Brevet FR2521535A1 — publié le 19830819

La manutention des produits mous ou adhérents pose des problèmes qui limitent les possibilités de productivité de leur fabrication industrielle. C'est le cas, notamment, des produits pour la construction, notamment les produits à base d'argile qui au moment de leur formage sont à l'état de pâte molle, se déformant au moindre effort et adhèrent a toute surface. C'est également le cas de produits alimentaires en pâtes, de produits plastiques avant durcissement. Pour la manipulation de ce type de produits, on a déja envisagé d'utiliser des surfaces sans contact ou lubrifiées afin de pouvoir les déplacer avec le minimum d'efforts. Mais le procédé par coussin d'air, ou lit fluidise, nécessite une géométrie relativement plane du produit a supporter et une surface inférieure lisse, sinon celleci est rapidement déformée. De plus, il est necessaire pour la création de coussin d'air de réaliser une surface de support perforée : si les trous de cette surface sont de forte section, les jets d'air qui en sortent imposent au produit des contraintes localisées qui provoquent sa déformation. Si l'on prévoit au contraire des trous plus nombreux et de plus faible section, ceux-ci sont rapidement obturés par le produit mou à transporter. Le procédé par coussin d'eau, bien que consommant moins d'énergie présente les mêmes inconvénients et est de plus inutilisable lorsque le produit est susceptible de dilution par l'eau. On a également proposé de lubrifier les surfaces portantes au moyen d'un lubrifiant tel que le gas-oil. Mais ce moyen est inutilisable pour tous ces produits dont il provoque la détérioration par pollution. D'autre part, le gas-oil ainsi utilisé est une source de pollution de l'usine ou de l'atelier, pollution qui, par les inconvénients qu'elle entrain, se montre inacceptable. Le procédé et le moyen selon l'invention consistent à recouvrir les surfaces servant à la manipulation d'une couche de liquide gelé telle que de la glace formée a partir d'eau ou de liquide équivalent, dont la temperature est voisine du point de fusion au moins à l'emplacement où cesse ladite manipulation, l'épaisseur de ladite couche étant suffisante pour que la durée de vie de la couche de glace soit au moins égale à la durée de la manipulation. Ces deux caractéristiques sont liées entre elles en effet, s'il s'agit d'une couche de glace à basse tempéra- ture, par exemple, -îo0c à -20 C, le produit adhère à la glace par simple contact et ne peut être décollé sans déformation. Nais la chaleur latente du produit et la durée de la manipulation provoquent un réchauffement de la surface de la glace et dès que celle-ci atteint le point de fusion, il se forme un film mince de liquide qui supprime l'adhésion du produit. La période pendant laquelle le produit peut subir sans déformation, soit un déplacement relatif à la surface de manipulation soit une séparation de cette surface, est celle de la durée de vie de la couche de liquide gelé a partir du moment ou commence cette fusion superficielle et jusqu'a la destruction de cette couche. On déterminera donc ltepaisseur de ladite couche en fonction de sa température initiale dans chaque cas de façon telle qu'il subsiste un film de liquide gelé en fusion à la fin de la manipulation. Selon une disposition préférée de l'invention, ce film de liquide gelé, à la fin de la manipulation sera aussi réduit que possible ; non seulement cela correspond à la plus grande économie d'énergie, mais encore cela permet le nettoyage immédiat des surfaces de manipulation dès que celle-ci est terminée ; or dans de nombreux cas, le film résiduel de liquide gele se trouve pollué par le produit au cours de la manipulation et il est préférable de procéder à un nettoyage de la surface avant de la revêtir d'une nouvelle couche de liquide gelé. I1 y a donc intérêt à ce que l'épaisseur de la couche de liquide gele ne soit pas sensiblement supérieure à celle nécessaire pour que la durée de vie de cette couche, c'est-à- dire le laps de temps nécessaire a sa fusion, excede celle de la manipulation. Selon une autre disposition de l'invention, les surfaces ou supports de manipulation auront une inertie thermique ou comporteront un apport de frigories tels que la température de la couche de liquide gelé se maintienne aux environs de 20 à 60 au-dessous du point de fusion du liquide pendant la durée de la manipulation. A cette temperature en effet, d'une part le liquide gelé n'est