Brevet FR2530582A1 — publié le 19840127

La présente invention concerne une installation complète d'ensachage sous vide ou classique, de matériaux en poudre, granulés Qu concassés s pulvérulents ou non minéraux ou végétaux s que l'on aésire stocker dans les meilleures conditions de compacité , à l'abri de l'air de l'humidité et/ou de la.lumière Cette invention concerne plus particulièrement l'ensachage et le conditionnement industriels caractérisés par 11 ensachage d1un volume important de matériaux dont la cadence d'exécution est 3 mportasteO Le conditionnement sous vide est recherché pour stocker avec un encombrement minimal des matériaux poudreux altérables, sensibles ou non à l'atmosphère environnante ( oxygène, humidité, etc...).Ce genre de conditionnement atténue considérablement les effets de la pollution observés lors de l'ensachage du type " gueule ouverte Cette pollution est d'autant plus critique que le produit se révèle toxique et crée des aérosols en suspension dans l'atmosphère environnant les ouvriers chargés des taches de conditionnement Outre les problèmes de pollution et ceux concernant la conservation des matériaux stockes on a souvent recours à l'ensachage sous vide pour obtenir une compacité optimale des matériaux . En effet, cette compacité optimale permet d'obtenir une densification maximum des produits avec un encombrement minimum 9 cet avantage est particulièrement recherché pour les matériaux d'ori- gine végétale particulièrement hygroscopique Les installations connues actuellement qui utilisent soit les techniques de l'ensachage sous vide soit les techniques du conditionnement " gueule ouverte ", comportent différents postes de travail communs destinés à:: - adapter et fixer le sac sur une goulotte articulée ou souple , située sous la. partie inférieure du réservoir à produits , - ouvrir manuellement ou par télécommande la goulotte pour le remplissage du sac - fermer cette goulotte après le remplissage et pratiquer soit une désaération et une mise sous vide du sac, soit un tassement du contenu au moyen de dispositifs divers , ou encore réaliser ces deux opérations simultannément - obturer le sac par des techniques appropriées. Toutes ces opérations supposent une installation complexe comprenan-t - un réservoir de produit à conditionner dont la partie inférieure comporte un manchon souple , une trémie et une goulotte s'ouvrant sous la pression de vérins télécommandés - un circuit de désaération et de mise sous vide du sac pour réaliser un dégazage ou un dispositif d'aspiration permettant d'évacuer les aérosols de poussières créés lors des manoeuvres de remplissage dans le cas des dispositifs du type " gueule ouverte - un:ensemble mécanique ou manuel de préhension du sac et de son conditionnement, afin de le maintenir en l'état jusqu'au moment où il sera obturé définitivement. Ces types de conditionnement ont connu ces dernières années de nombreux perfectionnements concernant notamment la commande et l'articulation de la goulotte 9 la vitesse de désaération et la manutention du sac en vue d'un bon ensachage. On a cependant noté que ces améiorations étaient souvent ponctuelles , difficilement translatables d'une installation à une autre , et ne réunissaient pas tous les avantages que présente l'invention, et notamment - une adaptation à tous les types de conditionnement, classic ou sous vide, - une automatisation et une synchronisation générale de lte semble des operations de conditionnement, - un rendement élevé calculé par le volume de produit conditionné par unité de temps, - une pollution nulle, - une double désaération appliquée à l'extérieur et/ou à l'i térieur du sac, - une compacité maximale des produits conditionnés, quels qu soient leur composition, leur origine ou le type de conditionnement utilisé, - une protection de la partie du sac où la soudure de fermeture doit s'effectuer, - la conformation géométrique ou selon toute forme désirée du sac. Ltinvention concerne à cet effet une installation complète d'ensachage classique ou sous vide , à goulotte et à caisson compacteur - conformateu caractérisée en ce qu'elle comporte un réservoir terminé par un manchon souple obturable , une goulotte souple ou articulée télécommandée et munie d'orifices de désaération , d'un dispositif de mise sous-vide , du