Brevet FR2572433A1 — publié le 19860502

DISPOSII? D'EPANDAGE POUR MATERIAUX GRANULEUX ET/OU PUIVERUIENTS La présente invention concerne un dispositif d'épandage pour matériaux granuleux et/ou pulvérulents utilisés pour les revetements superficiels sur les chantiers de travaux publics et les routes. les appareils connus, portés, poussés, tractés ou automoteurs construits pour réaliser ces travaux peuvent être classés en deux catégôries. - Epandeurs dits "par gravité : dans ce type d'épandeur, l'épaisseur du flux de matériaux s'écoulant d'une trémie à fond incliné ou d'une benne basculante est contrôlée par une vanne dite "de dosage" ; en aval de cette vanne on trouve généralement (surtout dans les épandeurs portés) une totale dénommée "bavette", dont le rôle est d'élargir la nappe de matériaux ; en amont on trouve des volets dont l'ouverture ou la fermeture conditionnent la largeur ou la forme du tapis ; certains de ces épandeurs comportent en outre un système vibrant. - Epandeurs dits à rouleau" : dans ce type d'épandeur, un cylindre dont la vitesse de rotation est généralement synchronisée avec la vitesse de déplacement de l'engin épandeur contrôle la distribution des matériaux : le dosage s'effectue au moyen d'une vanne dite "de dosage" le plus souvent positionnée en amont du cylindre ; comme dans les épandeurs par gravité", on trouve une bavette et des volets. Des contrôles récents effectués par différents organismes ont fait apparaître un certain nombre de défauts. -Dans les épandeurs "par gravité" : l'ouverture de la vanne de dosage, généralement commandée manuellement, n'est pas proportionnelle à la vitesse de déplacement de l'engin épandeur, dont chaque changement d'allure se traduit, au sol, par des variations importantes du dosage. Cette ouverture étant particulièrement faible dans le cas d'épandage de matériaux de granulométrie fine, il arrive fréquemment que des corps étrangers ou des éléments mal calibrés se bloquent entre la vanne et le fond de la trémie ; od observe au sol un sillon vierge de tout matériau et on doit, pour éliminer l'élément perturbateur, ouvrir en grand la & ne de dosage : on crée ainsi dans le tapis des matériaux épandus un "bourrelet transversal qu'il faudra résorber manuellement. -Dans les épandeurs à rouleau : les résultats d'essais récents semblent montrer que les variations de la vitesse de rotation du cylindre distributeur ne se traduisent pas par des variations proportionnelles de la quantité de matériaux distribuée. -Dans les deux types d'épandeurs : les variations de l'angle formé par le fond de la trémie ou de la benne basculante et l'horizontale influent considérablement sur le dosage des matériaux au sol : on a remarqué que cette influence disparaissait lorsqu' on dépasse un angle de 550 ; malheureusement, aucun véhicule à benne basculante ne peut circuler sans danger dans ces conditions. Les volets contrôlant la largeur ou la forme de la nappe d'épandage sont généralement situés trop loin du point de chute des matériaux pour que leur utilisation soit efficace et rapide. Il se produit au niveau de la bavettes chargée d'élargir ia nappe d'épandage, des phé nomènes de turbulence ou de colmatage impossibles à contrôler à cause des différences de structure, d'état hygrométrique, de rugosité, de propreté ou même de granulométrie des matériaux à épandre. La présente invention, basée sur l'utilisation du système"par gravité", consiste en une trémie automotrice, portée, poussée ou tirée, de formes et de dimensions quelconques, comportant éventuellement à ses deux extrémités des éléments amovibles, coulissants ou articulés, terminée à sa partie inférieure par une sorte de couloir divisé, au moyen de cloisons, en un certain nombre de compartiments : ces compartiments sont fermés à leur base par une vanne ; l'ouverture, réglable, de cette vanne, dégage un passage pour l'écoulement des matériaux : cette ouverture est déterminée en fonction du dosage à obtenir et pour une vitesse de déplacement de l'engin épandeur choisie dans la plage des vitesses utilisées pour les travaux d'épandage ; un dispositif de commande automatique corrige l'ouverture de la vanne proportionnellement aux variations de la vitesse de déplacement choisie. les c8tés des compartiments qui constituent et délimitent avec la vanne le passage-des matériaux, pivotent autour d'un axe : à cet effet, ils sont reliés à des moyens de commande individuels ; ils agissent comme des volets susceptibles de venir au contact de la vanne pour stopper l'écoulement des matériaux, ou de s'en éloigner pour dégager l'espace nécessaire à l'écoulement des corps étrangers bloqués sous la vanne de dosage. Ces différents dispositifs, objets de l'invention, permettent à l'évidence de pallier les défauts, rappelés- plus haut, constatés