pas å proprement parler en fusion mais forme une surface perlante ou suintante , autolubrifiée, et d'autre part elle ne colle pas, Par le choix du matériau de surface de manipulation et de sa masse, ou par un apport de frigories, l'homme de l'art pourra donc, avec des moyens technologiques connus réaliser cette caractéristique. On a représenté sur le dessin annexé plusieurs schémas de mise en oeuvre de l'invention, à titre non limitatif. La figure 1 illustre un fonctionnement en discontinu La figure 2 est un schéma de fonctionnement continu; La figure 3 est une variante de réalisation de la figure 1 Les figures 4, 5, 6 et 7 illustrent schématiquec ment des variantes de réalisation de la surface de manipulation Les figures 8, 9 et 10 illustrent schematiquement des variantes du système de refroidissement et de formation du film de glace ; Les figures 11 et 12 sont des vues schématiquement de profil et de dessus d'un système complet à bande transporteuse ; La figure 13 illustre schématiquement en vue de dessus, une réalisation en forme de plateau tournant. Dans le cas du schéma de la figure 1, le moyen utilisé est un support de manutention 1, représenté comme étant une plaque mais qui peut avoir une forme quelconque. Sur ce support, on provoque la formation d'une couche de liquide gelé telle qu'un film de glace 2, soit par dessus z par exemple par brouillard givrant ) soit nar toutmoven 4 par dessous (par exemple par réfrigération/r'un film'd'eau recouvrant la plaque). Le produit 3 est ensuite déposé sur ce film.Selon les besoins; il sera simplement stocké à l'état immobile sur la plaque 1 pendant la durée de fusion du film 2, ou bien la plaque 1 sera déplacée par tout moyen tel qu'une bande transporteuse, ou encore le produit 3 pourra être déplace par glissement sur la plaque 1 pour autant que la température de la surface du film 2 ne soit pas inférieure à quelques degrés au-dessous du point de fusion (en virion -2 à -50).A la fin de cette manutention, le produit 3 est enleve de la plaque 1 et celle-ci est nettoyée. Dans ce cas de la figure 2, la surface de manutention èst mobile par exemple sous forme de bande transporteuse, refrigérée par en-dessous, comme représentéen 4, ou par au-dessus. Au poste A, on opere la formation du film de glace, au poste B la mise en place des produits qui sont ensuite transferés jusqu'en C où s'opère leur évacuation, par exemple latérale ; la surface est ensuite nettoyée en E et prote à servir un nouveau cycle, La surface de manutention peut etre horizontale ou inclinée. Le transfert de B en C peut comporter ou non un déplacement des produits par rapport au film de glace. Dans l'exemple de la figure 3, le film de glace 2 est réalisé sous forme de carreaux de glace préfabriqués, de faible épaisseur, sur lesquels sont déposés les produits, Dans cette forme de réalisation, les carreaux 2 peuvent eux-mêmes glisser sur la surface de manutention 1. En variante, les carreaux de glace 2 peuvent être fabriqués sur des supports, ce qui rejoint le cas de la figure 1. La figure 4 illustre le détail de la réalisation d'une surface mobile de manipulation telle que la surface du tapis roulant ou bande transporteuse 1 de la figure 2. La surface mobile proprement dite est formée d'une base isolante 10 en matériau souple armé (par exemple en caoutchouc toile) glissant sur un support fixe rigide et continu 11. Le support 11 doit être continu plan et lisse de façon à éviter toute déformation mécanique du film 2. Sur la base 10 est ftxe un support 12 de film de glace de préférence thermiquenent conducteur constitué par exemple par une surface métallique mince et souple telle qu'un feuillard d'acier inoxydable ou un tissu en fil d'acier inoxydable à mailles serrées.L'épaisseur du support 12 sera déterminée en fonction de l'inertie thermique nécessaire au maintien du film glacé 2 pendant le temps de transfert Le support 12 peut être fixé sur la base 10 par tout moyen tel que collage, vulcanisation, agrafage ou rivetage, avec éventuellement une couche intermédiaire de liaison 13 susceptible de jouer le rôle d'isolation thermique complémentaire, En Variante, on peut prévoir, comme représente figure 5 que la base isolante 10 est fixe sur le support 11 et que le support 12, tel que ci-dessus défini, glisse sur l'ensemble 10-11 par l'intermédiaire d'une couche de glisv sement 14 présentant un faible coefficient de frottement et une bonne résistance à l'abrasion. Pour un plateau tournant