sac récepteur poreux ou imperméable protégé par un coussin d'air , d'un caisson compacteur - conformateur enfermant ce sac , raccordé au circuit de désaération et doté d'un plancher vibreur ; ce caisson est muni de machoires supérieures pinçant la partie supérieure du sac situé sous la goulotte- sous deux pressions différe tes ; l'ensemble est complété par des vérins et un circuit électromécanique de télécommandes destiné à synchroniser les opérations L'invention ainsi revendiquée permet aux entreprises de conditionnement classique ou sous vide titulaires dudit dispositif d'améliorer considéra blement le rendement et la qualité de leurs fabricatio elle permet d'obtenir un ensachage dense, peu volumineux, épousant à volonté les formes désirées. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitas tif et expliqué avec références et dessins schématiques annexés, dans lesquels Suivant une caractéristique importante de l'invention , on a représenté sur la figure I l'installation générale réunissant le réservoir , la goulotte et le caisson compacteur conformateur La figure 2 représente l'installation générale sur laquelle on a dessiné la position du sac récepteur. es figures 3 et ' représentent deux dispositifs servant à obturer le manchon souple de la goulotte afin d'accélérer la désaération de l'ensemble caisson conformateur - sac. Les figures 5 et 6 représentent une goulotte articulée et souple vue de dessus , utilisée dans l'installation et pouvant tre télécomeandée par des vérins. La figure 7 représente le caisson conformateur compacteur contenant le sac , le circuit de désaération et le vibreur. Les figures 8, 9 et 10 représentent les différentes opérations de serrage de la partie haute du sac placé dans le caisson conformateur compacteur. La figure Il représente à titre indicatif et non limitatif un exemple de sac étanche et résistant aux chocs, utilisé pour le conditionnement sous vide dans cette installation. Suivant une première caractéristique de l'invention ainsi qu'il est représenté â la figure 1 , on trouve le réservoir (3) contenant le produit à ensacher prolongé par un manchon souple (4) que l'on peut obturer au moyen d!un dispositif de pincement (5) . Ce manchon (4) est raccordé par un joint rigide(25 )à la goulotte déformable (6) Cette dernière se prolonge dans le conformateur compacteur (11) ouvert sur sa partie supérieu: et destiné a recevoir le sac de conditionnement. La commande d'ouverture et de fermeture de la goulotte (Z) est obtenue au moyen de commande par pression (10) et (8) actionnée par des vérins (7) télécommandés par un circuit électropneumatique. Bespistons(10) agissant directement sur les extrtmites hautes de la goulotte (6) au moyen de vérins (7) en synchronisme avec le déplacement des bras de levier ( Ces derniers déforment armature externe de la goulotte constituée par les éléments (8) reliés entre eux par les charnieres (9) e La déformation de cet ensemble s'effectue suivant un parallélogramme articulé et provoque l'ouverture et la fermeture de la goulotte (6) qui se trouve à l'intérieur. Les orifices raccordée au circuit de désaération situé dans les parois de la goulotte n'ont pas été représentés sur sch6ma La goulotte (6) pénètre dans le conformateur compacteur (11) ouvert sur la partie supérieurs, et traverse le caisson au niveau d'une fente (21) épousant parfaitement la forme extérieure de la goulotte Suivant la figure 1 ou 2 le caisson compacteur (11) contient le sac chargé de reçevoir le produit à conditionner. Ce caisson compacteur est posé sur un plateau vibreur (14) porté par un axe de soutien (16) qui fonctionne durant le conditionnement du sac.Ce compacteur est enfermé dans un caisson constitué de deux boites (1) et (2) qui coulissent latéralement sur les rails (17) pour s'ouvrir i la commande de l'opérateur Suivant une caractéristique importante de l'invention ainsi qu'il est représenté sur la figure 2 , le compacteur (11) enfermé dans le caisson constitué des éléments (1) et (2) est soumis aux mouvements du vibreur (14) durant le remplissage du sac (38). LtCtanchéité des Piments (1) et (2) du conformateur est obtenue au moyen du joint (13) garnissant les faces internes des éléments (1) et (2) qui se plaquent l'un contre l'autre au moment de la fermeture du caisson. Lorsque ltl'opération