Brevet FR2601329A1 — publié le 19880115

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE REMPLISSAGE D'UN SAC TUBULAIRE AVEC UN MATERIAU SOLIDE EN FORME DE POUDRE OU DE GRANULES ET SAC POUR LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE ET DU DISPOSITIF. L'invention concerne un procédé pour le remplisage d'un sac tubulaire, ouvert à une extrémité, avec un ma tériau solide en forme de poudre ou de granules, notamment de grande contenance (250 litres et plus) , elle se rapporte également à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, et à un sac pour la mise en oeuvre du procédé et du dispositif L'opération de chargement des sacs de grande contenance (250 litres et plus) pose de plus en plus de problème dans l'industrie chimique et dans l'industrie agro-alimentaire.Pour l'essentiel, cette opération consiste à - aménager les deux lèvres de I'extrémité ouverte du sac pour former un orifice de remplissage - placer cet orifice formant cheminée de chargement sur une goulotte de remplissage reliée à une tré mie contenant le matériau à charger - envoyer de l'air dans le sac pour le déplier - et enfin à ouvrir la trémie pour charger le sac. Malheureusement, bien que ces techniques soient largement répandues, la qualité de remplissage n'est pas toujours très parfaite, notamment avec des matériaux pulvérulents, probablement par suite du mauvais tassement, et surtout ces opérations ne sont pas automatisables. De plus, il est difficile de fixer la goulotte de remplissage des sacs sur les appareils existants L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise un procédé qui améliore le remplissage des sacs, soit éco- nomique et facilement automatisable. Ce procédé pour le remplissage d'un sac tubulaire, ouvert à une extrémité, avec un matériau solide en forme de poudre ou de granules, consiste - à écarter les deux lèvres de l'extrémité ouverte du sac pour former un orifice de remplissage , - à placer cet orifice de manière étanche sur une goulotte de remplissage reliée à une trémie con tenant ledit matériau à charger - à envoyer de l'air dans le sac pour le déplier - à ouvrir la trémie pour remplir le sac L'invention se caractérise :: - en ce que le sac est saisi par un jeu de pinces au voisinage de son extrémité ouverte - et, en ce que l'on rapproche les pinces pour former un orifice de remplissage Avantageusement, en pratique - pendant le chargement du sac, l'extrémité ouverte de celui-ci est animée de mouvements permanents alternatifs de montée et de descente, de manière à assurer un bon tassement et une répartition homogène du produit - une fois le sac rempli, on le fait tourner sur lui-même ou autour de son axe vertical de manière à former un col torsadé à l'extrémité libre du sac, puis on ligature la portion torsadée ainsi formée. - les sacs individuels sont enroulés en série les uns à la suite des autres pour former un rouleau , ledit rouleau étant déplié sur un support jusqu'à présenter un sac unitaire, qui est alors saisi par le jeu de pinces serrant les lèvres de l'extrémité ouverte, on provoque son glissement sur le support,et on l'amène en position verticale L'invention concerne également un dispositif automatique pour la mise en oeuvre de ce procédé.Ce dispositif automatique qui comporte de manière connue - une trémie de chargement associée à une goulotte de remplissage - des moyens pour placer l'orifice ouvert du sac de manière étanche autour de ladite goulotte - des moyens pour insuffler de l'air dans le sac avant remplissage, se caractérise en ce qu'il comporte également - un jeu de pinces destinées à saisir l'extrémité ouverte d'un sac unitaire - des vérins, solidaires de la goulotte de remplissage,destinés à assurer la fermeture des pinces sur le sac, - des pistons, destinés à provoquer le rapprochement des dites pinces l'une vers l'autre Avantageusement, en pratique - la goulotte de remplissage est articulée sur des vérins associés à un organe destiné à les animer d'un mouvement permanent alternatif de montée et de descente, à tension contrôlée sur le sac, et à accompagner le raccourcissement du dit sac, occasionné par le remplissage - le sac en cours de remplissage , repose sur un plateau tournant autour de l'axe vertical de la goulotte - le dispositif comporte également . un support destiné à recevoir les sacs uni taires . des moyens pour faire glisser le sac saisi à son extrémité sur le dit support - le glissement du sac saisi sur le support est assuré par le pivotement du vérin de préhension sur la goulotte de remplissage, et par la montée de celle-ci. Enfin, l'invention concerne également des sacs tubulaires pour la mise en oeuvre du dispositif ci-dessus. Ces sacs se caractérisent en ce que chacune des deux lèvres formant l'ouverture du sac tubulaire présente une plaque de manoeuvre rigide élastique dont la longueur correspond sensiblement à 1' écartement entre les deux jeux de pinces,lorsque