tel que celui de la figure 13, on pourra adopter la solution de la figure 6 dans laquelle la base rigide 15 du plateau est revêtue d'une couche isolante 10 (de même nature que précédemment) elle-même revêtue du support conducteur 12 (qui peut être rigide) avec interposition éventuelle d'une interface de liaison 13 comme pour la figure 4. On peut également prévoir en variante (figure 7) que seul tourne le support conducteur 12 en forme de dis que, par glissement sur l'ensemble- 11-10 avec interposition d'une couche de glissement 14 comme décrit pour la figure 5. Le système de refroidissement représenté figure 8 opère par dessus et par rayonnement. Il se compose d'une enceinte de refroidissement 16 constituée d'un caisson sans fond calorifugé, de largeur au moins égale à celle du film glacé 2 à constituer, par exemple sur le support conducteur 12, L'étanchéité calorifique à la partie inférieure est assurée par des bavettes souples 17 anti-adherentes. Le refroi dissement est assuré par une circulation de liquide réfri- gérant dans le reseau de tube 18, placé le plus pres possible de la surface 12, Dans les exemples des figures 9 et 10 le refroidissement de la surface 12 est opéré par contact ; le patin de refroidissement 19 a la largeur du film glacé à constituer sur la surface 12 est constitué par un bloc métallique conducteur dans lequel circule le réfrigérant par le réseau 18 ; le bloc 19 est enfermé dans une enceinte calorifugée 20 et est appliqué de façon permanente par une de ses faces au contact de la surface 12, par tout doyen tel que des supports élastiques 21 (surface 12 rigide) ou un système de réglage de niveau permettant de régler la pression de contact du bloc 19 sur la surface 12 (surface 12 souple). Le bloc patin 19 peut être situé dessous la surface 12, comme représenté, ou dessus. Dans cette variante l'échange thermique est réalisé par conduction directe entre matériaux conducteurs, ce qui donne un rendement maximum et permet de limiter l'extension longitudinale de la zone de réfrigération, la densité de frigories apportées à l'unité de surface pouvant être tres élevée. La figure 9 il lustre une formation de film de glace par brouillard givrant. Le support 12 pour le lit de glace 2 étant preala blement réfrigéré par le bloc 19 passe sous une enceinte ou hotte calorifugée 22 à jupes terminales 17 dans laquelle est pulvérisée en 23 de l'eau venant de la conduite 24 préalablement refroidie en 25 jusqu'à une température voisine de son point de fusion (+ 2"C à - 4"C environ) et alimentée sous pression parla pompe 26. Dans l'exemple de la figure 10 l'eau est amenée dans la hotte 22 à un deversoir en couche mince 27 parallèle à la surface 12 sur la largeur choisie, son débit étant réglé en 31, A l'arrière du déversoir 27 est prévue une Jupe souple 28 assurant l'étanchéité tandis qu'à l'avant une bavette 29 de hauteur réglable permet de régler l'épais seur du film de glace 2, Des joues latérales 30 en contact avec la surface 12 assurent l'étanchéité latérale sur une longueur supérieure à celle nécessaire pour la prise en glace de la couche liquide mince déversée en 27. Les figures 11 et 12 montrent un ensemble constructif complet à tapis roulant ou hande transporteuse, Les chiffres de références sont les mêmes que pour les figures précédentes, la surface étant du type de la figure 5 et le système de réfrigération étant du type de la figure 10 -sur la figure 12 la hotte 22 a été supposée enlevée pour plus de clarté Les produits à manipuler 3 sont déposés par les pinces 7 et repris par les pinces 32. En 33 est prévue une rampe d'arrosage pour le nettoyage, avec des joues laterales 34 pour retenir l'eau et les boues, qui se déversent en 35. Des raclettes 36 assurent le nettoyage. La figure 13 illustre une forme de realisation dans laquelle la surface de manipulation est un plateau tournant. La surface de manipulation du plateau tournant pourra être réalisée selon les figures 6 ou 7. Il est avantageux toutefois pour une telle réalisation, de prévoir des interruptions 37 de la surface conductrice 12 (interruptions de pont thermique), En 22 se trouve représenté, en pointille, l'emplacement de la hotte calorifugée contenant le système de refrigération 19 (ou selon la figure 8) et le système de formation du film de glace par rampes de vaporisation 23 (selon la figure 9) ou par déversoir (selon la figure 10). Les produits 3 sont déposés par des pinces 7 en aval de la hotte 22 et la rotation du