessivement élevée, ce qui exerce un effet positif sur la consommation d'énergie. Simultanément, en raison de l'utilisation de SiC pour constituer les surfaces de glissement, le compresseur fonctionne avec un mince film d'eau comme film de lubrification et d'étanchéité. La lubrification qui se produit ainsi laisse prévoir un étanchement remarquable et une grande durée possible de service. En même temps, en raison de sa bonne conductibilité, le SiC utilisé assure un refroidissement remarquable de l'air. La possibilité globale d'utiliser une structure à pistons rotatifs constitue la condition préalable pour que l'ensemble présente un encombrement favorable.On doit donc considérer que les avantages, que l'invention permet d'obtenir, se situent notamment dans le cadre d'une remarquable rentabilité. D'autres détails judicieux et avantages ressortiront de la description plus détaillée suivante de quelques exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 montre un appareillage de nettoyage selon l'invention comportant un ajutage de projection la figure 2 est une coupe d'un compresseur selon l'invention ; et la figure 3 est une coupe d'une autre forme dc réalisation du compresseur comportant deux rotors. L'appareillage de nettoyage représenté sur la figure 1 consiste en un ajutage 1 de projection, alimenté par de l'air comprimé et devant lequel passent des objets à nettoyer, dans le cas présent, des betteraves à sucre qui ont été arrachées et sont souillées de beaucoup de terre qui y adhère et d'autres salissures. Pour garantir que le jet d'air sortant de l'ajutage 1 de projection frappe de tous coté les betteraves à sucre 2, ces dernières sont soumises à un mouvement de rotation pendant qu'elles passent devant l'ajutage 1. Pour l'alimentation de cet ajutage 1 en air comprimé, il est prévu un compresseur 3 qui aspire de l'air par un conduit d'aspiration 4 et qui est relié à l'ajutage 1 par une tubulure 5 sous pression.L'entraînement du compresseur 3 s'effectue à l'aide d'un arbre menant 6 qui peut comporter une roue ou un pignon d'entraînement ou être accouplé très simplement à un arbre de transmission ou à un organe analogue. L'air sortant de l'ajutage 1 de projection est rendu plus ferme ou plus consistant par l'addition d'eau, ce qui augmente l'effet de nettoyage. L'eau est incorporée à l'air avant la compression de celui-ci, de façon à être accélérée avec l'air aspiré dans le compresseur 3. Le jet provenant de l'ajutage 1 de projection, et qui contient de l'eau et de l'air, possède donc une grande énergie, ce qui lui permet de détacher de manière fiable les particules de saleté même si elles adhéraient fortement. L'eau mélangée à l'air provient d'un réservoir 7 et est introduite dans le conduit 4 d'aspiration par une conduite 8 de mélange reliée à ce réservoir 7. Aucune pression ne règne dans la conduite 8 de mélange. L'eau doit donc en pratique être aspirée par le compresseur 3, ce qui assure automatiquement une arrivée économe d'eau, de sorte qu'il n'y a pas lieu de craindre un excès d'eau.Le réservoir 7 est équipé d'un tuyau d'alimentation 9, qui peut être relié à une source convenable d'eau, avantageusement à un presse-jus, qui n'est pas représenté ici de manière plus détaillée et qui est destiné à l'expression des feuilles de betteraves. Le niveau de l'eau dans le réservoir 7 peut être surveillé par un regard 10. Dans l'exemple représenté de réalisation, on prévoit en outre un dispositif de surveillance qui, en cas de chute du niveau de l'eau au-dessous d'un niveau minimal prédéterminé, actionne un dispositif 11 d'avertissement. L'eau incorporée à l'air permet non seulement de rendre plus consistant ou ferme le jet d'air, mais assure simultanément aussi une lubrification du compresseur 3. Si l'on ne souhaite qu'une très faible proportion d'eau dans l'air, on prévoit l'existence d'un dispositif 12 de dérivation d'eau, monté dans la tubulure 5 sous pression. La quantité d'eau à faire dériver- peut être réglée manuellement à l'aide d'un organe 13 de réglage. L'eau séparée dans le dispositif 12 de dérivation et de séparation est acheminée au réservoir 7. Comme la dérivation de l'eau s'effectue sous pression, mais que le réservoir 7 doit ne pas être sous pression, une liaison directe du dispositif 12 avec le réservoir 7 n'est pas possible. I1 existe donc deux récipients 14, montés en aval du dispositif 12 et qui sont alternativement emplis par le dispositif 12 ou qui se vident dans le réservoir 7.A cet effet, les entrées et sorties de ces récipients 14 sont commandées par des robine-ts 15 ou 16 qui peuvent être actionnés en sens inverse l'un de l'autre et agissent chaque fois sur le récipient voisin correspondant Les robinets 15 et 16 sont commandés par un dispositif 17 de réglage du remplissage. La conduite 8 de mélange comporte un organe 18 d'arrêt qui peut être actionné par un dispositif 19 de régulation décelant la présence d'eau dans le dispositif 12 de manière à pouvoir réguler l'introduction d'eau à une valeur minimale souhaitée. Dans l'exemple de réalisation représenté, on