de conditionnement sous vide est terminée , le caisson est, après remise à la pression atmosphérique, réouvert . Pour réaliser cette opération, les deux éléments (1) et (2) de ce conforma- teur coulissent latéralement sur les rails (17) Cette opération d'ouverture terminée , le conformateur compacteur (11) coulisse sur la table vibrante (14) portée par le plateau (15) et le support (16) . Le sac (38) est maintenu obture et eventuellement sous vide , au moyen des machoires de serrage (22).Ces dernières transportent le sac (38) dans son conformateur compacteur (11) au poste d'obturation définitive. Le sac sera ultérieurement libéré du compacteur par l'ouverture des portes latérales (12) situées sur une des largeurs du conformateur compacteur (11) * Lorsque le sac est libéré du conformateur compacteur, ce dernier revient vers le caisson au moyen des rails guides (18) portant le plateau (15) et la table du vibreur (14). Après l'opération de soudage ou d'obtura- tion du sac, les mâchoires de serrage (22) retournent vers leur logement situé dans le conformateur, pour une opération ultrieure. Suivant une autre caractéristique de l'invention qui a été représentée sur les figures 3 et 4 on a dessiné deux dispositifs de serrage du manchon souple (4). Sur la figure 3 , on a dessiné en coupe le manchon souple (4) vu de dessus 0 Un parallélogramme articulé -(5) sur les charnières (24) se déforme sous l'action de la force appliquée par des vérins schématisés-au niveau (27) Ces vérins prennent appui sur un point fixe A Le losange métallique se déforme sous l'action du dispositif (27) et le pincement, puis l'obturation du manchon (4) s'obtiennent lorsque les tiges (5) du losange se rejoignent Pour faciliter la manoeuvre , les points de fixation (26) au niveau de A sont eux-memes articulés. Suivant une autre caractéristique de l'invention ainsi que représenté à la figure 4 , le pincement du manchon souple (4) peut être-obtenu par le coulissage d'une tige (29) glissant dans un arceau paralléllépipèdique (5)- Ce coulissage de la tige (29 est réalisé au moyen du dispositif à vérins (27) qui prend appui sur le point de fixation A La tige (29 solidaire du vérin (27) coulisse dans les glissières (28) dans l'arceau paralléllépipèdique (5) . Cette manoeuvre vers l'avant provoque le pincement du manchon souple (4) jusqu a son obturation finale ou son ouvertu re, suivant la manoeuvre recherchée. Suivant une autre caractéristique importante de l'invention , on a dessiné aux figures 5 et 6 deux types de goulotte utilisée généralement iwans l'installation de conditionnement revendiquée En se reportant à la figure 5 on trouve la goulotte articulée dessinée suivant un schéma en coupe . Cette goulotte i6) est constituée par un parallélogramme déformable articulé au niveau (30) Cette goulotte (6) est composée d'éléments à double ou simple parois (34) sur lesquels on peut brancher un circuit de désaération et de mise sous vide du sac fixé sur la goulotte. Cette goulotte (6) épouse parfaitement le profil des volets extérieurs (8) qui sont articulés sur leurs charnières (9). La commande des volets extérieurs (8) et l'ouverture de la goulotte (6) sont obtenues au moyen des guides (19) assurant la liaison avec les vérins de commande de l'installation. Selon une autre caractéristique de l'invention , on a représenté sur la figure 6 la goulotte souple , dessinée suivant un schéma en coupe vue de dessus. Les parois extérieures de la goulotte sont constituées de deux leviers de caoutchouc ou de tout autre matière élastique (6) La goulotte (6) est rendue rigide au moyen de deux lames d'acier flexible (31) réunies à leur extrêmité par des tubulures (33) reliées aux vérins de commande d'ouverture de la goulotte (6) Lorsque les tubulures (33) se rapprochent , les leviers de la goulotte (6) s'ouvrent pour laisser s'écouler le produit à conditionner au travers de la fente (32) Dans les leviers de la goulotte monobloc on a noyé des tubulures (30) qui la traverse de part en part et sont reliées au circuit de désaération de l'installation lorsqu'on utilise le conditionnement à mettre sous vide. Les figures 7 , 8 , 9 et 10 représentent , suivant une caractéristique importante de l'invention, le principe de fonctionnement de remplissage du sac par la goulotte et les diverses