Brevet FR2510910A1 — publié le 19830211

La présente invention a pour objet un systè- me de tri à grand débit Elle trouve une application dans le tri de charges isolées, notamment le tri pos- tal. Un système de tri de charges isolées com- prend un convoyeur composé d'une suite de porte-objets (godets ou plateaux par exemple), pouvant déverser leur contenu dans des réceptacles sélectionnés. Deux types de convoyeurs sont généralement utilisés: les convoyeurs en ligne droite, avec des réceptacles de chaque côté, mais dont le brin de re- tour n'est pas utilisé pour le tri, et des convoyeurs en boucle fermée, désignés aussi sous le terme de car- rousels. Quelle que soit la forme du convoyeur, celui-ci est alimenté par un ou plusieurs dispositifs de chargement, appelés aussi injecteurs, qui reçoivent les objets à trier par un chemin de transport qui gui- de le flux des objets. Dans les systèmes de tri connus le débit du système est égal à celui du convoyeur, qui est fixé par la vitesse de celui-ci Pour augmenter le débit du système, on augmente donc la vitesse du convoyeur Or, cette vitesse ne peut dépasser certaines limites, liées au volume et au poids des objuts Au-delà de ces limites, des difficultés apparaissent, notamment pour réaliser les fonctions suivantes chargement du convoyeur au vol, déchargement des objets dans un récepta- cle donné, l'effet balistique de l'objet quittant le convoyeur étant source de faus- ses directions, conservation de l'intégrité de l'objet projeté à grande vitesse, limitation de la consommation d'énergie nécessaire à l'entrainement du convoyeur, insonorisation du système. Le but de l'invention est justement de pro- poser un système de tri possèdant un grand débit tout en utilisant un convo-yeur relativement lent A cette fin, au lieu de diriger la totalité du flux des objets à trier sur un injecteur et d'effectuer ensuite la répartition dans les différents réceptacles situés le long du convoyeur, on effectue selon l'invention un tri préalable des objets selon leur nature et leur destination pour les orienter vers des injecteurs dif- férents, de telle sorte que les emplacements qui se présentent au droit des injecteurs soient disponibles au maximum Cette optimisation s'obtient par le régla- ge des flux partiels obtenus après le tri préalable et selon les caractéristiques particulières du système de tri utilisé, comme on le verra mieux par la suite à l'aide d'exemples. De façon précise, l'invention a donc pour objet un système de tri d'objets à grand débit compre- nant un convoyeur le long duquel sont disposés des groupes de réceptacles aptes à recevoir certains des objets portés par le convoyeur, au motins deux d Ei S Bi de chargement de ce convoyeur, ces dispositifs étant alimentésen objets à trier par un chemin d'arrivée, caractérisé en ce quele chemin d'arrivée des objets à trier est muni d'un dispositif de tri préalable qui alimente plusieurs chemins partiels aboutissant cha- Acun à un dispositif de chargement du convoyeur. Les caractéristiques de l'invention appa- raitront mieux après la description qui suit, d'exem- ples de réalisation donnés à titre explicatif et nul- lement limitatif Cette description se réfère à des 10910 dessins annexés sur lesquels la figure 1 illustre schématiquement un système de tri muni selon l'invention d'un dispositif de tri préalable, la figure 2 illustre un système de tri comprenant deux dispositifs de tri préala- ble, la figure 3 illustre un système de tri dans lequel des flux partiels sont regroupés avant chargement du convoyeur, la figure 4 