prévoit en outre un dispositif 20 de régulation décelant la pression d'air et pouvant-actionner un organe 21 d'arrêt placé à l'entrée du conduit 4 d'aspiration. Des dispositifs indicateurs 22 sont destinés à indiquer la teneur en humidité et la pression de l'air. On peut voir sur les figures 2 et 3 que le compresseur 3 est réalisez sous forme d'une machine à pistons rotatifs qui présente dans un bâti fixe 23A des éléments mobiles 23 montés rotatifs. La structure des appareils selon les figures 2 et 3 est dans son principe identique, de sorte que les mêmes indices de référence s'appliquent aux parties correspondantes des appareils représentés en moitié par souci de simplicité. L'élément mobile 23 qui, dans l'exemple de réalisation représenté, est un rotor à palette coulissante, est logé dans une boîte 24 et s'appuie par ses côtés frontaux, sous précontrainte axiale9 sur des parois ou bandes frontales 25 voisines du bâti 22A. Le rot or 23 est à cet effet monté mobile dans le sens axial. De même, une paroi frontale 25 peut se déplacer axialement dans la boite 24 correspondante.La précontrainte dans le sens axial est obtenue par un ou plusieurs organes élastiques 26 en caoutchouc. Ceux-ci peuvent être tout simplement une bague en caoutchouc sur laquelle s'appuie la paroi frontale mobile 25. Dans l'exemple de réalisation se trouvant à la base de la figure 2, la paroi frontale mobile 25 est fixée au bloc 22 par des vis 27 traversant l'organe 26 et régulièrement réparties à la périphérie de celui-ci. Il faut serrer régulièrement les vis 27 pour ajuster la paroi frontale 25 correspondante et donc pour ajuster la force axiale de précontrainte.Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 3, la paroi frontale mobile 25 est fixée par un couvercle 28 équipé d'une bride filetée 29 recouvrant le bloc 22 du bâti et elle est ainsi assujettie du côté de ce bâti.La rotation du couvercle 28 provoque ainsi un ajustement uniforme de la position de la paroi frontale 25 voisine. Le couvercle 28 est avantageusement muni d'un épaulement 30 sur lequel une clé peut être appliquée. Les organes annulaires élastiques 26 en caoutchouc que l'on utilise ici constituent des éléments simples qui assurent une répartition régulière des forces et s'opposent en outre très fortement aux oscillations. La précontrainte axiale assure de façon avantageuse une bonne jonction des parois frontales des éléments mobiles avec les parois frontales du bâti voisin, de sorte qu'un léger film d'eau suffit pour réaliser un étanchement fiable. Ce film d'eau peut être constitué sans difficulté par l'eau introduite dans le conduit 4 d'aspiration même lorsqu'on n'y introduit que la quantité d'eau nécessaire pour assurer un affermissement fiable du jet d'air.Pour exclure cependant une usure, les surfaces de glissement du compresseur 3 sont en SiC. Dans les exemples représentés de réalisation, il s'agit donc principalement de l'élément mobile 23, de la boîte 24 et des parois frontales 25 du bâti 22A. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 3, l'arbre 6 de l'élément mobile ou rotor est logé dans des paliers lisses 31 qui consistent également en du SiC. La boite 24, consistant en du SiC et qui loge le rotor 23, est entourée d'une chemise 32 de refroidissenuent qui, dans l'exemple de réalisation représenté, est parcourue par de l'eau de refroidissement. Le SiC utilisé pour la réalisation de la boîte 24 présente une bonne conductibilité thermique,-ce qui permet d'obtenir un bon effet de refroidissement. Comme on peut le voir en outre sur la figure 1, la chemise 32 est reliée à un circuit 33 de refroidissement qui passe par un groupe frigorigène 34. La température de l'eau de refroidissement peut, dans l'exemple dc réalisation représenté, être lue sur un thermomètre ou indicateur 35 de température. Une pompe assure la circulation de l'eau de refroidissement dans son circuit.Dans l'exemple de réalisation se trouvant à la base de la figure 2, il faut pour cela utiliser une pompe séparée du compresseur 3, qui n'est pas représentée de façon plus détaillée et qui peut être commandée par exemple par l'intermédiaire de l'arbre 6 d'entraînement du rotor. Dans l'exemple de réalisation se trouvant à la base de la figure 3, on prévoit pour faire circuler l'eau de refroidissement un second rotor 23a monté sur l'arbre 6. La paroi frontale 25 se trouvant entre les deux rotors 23 et 23a est assujettie à la boite 24 par exemple à l'aide d'une liaison par collage. Les deux parois frontales externes pénètrent, chacune de façon coulissante, dans la boîte ou le fourreau correspondant et leur appui est élastique. Le rotor 23a ainsi que la boîte 24a qui le loge et la paroi frontale 25a qui y pénètre consistent avantageusement aussi en SiC. On garantit ainsi de façon avantageuse qu'il n'est pas nécessaire d'édicter de grandes exigences concernant l'absence de saletés de l'eau de refroidissement. Dans l'exemple de réalisation représenté, on prélève, comme on peut le voir également sur la figure 1, dc l'air sur la tubulure 5 sous pression pour faire