plateau les conduit en un point où ils sont repris par les pinces 32 En aval de ce point se trouve le système de lavage et de nettoyage 33, 35* 36 analogue à celui des figures 11 et 12, L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et peut être mise en oeuvre de diverses façons en employant des moyens équivalents, REVENDI-CATIONS . . &verbar; 1. Procédé de manutention de produits mous ou adhèrents caractérise en ce qu'il consiste à recouvrir les surfaces servant à la manipulation d'une couche de liquide gelé dont la température est voisine du point de fusion au moins a l'emplacement ou cesse ladite manipulation, l'épaisseur de ladite couche étant suffisante pour que sa durée de vie soit au moins egale a la durée de la manipulation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur dela couche de liquide gelé est déterminée en fonction de sa température initiale de façon telle qu'il subsiste un film de liquide gelé à la fin de la manipulation. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications precedentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche de liquide gelé n'est pas sensiblement supérieure à celle necessaire pour que sa durée de vie excède celle de la manipulation. 4. Procéde selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracterise en ce que la température de la couche de liquide gelé est voisine de 2" à 6 C au moins au dessous du point de fusion à l'emplacement oû se termine la manipulation. 5. Dispositif pour la manutention de produits mous ou adhérents, caractérisé en ce qu'il comprend une surface de manipulation recouverte d'une couche de liquide gelé dont la température est voisine du point de fusion au moins à l'emplacement ou cesse ladite manipulation, l'epaisseur de ladite couche étant suffisante pour que sa durée de vie soit au moins egale à la durée de manipulation. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface de manipulation comprend une surface mobile glissant sur une surface rigide et fixe, la surface mobile etant formée d'une base isolante (IO) revêtue d'une couche (12) conductrice de chaleur, et la surface rigide et fixe (11). étant continue plane et lisse. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface de manipulation comprend une surface mobile (12) conductrice de chaleur glissant sur un support rigide et fixe (11) revêtu d'une couche isolante (10) plane par l'intermédiaire d'une couche de glissement (14). 8, Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la surface mobile est une bande transporteuse. 9. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface de manipulation est un plateau tournant comprenant un support rigide de base (15) revêtu d'une couche isolante (10) elle-même revêtue d'une couche conductrice (12). 10. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface de manipulation est un disque conducteur (12) glissant en rotation, par l'tinter médiaire d'une couche de glisse,ment (14) sur un plateau fixe (15) revêtu d'une couche isolante (10). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend un systeme de refroidissement par le dessus compose d'une enceinte calorifugée (16) en forme de caisson sans fond, de largeur au moins égale à celle du film à constituer sur la surface de manipulation, ce caisson comprenant un réseau (18).de tube de circulation de fluide de refroidissement. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractériséen ce qu'il comprend un système de refroidissement par contact comportant un patin de refroidissement(19)formé d'un bloc metallique conducteur muni d'un reseau (18) de canaux de circulation de fluide de refroidissement appliqué contre la surface conductrice (12) avec une pression contrôlée. 13, Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 12, caractérisé en ce qu'en aval du système de réfrigération de la surface conductrice (12) et au-dessus de ladite surface est prévu un dispositif de pulvérisation (23) sous pression d'eau préalablement réfrigéré au voisinage de son point de fusion. 14, Dispositif selon l'une quelconque des reven dictions 5 a 12, caractérise en ce qu'en aval du système de réfrigération de la surface (12) et au-dessus de ladite surface est prevu un deversoir en couche mince (27) d'eau préalablement réfrigérée au voisinage de son point de fusion. 15, Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 14 comprenant en aval de la zone de reprise des produits (3) un moyen de lavage et nettoyage de la surface de manipulation,