manipulations subies par le sac avant son obturation définitive et son stockage. En se reportant à la figure 7 on trouve le sac (38) que l'on a adapté sur la goulotte souple ou articulée (6) . Ce sac (38) , de surcroit , est logé dans le conformateur compacteur (11) enfermé dans le caisson constitué par les deux éléments creux (1) et (2). Ces éléments sont réunis par un joint d'étanchéité (13) destiné à permettre la désaération complète de l'ensemble sac (3B) - caisson conformateur compacteur (1) et (2) lorsque l'on relie le caisson conformateur compacteur au circuit de désaération par le conduit (20). La goulotte pénètre dans le caisson au niveau (21) qui est lui-m8me doté de joints d'étanchéité D'autre part, l'intérieur du sac peut entre désaéré et mis sous vide en raccordant les orifices de la goulotte (6) au circuit général de mise sous vide Sur cette figure on a dessiné d'une part les machoires (22) chargées de pincer le sac lorsque la goulotte (6) s'effacera afin de maintenir le contenu du sac sous vidé , et d'autre part le vibreur (14) assurant la compacité du produit . Ces machoires (22) sont chargée de pincer le haut du sac progressivement et sous deux pressions différentes. Au début, le serrage des machoires (22) est de quelques bars, afin de provoquer un autofiltre de produit.Lorsque la goulotte (6) s'effacera totalement, ces machoires (22) obturerons le sac sous 7 bars afin de maintenir le vide nécessaire jusqu'à l'obturation finale Les machoires (22) assurent le transfert du sac désaérez en l'état vers le poste de soudure ou d'obturation. Enfin, sur cette figure 7 on a représenté l'électrovanne (35) qui, à la demande, provoque la remise à la pression atmosphérique du caisson conformateur compacteur (1) (2) et (11) avant son ouverture. Après le remplissage du sac , la désaération ou mise sous vide de l'ensemble du contenu est obtenue simultanément avec un tassement réalisé au moyen du vibreur (14) On représente sur les figures 8, 9 et 10 , les différentes opérations de transfert. Sur la figure 8 le caisson conformateur compacteur a été remis à la pression atmosphérique et les éléments (1) et (2) ont été séparés en glissant sur les rails (17) . Cette opération fait découvrir le sac (38) rempli, fixé encore à la goulotte (6) et logé dans le conformateur compacteur (11) posé sur le vibreur (14). Lorsque la goulotte (6) s'est refermée et a terminé sa désaération, elle s'efface vers le haut en libérant le sac (38). Avant lefface- ment de la goulotte (6), les machoires (22) glissant sur les rails (36) se referment sur le haut du sac et le maintiennent sous vide ou en ltétat. Dès ce moment, l'ensemble sac (38) et son contenu, maintenu par les mâchoires (22), va se déplacer vers le poste d'ob turation ou de soudage représenté aux figures 9 et 10 au moyen de rails (18). Sur la figure 9,- le sac (38) logé dans le con formateur compacteur (11) est maintenu sous vide ou en ltétat, au moyen des mâchoires (22) qui ont glissé avec Les dispositifs de soudage adaptés aux matières constituant les divers types de sacs, de collage ou autres moyens divers dans le cas du conditionnement classique, vont apparaître sous la forme de machoires symbolisées par les index (37). L'opé- ration d'obturation terminée, l'ensemble conformateur compacteur (11) et machoires (22) va disparaltre et réintégrer l'installation au moyen de vérins et rails (la) commandées electropneumatiquementb pour libérer le sac en vue de son évacuation vers l'aire de stockage. A titre indicatif et non limitatif , on a représenté sur la figure Il le sac (38) servant généralement au conditionnement sous vide. Il est constitué d'une première enveloppe intérieure réalisée à partir d'une gaine plastique souple , ayant une bonne résistance mécanique et dotée de propriétés de thermosoudabilité. Cette première enveloppe (38) est introduite à l'intérieur d'un second sac (39) plus grand. Cette seconde enveloppe est caractérisée par le fait qu'elle est imperméable à la lumière et aux gaz et a des dimensions supérieures à celles que peut-atteindre la première enveloppe lorsqu'elle est remplie. Cette dernière enveloppe est aussi thermosoudable. Au moment de l'ensachage et de la soudure (41), la première enveloppe se dilate et crée un intervalle d'air (40) entre l'enveloppe interne (38) plus