celles-ci ne sont pas actionnées. La manière dont 1 'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent donnés à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. Les figures 1 à 5 représentent différentes formes de réalisation du sac selon l'invention. La figure 7 est une vue détaillée de la tete de chargement du dispositif selon figure 6. La figure 8 montre une pince de préhension caractéristique selon l'invention. Les figures 9 à 12 montrent schématiquement les phases de préparation du procédé selon l'invention. Les figures 13,14 et 15 représentent sommairement différentes étapes de l'opération de chargement. Pour des raisons de commodité et de facilité de -compréhension, tout organe ou élément symétrique d'un organe ou élément référencé, portera la même référence munie du symbole prime (') Le sac tubulaire caractéristique de l'invention montré à la figure 1, désigné par la référence générale (1) est réalisé en tout matériau approprié compatible avec le matériau à recevoir (granules, poudre..). Il peut être avantageusement une toile tissée en polypropylène. Ce sac tubulaire (1) est fermé en bas par une couture de fond (2) et est ouvert à son extrémité opposée (3). Les lèvres respectivement (4) et (5) qui forment cette ouverture libre (3) comportent chacune une lame souple (6,6') tenue sur le bord par des coutures (7) et (8).Ces plaques de manoeuvre caractéristiques (6,6') telle que des lames en tole d'acier, en matière plastique ou en carton épais, doivent être souples, rigides et élastiques. Les intervalles entre les deux coutures (7) et (8) forment une poche ouverte qui reçoit ainsi parfaitement les plaques de manoeuvre (6,6') dont les bords s'appuient sur lesdites coutures (7) et (8). Ces coutures (7,8) peuvent être remplacées par des moyens équivalents tels qu'aggrafes ou rivets Dans une variante montrée à la figure 2, les plaques de manoeuvre (6,6') sont introduites dans une ganse cousue (9) prévue à cet effet. Dans la variante montrée à la figure 3,les plaques de manoeuvre (6,6') sont simplement maintenue en place par une feuille de plastique (10) soudée le long du pointillé (1l),afin de former gousset. Comme on le voit sur la figure 5, on comprend que si l'on rapproche dans le sens indiqué par les deux flèches F et F' les bords des plaques de manoeuvre (6,6'), on forme ainsi une ouverture en forme de cheminée. Afin d'être sur de l'ouverture correcte de l'extre- mité libre (3)du sac (1),les plaques de manoeuvre (6,6') peuvent présenter une encoche de pliure médiane, qui lors de l'action des forces F et F', provoquent un effet de répulsion, garantissant ainsi la formation d'une ouverture en forme de cheminée . En pratique , le sac (1) est replié dans le sens de sa largeur pour faciliter les manipulations et le remplissage Le dispositif de chargement selon l'invention montrés aux figures 6 et 7 comprend essentiellement une trémie de chargement (12) destin à recevoir ledit matériau sous forme de granules ou analogues. Une vannez (13) d'ouverture, commandée pneumatiquement ou électroniquement envoie les produits à une goulotte d'écoulement (14), coaxiale de la goulotte de chargement (16) proprement dite. Un joint (15) assure une étanchéité sommaire au passage de l'air.La goulotte (16) est solidaire d'un cadre (17) articulé, par des liaisons semi-rigides (18) du type "silent-blocks", sur des vérins de manoeuvre (20) solidaires d'éléments de support (19), en l'occurence, des pieds supports (19). Ces vérins peuvent entre autre transmettre au dit cadre (17), un mcuv-ment- alternatif de montée et descente. Un tuyau souple (21) relie la goulotte de chargement (16) à une amenée d'air (22) (figure ,) destinée à gonfler le sac lors de l'opération de remplissage. Le cadre rigide (17) est solidaire d'un fourreau de support (23) à l'extrémité duquel est placée la tête de chargement etanche (24) qui comporte deux joints d'étanchéité (25,38) pour le remplis.saqe et un support de serrage du joint (26). Grâce à des roulements à billes (27,28), le cadre (17) soutient deux tubes support (29,29'),disposés de part et d'autre de la goulotte de chargement (16).Le tube supoort (29) contient un bati (35,68) comportant deux verins verticaux (30,30')(montrés en détail au sein de la figure 8),animant les machoires (64,65) des pinces de chargement.Ce bati(35,68) comporte un axe rond (35), coulissant dans le tube (29),avec un plat (68), supportant les machoires (64,65) des pinces de chargement Au droit de la présence du plat (68), le tube (29) présente une fente (69) permettant son passage dans la partie de manoeuvre de ce plat,comme indiqué en figure 8 Les pinces de chargement sont constituées d'une machoire fixe (64) et d'une machoire mobile (65),actionnée par le vérin (30), afin de venir pincer les bords libres (33,34) du sac (1) (Voir figure (4,5). Ces machoires (64,65) viennent juste pincer le sac au voisinage de l'extrémité et de préférence à