sur les matériels existants. L'invention sera décrite maintenant en se référant, à titre d'exemple et de façon non limitative, à une forme de réalisation représentée sur les dessins annexés La figure I est une coupe de la partie inférieure de la tré mie la figure 2 est une vue en bout partielle de la figure 1 La figure 3 représente schématiquement le principe de la com mande automatique de la vanne par vérin hydraulique La figure 4 représente schématiquement en coupe un des vérins pneumatiques actionnant les volets La figure 5 et la figure 6 représentent le fonctionnement de la vanne de dosage La figure 7 et la figure 8 représentent le fonctionnement d'un volet. En se reportant à la figure 9, on voit que l'épandeur est constitué par une trémie 1, de formes et de dimensions quelconques, terminée à sa base par une sorte de couloir 2 divisé en compar piments par des cloisons 3 : l'un des contés de ce couloir est constitué par des volets 4 (un par compartiment) articulés autour d'un axe 5 : le déplacement du volet 4 par rotation autour de l'axe 5 est commandé par un vérin pneumatique dont nous étudierons plus loin le principe de fonctionnement ; ce couloir est fermé à sa base par une vanne 7 tournant autour d'un arbre 8 sur lequel est soudée une butée 9 sur laquelle vient s'appuyer le piston d'un vérin 10 dont nous étudierons plus loin le principe de fonctionnement , ce vérin 10 se déplace dans un support 11. le couloir 2 présente dans la figure 1 un angle de 75 par rapport à l'horizontale, on aurait pu tout aussi bien choisir un autre angle à condition qu'il soit supérieur à 550 pour les raisons exposées précédemment. La figure 3 représente schématiquement le vérin 10 et son fonctionnement : il s'agit d'un vérin hydraulique travaillant en circuit ouvert, alimenté en huile par exemple par la pompe de la benne P ou par tout autre moyen à condition que la quan tite d'huile envoyée dans le vérin soit proportionnelle à la vitesse de déplacement de l'engin épandeur : un réducteur de débit RD réglable est monté sur la tuyauterie de retour d'huile à la bache B (ou flasqué sur le vérin) ; lorsque le débit de la pompe augmente, l'orifice disponible pour le passage de l'huile dans le réducteur de débit RD demeurant identique, il se produit dans le corps du vérin une élévation de la pression qui a pour effet de comprimer le ressort R : le piston décrit alors une certaine course en élongation. La figure 4 représente schématiquement le vérin 6 et son fonctionnement : deux ressorts de compression R1 et R2 strictement identiques sont montés de part et d'autre du support S åoin) d'étanchéité J : si un distributeur alimente en air comprimé le vérin par l'orifice Al, l'orifice A2 étant ouvert, le ressort R2 se trouvera comprimé et le piston se déplacera vers le fond du cylindre, il "rentrera" ; lorsque le distributeur ali mentera--te vérin par l'orifice A2, l'orifice Al étant ouvert, le piston 'çsortira" ; lorsque le distributeur "décompresse" le vérin, les ressorts R1 et R2 ramènent le piston à sa position initiale d'équilibre 0. il est évident, que, si une utilisation particulière exigeait deux courses de piston différentes, il suffirait de modifier les longueurs des ressortis, R1 étant, par exemple plus long que R2 dans le cas où on voudrait obtenir une course en extension plus imposante que la course en rétraction. les figures 5 et 6 illustrent le fonctionnement de la vanne et le contrôle automatique du dosage. En faisant pivoter autour de l'axe 8 la vanne 7, on ménage un passage p par lequel s'écouleront les matériaux : la dimension de ce passage p est déterminée en fonction de la granulométrie et de l'état des matériaux, de la vitesse de déplacement de l'engin épandeur (cho- sie à 4 km par heure) et du dosage souhaité exprime en litres par mètre carré : on règle le réducteur de débit de façon à ob tenir une course du piston du vérin 10 choisie une fois pour tou tes et identique sur tous les épandeurs ; ce réglage s'effectue aisément sur un banc d'essais simple : on envoie d'abord dans le vérin la quantité dthuile qui correspond au débit de la pompe montée sur l'engin épandeur se déplaçant à la vitesse de 4 km pa: heure , on règle le réducteur de débit RD pour que le piston occupe sa.position "rentrée" ; on envoie ensuite dans le vérin la quantité d'huile qui correspond au débit de la pompe lorsque l'engin épandeur se déplace à la vitesse de 6 km par heure, et on règle le réducteur de débit pour obtenir la course du piston choisie.Lorsque l'engin épandeur dépassera la vitesse de base 4 km/heure, le piston du vérin appuiera sur la butée 9, l'ouverture p de la figure 5 deviendra l'ouverture p' de la figure 6 il est évident que la différence entre p et p', cest-à-dire la course de la vanne, est directement proportionnelle à la valeur