illustre un système à con- voyeur linéaire. Le système représenté sur la figure 1 com- prend un convoyeur 5 en forme de carrousel, un chemin 10 d'arrivée d'objets à trier (flux F), lequel est sé- paré en deux chemins partiels 11 et 12 (de flux res- pectifs p F et r F avec p + f = 1) grâce à un dispositif de tri préalable 15 Les objets véhiculés par le che- min 11 sont dirigés vers un injecteur 1 Il qui charge le convoyeur 5 à cet endroit et qui est suivi, en aval, d'un groupe P de réceptacles Les objets véhicu- lés par le chemin 12 sont dirigés vers un second in- jecteur I 12 qui charge le convoyeur en amont d'un groupe de réceptacles R. Pour étudier le fonctionnement d'un tel sys- tème, ainsi que les variantes qui seront décrites ul- térieurement, et pour définir les conditions d'optima- lisation du débit, il sera fait usage de deux no- tions la "capacité" C du convoyeur, qui est me- surée par le nombre de porte-objets qui dé- filent pendant l'unité de temps devant un observateur (en pratique devant un disposi- tif d'introduction des objets); le "débit" nominal Q du système de tri, qui est mesuré par le nombre d'objets triés par le système quand le traitement des ob- jets s'effectue de façon parfaite à la vi- tesse maximale de tous les éléments du sys- tème. Le rendement d'un système tel que celui de la figure 1 est une fonction croissante de la probabi- lité, pour un injecteur, de trouver devant lui un por- te-objet libre sur le carrousel Le meilleur rendement est obtenu si tous les porte-objets se présentant de- vant un injecteur sont libres. C'est précisement ce résultat que permet d'obtenir l'invention grâce à l'utilisation de deux injecteurs non indépendants, l'un traitant les objets qui ont été écartés par l'autre Autrement dit, on opère un tri préalable sur l'ensemble des objets Les objets, en proportion p, qui sont destinés aux sépara- tions du groupe P, sont aiguillés vers l'injecteur 1 Il, les objets restants, en proportion r, (p + r = 1) et destinés aux séparations du groupe R, sont aiguil- lés vers I 12 ' Les réceptacles du groupe P sont placés entre 1 ilet 112, de sorte que tous les porte-objets sont déchargés avant de se présenter devant 112 Le même résultat est obtenu pour Ill en disposant les réceptacles du goupe R en aval de I 121 par exemple sur le brin de retour. Un-injecteur peut charger au plus C objets par unité de temps Il faut donc que les deux rela- tions suivantes soient satisfaites p Q C r Q d C La solution sera optimale si: p Q = r Q = C Ce qui entraîne p = r = 0,5 On a, dans ce cas: Q = 2 C Le débit du système de tri a donc été doublé grâce à la disposition adoptée. Naturellement, le dispositif de la figure 1 peut être reproduit plusieurs fois le long du con- voyeur pour traiter plusieurs flux d'objets indépen- dants Le système de la figure 2 représente, par exem- ple, un système de tri à deux voies d'arrivée munie chacune d'un dispositif de tri préalable La première, de flux F 1, porte les mêmes références que sur la fi- gure 1 (avec toutefois un flux partiel noté (r 1 + r 2)F 1 sur le chemin 12) La seconde voie com- prend un chemin d'arrivée 20 (de flux F 2) séparé en deux chemins partiels 21 et 22 (de flux p F 2 et (r 1 + r 2)F 2 avec p + r 1 +r 2 = 1), reliés à deux injec- teurs I 21 et I 22 * La particularité du système de la figure 2, outre le fait qu'il comprend un double système d'in- troduction, est que l'un des groupes de séparation, en l'occurrence le groupe P, se retrouve deux fois, ce qui correspond à l'hypothèse d'un fort trafic corres- pondant à ce groupe. Le fonctionnement