l'extérieur des plaques de manoeuvre .Le rapprochement des deux pinces (64,65) et (64';65') dans le sens indiqué par les flèches F et F', de manière à former l'ouverture , est assuré par un piston (36,36') solidaire de l'axe (35,35'), agissant dans une chambre d'insufflation d'air (37,37'), associée à un ressort de rappel (39,39'). En envoyant de l'air comme indiqué par les flèches P et P' dans les chambres (37,37'),on déplace le piston respectivement (36) et (36') dans le sens indiqué par les flèches F et F' Plusieurs vérins, par exemple au nombre de trois (42), fixés au fourreau (23) permettent de faire monter et descendre la tête d'étanchéité (24) et d'assurer par là le contact entre le joint (25) et l'ouverture (3) créée par les plaques de manoeuvre (6,6') Deux verins (60,60') solidaires du cadre (17) et du support plat (68,68') des pinces en (67) et (67'), permettent de mettre en position horizontale les pinces (64,65) et (64',65'), comme indiqué sur les figures 9 à 12 . Le processus de chargement est indiqué au sein de ces figures Selon une caractéristique de l'invention, les sacs élémentaires individuels sont enroulés sous forme de rouleaux (40), eux-mêmes fixés sur un entreaxe (63). Ils sont placés à proximité d'un support incliné (41).Grace aux roulements à bille (27,28) et (27',28'),et à l'action des vérins (60,60'), les deux pinces sont amenées en position horizontale comme indiqué sur la figure 10 , les machoires (65) et (65') étant ouvertes sous l'action des vérins (30,30'). Le sac (44) glisse sur le support incliné (41), et les bords (33,34) du dit sac, viennent se placer entre les machoires ouvertes (64,65) d'une part et (64',65') d'autre part .L'extrémité du sac est parfaitement saisie lorsque les deux machoires se referment . I1 va de soi que le déroulement du rouleau (40) doit être effectué en synchronisme avec la préhension individuelle des extrémités (33) et (34) par les vérins (30,30'). Avantageusement, l'angle d'inclinaison du support (41) est de l'ordre de 15" par rapport à l'horizontal. Par un dispositif approprié montré à la figure 6, on fait monter les vérins (20) comme indiqué à la figure 10. Le sac (44) dont l'extrémité est saisie est ainsi tiré vers le haut. Le mouvement de montée (voir figure 11) du vérin continue jusqu'à ce que le vérin (20) soit entièrement déplié . On fait alors pivoter les pinces autour des axes (35) et (35') pour les replacer en position verticale, tandis qu'une partie du support du sac s'escamotte pour que celui-ci se retrouve en position verticale . Le sac étant amené en position verticale (voir figure 6), on envoie de l'air dans les chambres (37) et (37').Les pinces se déplacent suivant les flèches F et F',créant l'ouverture de la gueule du sac On actionne alors les verins (42) de manière à faire descendre la tête de chargement (24) et assurer l'étant chéïté sur le joint (25). On insuffle de l'air dans le sac par un ventilateur (22) . On ouvre alors la vanne (13) pour assurer le remplissage (figure 14). Pendant toute cette opération de chargement, le sac repose sur une palette (46) qui repose elle-même sur un plateau tournant (47), et l'ensemble de la tête de chargement (24) est animé d'un mouvement alternatif par l'intermédiaire du cadre (17), lié aux vérins (20),afin d'assurer un tassement progressif du produit .Ce mouvement est asssuré par un organe désigné sous la référence générale (50), montré en détail à la figure 6.Cet organe comprend dans l'ordre, une chambre de réserve d'huile (51), avec son piston (52), associé à un organe de régulation de pression (54), comprenant lui-même un piston (58),un ressort taré (55), et un bouchon (56), un piston actionneur (53), associé à une vanne (59),qui permet de répartir le flux d'huile soit dans les circuits (57), soit dans la chambre (51) et les circuits (57) Lorsque l'on désire faire monter les vérins (20) il suffit de pousser sur le piston (52) pour envoyer de l'huile dans les circuits (57), après avoir ouvert la vanne (59) Pour assurer le mouvement de montée et descente, on ferme la vanne (59) et on pousse le piston (53). L'huile passe en (57) et (54), fai monter les pistons (20) jusqu'à ce que le piston (58) dégage la lumière (43), et que l'huile passe dans la réserve (51).Lorsqu'on relache le piston (53), le piston (58) redescend et obture la lumière (43), les pistons (20) redescendant plus bas qu'ils n'étaient avant le déplacement antérieur du piston (53) d'une hauteur égale au rapport du volume d'huile transféré en (51), divisé par la section totale des verins (20) La lumière (43) se dégage lorsque l'on dépasse la poussée du ressort , que l'on calcule pour être égale au poids de la tete de chargement , ajouté d'une tension sur le sac égale à un poids prédéterminé, par exemple, 150 ou 250 Kg Ainsi, ce mouvement de montée et descente s'effectue à tension contrôlée sur la toile du sac.La répartition du produit est entièrement homogène, et