de p : par exemple, pour une valeur de p égale à 20 mm à 4 km/h on obtiendra à 6 km/heure une valeur de p" égale à 30 mm ; pour une valeur de p égale à 40 mm, on obtiendra dans les mêmes conditions une valeur de p' égale à 60 mm : il faudra donc, pour obtenir dans le premier cas une course p'-p = 30 mm - 20 mm = 10 mm, et dans le second cas une course p'-p = 60 mm - 40 mm = 20 mm avec une course du piston de vérin immuable, déplacer le point de contact du piston sur la butée 9.On fera coulisser dans son support Il le vérin 10 et la butée 9 comportera un certain nombre de repères correspondant aux différentes valeurs de P- La figure 7 illustre le fonctionnement du volet 4 et son rôle dans le contrôle de la largeur et de la forme de la nappe a'e'pandage. Pour interrompre la chute des matériaux contenus à l'intérieur d'un compartiment du couloir 2, il suffit d'envoyer de l'air comprimé dans l'orifice A2 du vérin 6 correspondant le piston du vérin "sort" et le volet pivotant autour de son axe 5 vient au contact de la vanne 7 : on maintient la pression d' air dans le vérin 6 afin que le volet 4 demeure au contact de la vanne : on pourra, bien enQndu, manoeuvrer simultanément plusieurs volets 4 pour obtenir toutes les largeurs d'épandage désirées. La figure 8 illustre le fonctionnement du volet 4 et son rôle dans l'évacuation des corps étrangers. Pour évacuer un corps étranger ou un élément de granulométrie supérieure à celle des matériaux utilisés bloqué entre la vanne 7 et un des volets 4, il suffit d'envoyer de l'air comprimé dans l'orifice Al du vérin 6 correspondant : le piston du vérin "rentre" et le volet 4 pivotant autour de son axe 5 s'éloigne de la vanne 7 ; dès que l'élément perturbateur est évacué, on ramène le volet 4 à sa position normale en "décompressant" le vérin 6. Cette manoeuvre étant très rapide, il tombe sur la route un surplus de matériaux minime puisque limité à la largeur d'un compartiment : l'aspect de la nappe ne s'en trouve donc pas gravement perturbé. On voit donc, en conclusion, que ces différents dispo sitfs éliminent les défauts relevés sur les épandeurs actuelle ment proposés aux utilisateurs. REVENDICATIONS 10) Dispositif d'épandage par gravité pour matériaux granuleux et/ou pulvérulents utilisés pour les revêtements superficiels sur les chantiers de travaux publics et les routes, caractérisé par une trémie 1 terminée à sa partie inférieure par une sorte de couloir 2 divisé au moyen de cloisons 3 en un certain nombre de compartiments fermés à leur base par une vanne 7. ouvertu- re réglable de cette vanne 7 dégage un passage pour l'écoulement des matériaux ; cette ouverture est déterminée en fonction du dosage à obtenir et pour une vitesse de déplacement de l'engin épandeur choisie. Un dispositif de commande automatique 9 - 10 et 77 corrige l'ouverture de la vanne en fonction des variations de la vitesse de déplacement choisie.Les côtés 4 des compartiments qui constituent et délimitent avec la vanne le passage des matériaux pivotent autour d'un axe 5: à cet effet, ils sont reliés à des moyens de commande individuels 6 et agissent comme des volets susceptibles de venir au contact de la vanne 7 pour stopper l'écoulement des matériaux, ou de s'en éloigner pour dégager l'espace nécessaire à l'écouleuent des corps étrangers bloqués sous la vanne de dosage. 20) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le vérin 10 qui travaille en circuit ouvert reçoit de la pompe P une quantité d'huile proportionnelle à la vitesse de déplacement de 1engin épandeur, ce qui, combiné avec le réglage du passage de l'huile dans le réducteur de débit PD, produit à-l' intérieur du corps, lorsque la vitesse de déplacement s'accroît, une surpression qui comprime le ressort R et fait décrire au piston une certaine course en élongation. 30) Dispositif selon les revendications 1 et 2 prises ensemble, caractérisé en ce que le vérin 10 coulisse dans un support Il et peut, de ce fait, prendre appui sur la butée 9 soudée sur axe 8, en un certain nombre de points déterminés en fonction des différentes ouvèrtures de la vanne 7. 40) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le vérin pneumatique 6 est à double effet et position centrale marquée le piston 11sorts quand on alimente en air comprimé le vérin par l'orifice A2, l'orifice AI étant ouvert ; il "rentre" lorsqu'on alimente par A1, A2 étant ouvert ; il reprend sa position centrale lorsqu'on le vide de l'air qu'il contient, Al et A2 étant ouverts. 50) Dispositif selon les revendications 1 et 4 prises ensemble, caractérisé en ce que le vérin 6 fait pivoter autour de l'axe 5 le volet 4 qui vient au contact de la vanne 7 lorsque le piston du vérin 6 travaille en extension (il sort) ou s'en éloigne lorsque le piston travaille en rétraction (il rentre).