fonctionner un vérin pneumatique 36 permettant de déplacer périodiquement l'ajutage 1 en lui imprimant, par exemple, un mouvement alternatif. La conduite dérivée 37 aboutissant au vérin pneumatique 36 comporte une vanne 38 de commande. Les surfaces de glissement de cette vanne 38 consistent également en du SiC, de sorte que l'on peut éviter une lubrification par de l'huile. On garantit ainsi que l'air refoulé par le vérin pneumatique 36 dans l'environnement ne peut nullement polluer cet environnement ni constituer un danger pour la santé. Un appareillage de nettoyage du genre décrit ci-dessus convient particulièrement bien pour être incorporé à une machine mobile de récolte, par exemple à une machine mobile de récolte de betteraves. I1 va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé de nettoyage et à l'appareillage pour la mise en oeuvre de celui-ci. REVENDICATIONS 1. Procédé pour nettoyer à l'aide d'air des objets souillés de terre, en particulier pour nettoyer en plein champ des produits récoltés par arrachage et que l'on soumet après cet arrachage à des jets d'air comprimé rendus plus ferme par addition d'eau à l'air, procédé caractérisé en ce que l'eau est ajoutée à l'air avant la compression de celui-ci. 2. Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant un compresseur 3i équipé d'un conduit (4) d'aspiration d'air, permettant d'alimenter au moins un ajutage (1) de projection d'air et comportant une conduite (8) de mélange reliée à une source d'eau, appareillage caractérisé en ce que la conduite (8) de mélange débouche, sans être sous pression, dans le conduit v4) d'aspiration d'air du compresseur (3), lequel est réalisé sous forme d'une machine à pistons rotatifs dont les surfaces de glissement consistent en du SiC et sont exelusivemént lubrifiées par de l'eau. 3. Appareillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le compresseur (3) présente un élément mobile ou rotor(23) dont les parois frontales s'appliquent bien, sous précontrainte élastique, sur les bandes ou parois frontales voisines (25) du bâti du compresseur. 4. Appareillage selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le bâti du compresseur pré sente une boîte (24) consistant en du SiC, logeant l'élément mobile (23) consistant en du SiC, recouverte par des parois frontales(25) consistant en du SiC dont l'une au moins est montée de manière à pouvoir coulisser dans le sens axial et s'appuie de manière élastique à l'aide d'un organe élastique (26), et en ce que la paroi frontale (25), montée de façon à pouvoir coulisser, est doublée d'un organe élastique 96, s appuyant sur un couvercle (28) du bâti indépendant de la paroi latérale et de la boîte. 5. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la boite (24) est entourée d'une chemise (32) de refroidissement et en ce que l'agent de refroidissement peut être mis et maintenu en circulation à l'aide d'une pompe entraînable par l'arbre ;6, de l'élément mobile ou rotor. 6. Appareillage selon la revendication 5, caractérisé en ce que, sur l'arbre (6) monté dans des paliers lisses i31) consistant en du SiC, sont prévus deux rotors ;23, 23a) parallèles s'appuyant sur des parois frontales (25, 95a) consistant en du SiC, entourés chacun d'une boite ;7, 2Xa) en SiC, dont une paroi frontale commune (25! est fiée au bâti et dont la paroi frontale externe (25 ou 25a) est montée de manière à pouvoir coulisser dans le sens axial et avec une suspension élastique. 7. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la conduite (8) dc mélange est reliée à un réservoir (7) comportant un tuyau '9) d'alimentation et est équipée d'un organe d'arrêt (18) pouvant être commandé. 8. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la tubulure (5) sous pression provenant du compresseur (3) comporte un dispositif (12) de séparation et de dérivation d'eau en aval duquel sont montés deux récipients (14) dont à chaque fois l'un peut être relié à la sortie d'eau du dispositif (12) et l'autre au réservoir (7) associé à la conduite (8) de mélange, les récipients (14) comportant un dispositif (17) de détection de l'état de leur remplissage, qui peut actionner ou arrêter les robinets (15 ou 16) montés à l'entrée et à la sortie des récipients (14) en agissant en sens contraire sur les robinets correspondant à chacun de ces récipients (14), la conduite (8) de mélange comportant un organe d'arrêt (8) pouvant être commandé par un dispositif 19) de régulation qui décèle la quantité d'eau se trouvant dans le dispositif (12) de dérivation et de séparation de liteau. 9. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le conduit (4v d'aspiration d'air comporte un organe (21) d'arrêt pouvant être ouvert ou fermé par un dispositif (20) de régulation décelant la pression régnant dans la tubulure (5) sous pression. 10. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce qu'une conduite dérivée (37) part de la tubulure (5) sous pression et comporte un organe (38) de commande dont les surfaces de glissement consistent en du SiC et sont exclusivement lubrifiées par de l'eau.