petite, et l'enveloppe externe (39), servant de matelas élastique protégeant ltensemble dede tout choc. Revendication 1 - Installation complète d'ensachage classique ou sous vide à goulotte et. à caisson compacteur conformateur caractérisée en ce qu'elle comporte un réservoir terminé par un manchon souple obturable , une goulotte souple ou articulée télécom mandée et munie d'orifices de désaération , "d'un dispositif de mise sous vide du sac récepteur poreux ou imperméable, protégé par un coussin d'air , d'un caisson compacteur conformateur enfermant le sac , raccordé au circuit de désaération et doté d'un plancher vibreur ; ce caisson est garni de machoires superieures pinçant la partie supérieure du sac situé sous la goulotte sous deux pressions différentes l'ensemble est complété par des vérins et un circuit électropneumatique destiné à synchroniser les opérations e Revendication 2 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen destiné à augmenter 'la vitesse de désaeration du sac (38) est un parallé logramme articulé (5) qui ceinture le manchon souple (4) situé sous le réservoir et l'obture au moment de la désaeration afin d'isoler complètement le sac de conditionnement du réservoir (3) Revendication 3 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de commander l'écoule ment des produits du réservoir (3) est obtenu par l'ouverture et la fermeture d'une goulotte souple ou articulez (6) actionnée par des vérins (7) guidée par une ceinture métallique mobile (8). Revendication 4 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de désaérer le sac (38) lors du conditionnement est obtenu en raccordant les orifices (30) de la goulotte articulée ou souple (6) au circuit de désaération générale Revendication 5 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen d'obtenir une confor mité désirée du produit à conditionner est une désaé ration du contenu du sac (38) et du caisson compacteur conformateur (1) e (2) étanche7 contenant le dit sac Revendication 6 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la désaération de ltensironnem ment du sac est obtenue au moyen d'un conformateur paeteur (11) enfermé dans un caîsson constitué de deux parties (1 et (2) qui, réunies au moyen de joints d'étanchéité (13) constitu un caisson dans lequel on peut créer un vide en raccordent la tu bulure (20) du dit caisson au circuit de désaération. Revendication 7 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la compacité maximale du produit à conditionner est obtenue au moyen d'un vibreur (14t) portant le conformateur compacteur (11) contenant le sac en conditionnement, et fonctionnant en synchronisme avec le remplissage du sac et la désaération du caisson conformateur - compacteur. Revendication a - Dispositif suivant la revendicatisn 1 caractérisé en ce que le mayen d'obtenir une compacité maximale lors d'un con ditionnement ordinaire est obtenu avec un sac poreux placé dans le conformateur compacteur (11), doté d'un plancher vibreur (14) et le caisson formé par les éléments (1) et (2) sous vide. Revendication 9 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen d'éviter la pollution du circuit de désaération est assuré par deux machoires (22) télécommandées par des vérins et qui pincent, dans un premier temps sous faible pression la partie haute du sac au moment de la désaération afin de créer un autofiltre, et dans un deuxième temps sous forte pression, afin de maintenir le dit sac en l'état de désaération complète Revendication 10 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le déplacement du sac condition né (38) est obtenu au moyen des machoires (22) qui coulissent avec le caisson conformateur compacteur (1) et (2) sur les rails (18) vers le poste de soudage ou d'obturation du sac conditionné. Revendication Il - Dispositif suivant la revendication caractérisé en ce que le moyen d'obtenir un condition nement sous vide parfaitement etanche et résistant aux chocs est un sac (38) constitué par une première enveloppe de polyéthylène thermosoudable recevant le produit à conditionner et placé dans une seconde enveloppe (3O) plastique, étanche à la lumière et imperméable aux gaz, thermosoudable, qui, au moment de l'obturation par soudage, enferme un matelas d'air (aO) chargé d'isoler le sac (39) de l'extérieur.