de ce système est le sui- vant Le flux p F 1 qui transite par le chemin 11 se décharge dans le groupe P qui suit l'injecteur Ili, Le flux (r 1 + r 2)F, qui transite par le chemin 12 se dé- charge pour une part (r 1 Fl) dans le groupe R 1, la part restante (r 2 F, ) passant devant les injecteurs 121 et I 22 et se déchargeant dans le groupe R 2 qui suit De même, le flux partiel p F 2 qui transite par le chemin 21 se décharge dans le groupe P, qui suit immédiate- ment l'injecteur I 21 Le flux qui transite par le che- min 22 se décharge pour une part (r 2 F 2) dans le groupe R 2 La part restante (r 1 F 2) passe devant les injec- teurs Ili et I 12 et se décharge dans le groupe R 1 qui suit. Les flux Fi et F 2 étant de même nature on a: p + r 1 + r 2 = 1 soit F 1 p F 1 + r 1 F 1 + r 2 F 1 et 2 = p F 2 + r 2 F 2 + r F 2 Les parts p F 1 et p F 2 sont aiguillées vers les injecteurs Ill et I 21 Les parts ri F 2 etr 2 F 1 représentent la fraction des porte-objets occupés im- médiatement avant, respectivement, les injecteurs Ill et I 12, et les injecteurs I 21 et I 22. Les flux traités par les 4 injecteurs doi- vent satisfaire aux conditions suivantes: Il: p F 1 + r 1 F 2 C 13: (r 1 + r 2)F 1 + r 1 F 24 c C I 2: P F 2 + r 2 Fl-C 14: (r 1 + r 2) F 2 + r 2 F C Trois cas sont à examiner ( 1) p > r 1 + r 2 Les quàtres conditions sont satisfaites de façon optimale si: p F 1 + r 1 F 2 C r 2 F 1 + p F 2 = C qui admet comme solution p-r I F 1 = 2 1 p 2 -rl r 2 F 2 = C p-r 2 P 2-r r 2 p-(r 1 + r 2) Q = F 1 + F 2 = C 2 p 2-r 1 r 2 Pour p donné (et par suite pour r 1 + r 2 don- né), la solution est optimale si: r 1 = r 2 = r Elle s'écrit 2 C Q = -r avec O_ r /0,25 La solution r = 0 correspond à la duplica- tion de toutes les séparations. ( 2) p 4 r 1 + r 2 On a le système (r 1 + r 2) F 1 + r 1 F 2 = C r 2 F 1 + (r 1 + r 2) F 2 = C qui admet comme solution F = C r 2 I 2 (rl + r 2) -rl r 2 r 1 F 2 = C 2 (r 1 + r 2) -r 1 r 2 r 1 + r 2 Q=C Q = C 2 (r 1 + r 2) -r 1 r 2 Pour p donné la solution r 1 = r 2 = r Elle s'écrit: est optimale si 2 C Q= T avec 0,25 C r L 0,50 La solution r = 0,5 est identique à la con- figuration A 1 ( 3) p = r 1 + r 2 = 0,5 La solution s'écrit immédiatement à partir de l'un quelconque des deux cas précédents P Q = p 2 _ 2 p-r r La solution est optimale si r 1 = r 2 = 0,25. On a dans ce cas Q= 8 Si l'on dessine les graphes Q/C = f (r) cor- respondant aux deux cas précédents, on constate que la G présente solution est représentée par un point de re- broussement à l'extrémité de deux arcs d'hyperbole Il apparaît alors que la présente solution est très sen- sible à toute variation des flux de trafic entre Pl et l'ensemble (R 1, R 2). Bien que le débit nominal obtenu avec la configuration de la figure 2 ait été augmenté, le gain peut paraître décevant au regard dé la complexité du système La raison en est que, en moyenne, un porte- objet sur trois se trouve occupé devant chacun des quatre injecteurs. La configuration de la figure 3 a justement pour but de faire en sorte que chaque injecteur trouve devant lui tous les porte-objets libres Ce résultat est obtenu en pratiqpant sur l'ensemble des objets un tri en trois séparations, donnant naissance à trois chemins partiels 11, 12 et 13 pour le premier chemin d'arrivée et 21, 22, 23 pour le second Un dispositif de regroupement 31 réunit les chemins 13 et 23 en un chemin unique 32 dirigé vers un injecteur I 32 De même, un dispositif de regroupement 33 réunit les che- mins 12 et 22 en un chemin unique 34 dirigé vers un injecteur I 34 * Le fonctionnement du dispositif