la tête de remplissage baisse au fur et à mesure du remplissage,ac- compagnant le raccourcissement inévitable du sac Lorsque l'opération de chargement est terminée ( Cf figure 15), on fait tourner le plateau (47) pour former ainsi un col torsadé (48), qui est alors ligaturé. L'invention comporte de nombreux avantages par rapport aux solutions connues à ce jour . On peut citer - la préhension automatique du sac:, - l'utilisation d'un grammage de toile plus faible pour la confection des sacs, puisqu'il n'est pas destiné à être manipulé par préhension verticale - la formation automatique du col torsadé L'ensemble peut être davantage automatisé si l'on adjoint un appareil à ficelage automatique, comme ceux existant déjà sur le marché De la sorte , l'invention peut être utilisée avec succès pour le remplissage de sacs de grande contenance, c'est à dire de 250 litres et plus, au moyen de matières solides sous forme de granules et surtout sous forme pulvérulente REVENDICATIONS 1/ Procédé pour le remplissage d'un sac tubulaire (1) ouvert à une extrémité (3), avec un matériau solide en forme de poudre ou de granules, qui consiste - à écarter les deux lèvres de l'extrémité ouverte du sac pour former un orifice de remplissage - à placer cet orifice de manière étanche sur une goulotte de remplissage (16) reliée à une trémie contenant ledit matériau à charger - à envoyer de l'air (21) dans le sac (1) pour le déplier - à ouvrir la trémie (12,13) pour remplir le sac caractérisé :: - en ce que le sac (1) est saisi par un jeu de pinces (64,65) et (64',65') au voisinage de son extrémité ouverte (3) - et,en ce que l'on rapproche les dites pinces pour former un orifice de remplissage 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant le chargement du sac (l),l'extrémité ouverte (3) de celui-ci est animée de mouvements permanents alternatifs de montée et de descente, de manière à assurer un bon tassement et une répartition homogène, du produit 3/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que lorsque le sac (1) est rempli, on le fait tourner sur lui-même autour de son axe vertical de manière à former un col torsadé (48) à l'extrémité libre (3) du sac (1), puis, en ce qu'on ligature la portion torsadée ainsi formée. 4/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les sacs individuels (1,44) sont enroulés en série les uns à la suite des autres pour former un rouleau (40), et en ce que ledit rouleau (40) est déplié sur un support (41) jusqu'à présenter un sac unitaire (44), qui est alors saisi par le jeu de pinces (64,65,64',65')serrant les bords (33,34) de l'extrémité ouverte (3), puis à provoquer son glissement sur le -support (41) pour l'amener en-position verticale, par la montée de la tête de chargement (24) et le pivotement des dites pinces 5/-Dispositif automatique pour la mise en oeuvre du procédé,selon l'une des revendications 1 à 4,comportant:: - une trémie de chargement associée à une goulotte de remplissage (16) - des moyens pour placer l'orifice ouvert (3) du sac (1) de manière étanche autour de ladite goulotte (16) - des moyens pour insuffler de l'air (21,22) dans le sac (1) avant remplissage, caractérisé en ce qu'il comporte également - un jeu de pinces (64,64',65,65') destiné à saisir l'extrémité ouverte (3) d'un sac unitaire (1,44) ;; - des vérins (30,30'), solidaires de la goulotte de remplissage (16), destinés à assurer la fermeture des pinces (64,64',65,65') sur le sac (1,44) - des pistons (36,36') destinés à provoquer le rapprochement des dites pinces l'une vers l'autre 6/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la goulotte de remplissage .(16) est articulée sur des vérins (20) associés à un organe (50) destiné à les animer d'un mouvement permanent alternatif de montée et de descente, à tension contrôlée sur le sac, et à accompagner le raccourcissement du dit sac, occasioné par le remplissage 7/ Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le sac (1,44) en cours de remplissage, repose sur un plateau tournant (47) autour de l'axe vertical de la goulotte de remplissage (16) 8/ Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte également un support (41) destiné à recevoir les sacs unitaires (1,44) des moyens pour faire glisser le sac saisi (1,44) à son extrémité sur le dit support (41) 9/ Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le glissement du sac (1,44) saisi sur le support (41) est assuré par le pivotement du vérin de préhension (60,60') sur la goulotte de remplissage (16), et par la montée de celle-ci 10/ Sac tubulaire (1,44) pour la mise en oeuvre du procédé et du dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que chacune des deux lèvres (4,5) formant l'ouverture (3) du sac tubulaire (1) présente une plaque de manoeuvre (6,6') rigide et élastique, dont la longueur correspond sensiblement à 1' écartement entre les deux jeux de pinces,lorsque celles-ci ne sont pas actionnées.