Brevet FR2634149A1 — publié le 19900119

l Z634149 DISPOSITIF POUR SEPARER LES FRUITS, DES CORPS ETRANGERS DU SOL La présente invention concerne le domaine des machines agricoles et a notamment pour objet les dispositifs destinés à séparer les fruits des corps étrangers du sol, et réalisés tant sous forme d'installations fixes que mobiles; -elle peut être utilisée de manière particulièrement efficace pour séparer des fruits et légumes ronds tels que: tomates, 1G pommes de terre, etc..., des corps étrangers du sol commensurables dans des récolteuses ou sur des chaines de traitement des fruits récoltés. A la récolte automatisée par exemple des tomates, l'une des opérations les plus difficiles, nécessitant une grande main d'oeuvre, est l'opération de séparation des tomates des corps étrangers du sol, du fait qu'on coupe, en règle générale, pendant la récolte, les pieds des tomates conjointement avec une couche supérieure de sol. Dans la plupart des récolteuses combinées pour les tomates, on sépare les mottes de sol à 2O la main. En plus de la séparation manuelle, on utilise à l'heure actuelle des dispositifs pour la séparation des tomates des mottes de sol, qu'on groupe en deux classes; dispositifs mécaniques et dispositifs électroniques. Les séparateurs électroniques analysent les constituants d'un tas récolté et les envoient vers un transporteur correspondant (transporteur pour des fruits ou transporteur pour des corps étrangers). Toutefois, ils sont compliqués, car on doit présenter à l'analyse chaque constituant d'un tas récolté et, de ce fait, il est indispensable de présenter les constituants d'un tas un par un à un analyseur, ce âit limite le rendement de ce dispositif. En vue d'élever la capacité de production d'une installation, on fait appel 2 2634149 à des analyseurs comprenant plusieurs voies (24 voies et plus), ce qui augmente considérablement les cotes d'encombrement et le coût de ces dispositifs. Parmi les séparateurs mécaniques, les séparateurs de différents types, réalisés sous forme d'une "bosse de triage", dans lesquels la séparation des constituants s'effectue suivant une surface porte-tiges d'un transporteur incliné sans fin, selon des indices tels que la forme et la densité, trouvent un emploi sur la plus large échelle. Toutefois, la qualité de la séparation d'un tas est faible par suite des valeurs presque égales des densités des constituants et de la similitude de leurs formes. Les séparateurs à brosse et à bande porte-tiges destinés à séparer des corps étrangers et constitués par un transporteur à bande porte-tiges et à brosse tournante montée au-dessus dudit transporteur et balayant le transporteur des fruits qui se sont moins enfoncés entre les tiges de la surface hérissée de tiges, appartiennent à d'autres types de séparateurs mécaniques employés eux aussi sur une large échelle. Cependant, du fait que les propriétés physiques et mécaniques des constituants d'un tas sont très proches l'une de l'autre, il est indispensable d'assurer une bonne qualité de la séparation d'un tas dans ces dispositifs. 2- Parmi les dispositifs connus, le dispositif selon le SU-A-1303065 destiné à séparer les fruits des mottes de terre et des corps étrangers commensurables, comportant une base montée immobile sur laquelle est fixé un cadre annulaire qui tourne sous un certain angle par rapport au plan horizontal et possède un système de transporteurs à bande sans fin disposés suivant sa circonférence et montés de façon qu'ils forment un prisne équilatéral, est le plus proche du dispositif selcr. l'invention, d'après sa conception technique. 3 2634149 Ce dispositif fonctionne de la manière suivante: Un tas composé des fruits et des corps étrangers (mottes de sol, pierres) est amené à la surface des transporteurs orientée vers l'axe de rotation. Dans ce dispositif, les constituants du tas, entrant en contact avec la bande des transporteurs, sont mis en mouvement avec des accélérations centrifuges dont les valeurs diffèrent par suite de la différence de leurs densité, élasticité, coefficient de frottement. En conséquence, les constituants se trouvent sous l'action des forces centrifuges, des forces de Coriolis, des forces de frottement et des forces de la pression normale, dont les valeurs sont différentes. Dans ce cas, les corps étrangers restent sur la bande du transporteur et sont entraînés par celle-ci vers le haut tandis que les fruits roulent vers le bas. C'est ainsi qu'on sépare le tas récolté en ses constituants. Néanmoins, même ce dispositif est caractérisé par un nombre important d'inconvénients. Du fait que le tas est amené & la surface des transporteurs, la section de ce tas se trouve limitée. Elle est inférieure à la section du prisme formé par les transporteurs du dispositif. De ce fait, la capacité de production du dispositif ci-dessus décrit est limitée. On ne peut augmenter la capacité de production de ce dispositif que par l'augmentation de la section transversale du tas, mais cette section est limitée, comme l'on a déjà noté, par la géométrie du dispositif. En outre, la variation cyclique de l'action des forces engendrées lors de la rotation du cadre du 34 dispositif influe défavorablement sur la qualité de la séparation du tas. De ce fait, le dispositif décrit ci-dessus est caractérisé par une faible capacité de production et une 4 2634149 qualité insuffisante de 'la séparation du tas. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients précités. L'invention vise à créer un dispositif pour séparer des fruits des corps étrangers du sol dans lequel la surface de séparation est réalisée de façon à assurer l'élévation de la capacité de production du dispositif par augmentation de la section transversale d'un tas amené, et à améliorer la qualité de la séparation des fruits par la création d'une action constante des forces agissant sur les constituants d'un tel tas. Le but ainsi défini est atteint par le fait que dans le dispositif pour séparer les fruits des corps étrangers du sol, comportant une base maintenue immobile sur laquelle est fixé un cadre annulaire tournant comportant des transporteurs à bande sans fin disposés suivant sa circonférence, selon l'invention, les transporteurs sont montés sur le cadre de sorte qu'ils forment une pyramide équilatérale tronquée, et des éléments de séparation sont disposés entre les bords adjacents des transporteurs. Il est avantageux que les éléments de séparation soient réalisés sous forme triangulaire. Cette forme de réalisation du dispositif assure l'augmentation de la section d'entrée donnant sur la surface de séparation et, par conséquent, du débit du dispositif. 2' L'essentiel de l'invention revendiquée réside en ce qu'on monte -les transporteurs, sans changer leurs formes géométriques (longueur et largeur), sur le cadre, de manière qu'ils forment une pyramide équilatérale tronquée, en augmentant ainsi la section d'entrée donnant O sur la surface de séparation et par conséquent la section d'un tas amené et, par cela même, la capacité de production du dispositif. On sait que le débit du dispositif dépend directement du volume du tas amené par unité de temps, qui est égal au produit de la section 7s 2634149 moyenne du tas par la vitesse à laquelle il est amené. Quant à cette vitesse, on la choisit maximale compte tenu de la dureté des fruits. Autrement dit, un fruit ne doit pas être endommagé lors de sa collision contre la surface de séparation. Il en résulte qu'on ne peut augmenter la capacité de production que par augmentation de la section du tas amené, et on a réussi à obtenir cela en faisant appel au montage précité des transporteurs. Du fait que les transporteurs disposés sur le cadre annulaire ne couvrent pas toute la surface latérale de la pyramide équilatérale tronquée (en projection, la surface du transporteur à la forme d'un rectangle alors que le pan de la pyramide tronquée à la forme d'un trapèze), les bords adjacents des transporteurs forment des secteurs dans lesquels pénétreront tant des fruits que des corps étrangers du sol, provoquant l'interruption du fonctionnement du dispositif. Des éléments de séparation de forme triangulaire sont montés entre les bords adjacents des transporteurs pour former une surface de séparation continue et couvrir d'une manière simple et globale les secteurs formes entre les bords adjacents des transporteurs. En même temps, ces éléments de séparation augmentent la surface de séparation du dispositif en augmentant sa capacité de production d'une manière évidente. Du fait qu'on sépare le tas en constituants seulement sur la surface inclinée, on assure, par la rotation des transporteurs autour de l'axe vertical, l'action constante des forces sur les constituants du tas et, notamment, l'angle entre la force centrifuge et la force de pesanteur ne varie pas dans le temps ce qui 3C contribue à l'élévation de la qualité de séparation des fruits, des corps étrangers. Le dispositif selon l'invention dans lequel orn a utilisé un nouveau principe physique du processus de séparation d'un mélange en constituants dont les -; r' 6 2 2634149 propriétés physiques et mécaniques sont très voisines, offre des possibilités d'application sur une plus large échelle dans l'industrie ainsi que dans d'autres branches de la technique, par exemple pour séparer des pierres du sol et pour des opérations similaires. Cette forme de réalisation du dispositif assure l'élévation de sa capacité de production de 1,5 à 2 fois et améliore, en même temps, la qualité de séparation des fruits qui atteint 97 % et même davantage. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: - la figure 1 représente en coupe d'une manière i5 schématique une vue d'ensemble d'un dispositif pour séparer les fruits des corps étrangers, selon l'invention: - la figure 2 représente le même dispositif en vue de dessus, - la figure 3 est un schéma de principe qui illustre le processus de séparation des fruits des corps étrangers. Le dispositif pour séparer des fruits et des corps étrangers du sol, comporte un cadre annulaire 1 (figure 1), monté par l'intermédiaire de rouleaux 2 sur une base 3. Des transporteurs 4 sans fin sont disposés suivant la circonférence du cadre 1 sous un angle cv par rapport à l'horizontale et constitués par des arbres menant 5 et mené 6 et une bande sans fin 7, dont la surface porte des tiges. Les arbres menants 5 de chacun desdits transporteurs sont liés aux moteurs électriques d'entraînement 8 (figure 2). Dans ce dispositif, les transporteurs 4 forment une pyramide équilatérale tronquée en formant les pans de cette pyramide. Un anneau de prise de courant 9 (figure 1), 2634 149 monté sur le cadre 1, coopère avec le balai de contact 10. Le cadre 1 est pourvu d'un mécanisme d'entrainement comportant un moteur électrique 11 qui transmet le couple moteur au cadre à l'aide d'un couple de roues dentées: une roue dentée menante 12 et une roue dentée menée 13. Les éléments de séparation 14 (figure 2) de forme triangulaire dont la surface active est revêtue d'un matériau élastique tel que le caoutchoucmousse, sont montés entre les bords adjacents des transporteurs 4 sur le cadre 1. Le dispositif fonctionne de la matière suivante. Lorsqu'une tension électrique est appliquée au moteur électrique 11 et est fournie par le balai de contact 10 et l'anneau de prise de courant 9 au moteur électrique 8, le cadre 1 du dispositif et les arbres menants 5 des transporteurs 4 sont mis en rotation à la vitesse angulaire W. La bande 7 des transporteurs 4 se déplace à la vitesse V. Un tas, constitué des fruits ronds et des corps étrangers (pierre, mottes de sol), est amené vers la 2G partie médiane du transporteur 4. Sur la bande du transporteur, le tas est séparé en constituants. Les fruits roulent vers le bas tandis que les mottes et les pierres sont entraînées vers le haut et rejetées en dehors (figure 3), du fait que les corps étrangers et les fruits ont des coefficients de frottement avec la bande différents. Le coefficient de frottement des corps étrangers est supérieur à celui des fruits. En outre, par suite de l'élasticité différente, les forces centrifuges communiquées aux fruits et aux corps étrangers sont différentes. La force centrifuge des corps étrangers est supérieure à celle des fruits du fait que la densité des corps étrangers est plus grande et que les corps étrangers sont déplacés avec des accélérations centrifuges plus élevées que les fruits. Les constituants du tas parvenant aux éléments de séparation 14, sont transportés sous l'action de la force de Coriolis vers la bande 7, les fruits roulant vers le bas à une vitesse sensiblement supérieure à la vitesse des corps étrangers serrés par la force centrifuge contre les éléments de séparation 14. En se déplaçant avec une plus grande composante horizontale de la vitesse suivant la surface de l'élément de séparation 14, les corps étrangers parviennent à la bande 7 et sont entraînés par celle-ci et évacués à l'extérieur. On conserve ainsi les propriétés constantes de la surface active. De ce fait, elle ne s'encrasse pas et on n'a plus besoin de nettoyer en plus les bandes des transporteurs. Quant aux fruits déformés et fortement endommagés, leur comportement sur la bande des transporteurs est analogue à celui des corps étrangers, c'est-à-dire qu'ils sont évacués par la bande à l'extérieur. Ainsi, en plus des corps étrangers contenus dans le tas, le dispositif évacue aussi les fruits abimés 2U précités. Sur le secteur A (figure 1), la bande 7 est débarrassée elle-même de la terre collée, des fruits écrasés coincés entre les tiges de la surface porte- tiges, des fruits non standardisés, des corps étrangers, etc... sous l'action de la force centrifuge. Il s'ensuit çqe la surface active garde ses propriétés constantes, elle ne s'encrasse pas et on n'a pas besoin de faire appel à un nettoyage supplémentaire de la bande des transporteurs. La présente invention peut être utilisée d'une manière efficace sur une échelle industrielle dans - l'agriculture tant dans des récolteuses mobiles que dans des installations fixes d'épuration et de traitement des fruits et des légumes ronds tels que: tomates, pommes de terre, oignons, etc... 2u 2 6 3 4 1 4 9 REVENDICATIONS- 1. Dispositif pour séparer des fruits des corps étrangers du sol, comportant une base (3) maintenue immobile sur laquelle est fixé un cadre annulaire tournant (1) comportant des transporteurs (4) à bande sans fin disposés suivant sa circonférence, caractérisé en ce que lesdits transporteurs (4) sont montés sur le cadre (1) de sorte qu'ils forment une pyramide équilatérale tronquée, et en ce que des éléments de séparation (14) sont disposés entre les extrémités adjacentes des transporteurs (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de séparation (14) sont réalisés sous forme d'un triangle. 2