de la figure 3 est le suivant Sur les F 1 objets empruntant le che- min 10, p F 1 sont aiguillés sur Ill, rl F 1 sur I 34 et r 2 F 1 sur I 32 La même opération est faite sur les F 2 objets empruntant le chemin 20 L'injecteur I 341 en définitivetraite r (F 1 + F 2) objets, et l'injecteur I 32, r 2 (F 1 + F 2) objets. Le système doit satisfaire aux 4 inégalités suivantes: p F 1 C PF 2 L C r 1 (F 1 + F 2) C r 2 (Pl + F 2) Z C L'optimum sera atteint si l'on a, à la fois: p F 1 = PF 2 = C et r 1 (F 1 + F 2) = r 2 (F 1 + F 2) = C Ce qui entraîne F 1 = 2 p = 0,5 r= r 2 = 0,25 Si toutes ces conditions sont satisfaites, on a Q = 4 C Le débit a donc été quadruplé. La solution mise en oeuvre dans la configu- ration de la figure 3 est également applicable à un système utilisant un convoyeur en ligne Il suffit pour cela d'ouvrir le carrousel immédiatement en amont de l'injecteur Il' Ce principe peut d'ailleurs être généralisé en remplaçant le tri en deux séparations par un tri N séparations, suivies de N injecteurs pla- cés en amont de N groupes de réceptacles à trafics égaux La figure 4 donne, à titre d'exemple, le schéma d'un système linéaire o N = 3, et dont le débit nomi- nal Q est égal à 3 C Dans le cas illustré, le chemin d'arrivée 10 est séparé en trois chemins partiels 11, 12 et 13 conduisant à trois injecteurs Ill'112 et 113 avec des flux p Fl, q F 1 et r F, Chaque injecteur reçoit la fraction du flux qui doit être déchargée entre cet injecteur et celui qui est disposé immédiatement en aval, dans le sens du mouvement du convoyeur. REVENDICATIONS 1 Système de tri d'objets à grand débit comprenant un convoyeur ( 5) le long duquel sont dispo- sés des groupes de réceptacles (P, R) aptes à recevoir certains des objets portés par le convoyeur, au moins deux dispoàitifsde chargement de ce convoyeur, ces dispositifs étant alimentés en objets à trier par un chemin d'arrivée ( 10), caractérisé en ce que le chemin d'arrivée ( 10) des objets à trier est muni d'un dispo- sitif de tri préalable ( 15) qui alimente plusieurs chemins partiels ( 11, 12) aboutissant chacun à un dis- positif de chargement ( 111, 112) du convoyeur. 2 Système selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les objets véhiculés par chaque che- min partiel sont totalement déchargés dans les récep- tacles disposés entre le dispositif de chargement ali- menté par ce chemin et le dispositif disposé directe- ment en aval parfrapport au déplacement du convoyeur. 3 Système selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comprend deux chemins d'arrivée d'objets ( 10, 20) séparés chacun par deux dispositifs de tri préalable ( 15, 25) en deux chemins partiels ( 11, 12, 21, 22) et quatre dispositifs de chargement (Ill' 121 121 '122) alimentés par les quatre chemins partiels. 4 Système selon la revendication 3, carac- térisé en ce que le convoyeur est du type en carrousel à boucle fermée et est associé à quatre groupes de réceptacles (P, RI, P, R 2) dont deux sont identiques (P), l'un placé directement en aval d'un injecteur (Il,) correspondant au premier chemin d'amenée ( 10) et l'autre en aval d'un injecteur correspondant au second chemin d'amenée ( 20). 2510 y 10 Système selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comprend des moyens de regroupement ( 31, 33) des objets véhiculés par des chemins partiels provenant de chemins d'arrivée différents, chacun de ces moyens de regroupement alimentant un dispositif de chargement (I 321 134). 6 Système selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le convoyeur est du type en ligne.