Brevet FR2625452A1 — publié le 19890707

DISPOSITIF POUR CALIBRER DES BILLES SPHERIQUES. L'invention concerne un dispositif pour calibrer des billes sphériques, notamment des granules ou des globules en sucre pour l'industrie phar-aceutique ,- elle se rapporte également aux installations de tamisage comportant un tel module de calibrage. Dans l'industrie pharmaceutique, homéopatique notamment, il est bien connu de faire appel à des billes sphériques de sucre, dénommées selon leurs dimensions granules ou globules, qui sont ensuite imprégnées d'une solution appropriée pour devenir des médicaments. Pour différentes raisons, il est indispensable que ces billes soient les plus homogènes possibles et aient un diamètre très régulier. On a proposé de calibrer ces billes par passage sur au moins un tamis à mailles, animé de mouvements vibratoires aussi bien dans le plan horizontal que dans le plan vertical. Bien que cette solution soit très largement répandue pour le calibrage des billes en sucre, elle présente toutefois l'inconvénient de provoquer à la longue un colmatage et une déformation des mailles du tamis, ce qui entraine alors malheureusement une hétérogénéité dans le calibrage. En outre, du fait des vibrations, les billes peuvent parfois se casser, ce qui entraîne d'autres inconvénients. Pour atténuer cela, on doit alors procéder à des tamisages en double et en cascade, ce qui augmente considérablement la durée des opérations, augmente substantiellement l'investissement et provoque des phénomènes d'abrasion de l'état de surface des billes. L'invention paille ces inconvénients. Elle vise un dispositif de calibrage qui soit facile à construire et à faire fonctionner, ne se déforme pas dans le temps, ne provoque pas de cassure inopinée des billes, procure un calibrage rapide et sélectif tout en ayant une productivité accrue. Ce dispositif pour calibrer des billes sphériques à partir d'une trémie d'alimentation destinée à recevoir lesdites billes à calibrer, se caractérise en ce qu'il comprend également - un plénum de répartition destiné à recevoir lesdites billes issues de la trémie pour les distribuer à une pluralité de positions de calibrage constituées chacune par un canal d'amenée à l'extrémité duquel est disposée une buse d'alimentation, une paire de rouleaux contrarotatifs paral lèles inclinés, à l'extrémité haute de la quelle est positionnée la dite buse d'ali mentation, apte à délivrer unitairement les billes, l'écartement desdits rouleaux cor respondant au diamètre des billes à cali brer, chacun desdits premiers rouleaux in clinés se prolongeant par un second rouleau coaxial et solidaire du premier, mais dont l'écartement est supérieur à celui des bil les à calibrer - une goulotte de récupération disposée sous la pluralité de paires de rouleaux destinée à recevoir séparément les billes acceptées par les premiers rouleaux1 refusées par ladite paire de premiers rouleaux, mais acceptée par la paire de seconds rouleaux. En d'autres termes, l'invention consiste à amenée les billes à calibrer dans une pluralité de canaux, puis à faire rouler chaque bille à calibrer sur une paire de rouleaux parallèles contrarotalifs inclinés, de manière à faire avancer ces billes sans les affecter mais en les calibrant, la vitesse de rotation desdits rouleaux étant adaptée à la matière précise des billes à calibrer, ainsi qu'à leur diamètre. Avantageusement, en pratique - les canaux d'amenée reliant le plénum de répartition et les buses individuelles de distribution comportent une portion tubulaire transpartente flexible, éventuellement coudée, en matière plastique inerte, notamment en polytétrafluoroéthylène (PTFE) -' les buses individuelles de distribution fixées à l'extrémité des canaux d'amenée s'appuient dans l'espace ménagé entre les deux rouleaux contrarotatifs de la même paire, et la face avant interne de chaque buse individuelle de distribution comporte un chanfrein disposé audessus de la zone d'écartement entre les deux rouleaux, dirigé vers lesdits rouleaux, de manière à permettre l'introduction des billes une à une sur la paire de rouleaux inclinés en jouant sur l'élasticité du flexible;; - la pluralité de rouleaux parallèles inclinés est disposée dans ie même plan et ces rouleaux sont entraî- nés en rotation en synchonisme au moyen d'un moteur engrenant à son tour sur une courroie crantée qui engrène dans des pignons disposés à l'extrémité de chaque rouleau - chaque paire de rouleaux comporte un rouleau fixe et un rouleau déplaçable en translation dans le plan incliné sous l'effet d'une vis micrométrique de commande - les rouleaux d'une même paire sont inclinés ae 10 à 200 par rapport à l'horizontale, de préférence 150 - la surface des rouleaux est en acier inoxydable chromé dur - les goulottes de récupération comportent deux sections séparées par une paroi verti cale disposée à l'aplomb de la zone de sépa ration des premiers et seconds rouleaux, et la section destinée à recevoir les billes refusées comporte également une paroi anti rebonds destinée à empêcher les -billes refu sées de rebondir par dessus la paroi de séparation. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées. La figure 1 est une représentation sommaire d'un dispositif de calibrage conforme à l'invention vu en section. La figure 2 est une représentation de la paire de rouleaux caractéristiques de l'invention, en vue perspective sommaire. La figure 3 est une représentation en coupe de la buse de distribution caractéristique de l'invention. La figure 4 est une vue symbolique de l'entraînement en rotation des paires de rouleaux. I1 va de soi que si dans la forme d'exécution décrite ci-après, l'invention se rapporte plus particulièrement au calibrage des billes de sucre (granules, globules) destinées à l'industrie pharmaceutique, homéopatique notamment, elle n'est nullement limitée à ce mode de réalisation, mê;e si celui-ci est préféré. Les reres éléments peuvent être combinés de la même façon pour ie calibrage d'autres matières en billes, fragiles nota-- ment, telles que par exemple des granulés, ot-s comp,r~- més, ou tous éléments de confiserie de forme sphérique. D'une manière connue, on charge des billes de sucre (1) calibrés, préparées selon un procédé connu, dans une trémie (2), par exemple au moyen d'un lève-futs. Les biles ainsi chargées descendent alors par gravité dans un plénum de répartition (3) ou elles s écoulent de manière laminaire pour arriver jusqu'à une pluralité de canaux individuels d'amenée (4) verticaux parallèles. Pour faciliter l'écoulement des billes par gravité dans le plénum (3), les angles de celui-ci sont arrondis et leB pentes sont inversées. Chaque canal individuel d'amenée (4) est prolongé par un tube flexible translucide (5), légèrement coudé, emmanché de force sur l'extrémité du canal (4), par exemple constitué par un tuyau en polytétrafluoroéthy lène (PTFE). Cela permet de visualiser l'écoulement des billes dans le tuyau (5) et si nécessaire, d'intervenir en cas de tassement inopiné dans celui-ci. A l'extrémité (6) de chaque flexible (5), est er,.- manchée une buse de distribution (7) montrée en détail à la figure 3. Cette buse (7) repose sur la paire de rouleaux caractéristiques (8,9) grâce à l'effet de ressort exercé par le tuyau flexible (5). Chaque buse (7) est associée à une paire de rouleaux parallèles (8,9) de même diamètre, en acier inoxydable chromé dur, espacés d'un écartement (10) qui correspond au diamètre des billes (15) â calibrer. Selon une première caractéristique de l'invention, ces premiers rouleaux (8) et (9) sont contrarotatifs vers l'extérieur, afin de ne pas serrer les billes à calibrer et par là risquer de les casser. Selon une autre caractéristique de l'invention, ces rouleaux (8) et (9) sont tous disposés dans un même plan P incliné d'un angle ce compris entre 10 et 200 par rapport à l'horizontale, de préférence incliné de 150 pour des billes (15,16) en sucre. Comme déjà dit, le dispositif comporte une pluralité de canaux (4,5) parallèles, associés chacun à une pluralité de paires de rouleaux (8,9) inclinés dans ie même plan P. L'extrémité amont (11) de chaque paire de rouleaux (voir figures 1 et 4) est solidaire d'un pignon (11,12) entrainé en rotation par une courroie crantée (13) sans fin, entraînée elle-même en mouvement par l'intermédiapre de l'arbre de sortie d'un moteur électrique à courant continu et à variateur (14). Un tendeur (15) permet d'ajuster la tension de la courroie (14), ce qui permet alors d'obtenir une vitesse tangentielle constante sur tous les rouleaux (8,9) du même dispositif. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque paire de rouleaux comporte un rouleau fixe (8) et un rouleau (9) déplaçable en translation dans le plan incliné P, grâce notamment à une paire de glissières coulissantes radialement, non représentées, actionnables par une vis micrométrique permettant de faire varier l'écartement (10) en fonction du diamètre des billes (15) que l'on veut calibrer. Dans d'autres caractéristiques de l'invention montrées aux figures 1 et 2, chaque premier rouleau (8ì et (9) d'une meme paire se prolonge par un second roulea (20,21) coaxial au premier (8,9), mais dont le diamètre est nettement inférieur au diamètre des rouleaux (8) et (9), de sorte que l'écartement (22) entre ces deux. seconds rouleaux parallèles (20,21) est nettement supérieur à celui des billes (15) à calibrer. La buse de distribution (7) caractéristique de l'invention (figure 3) qui s'appuie librement sur l'entraxe entre les deux rouleaux (8) et (9) comprend essentiellement une colerette (25) dans laquelle s'engage le flexible (5) pour assurer le remplissage du récipient (26). Ce récipient (26) se prolonge par un cône (27) favorisant l'écoulement des billes. Comme déjà dit, le buse (7) repose librement sur la paire de rouleaux (8,9) grâce à l'effet de ressort exercé par le tuyau flexible (5) qui est légèrement coudé. Pour les mêmes raisons que précédemment, cette buse (7) est en matière plastique inerte (PTFE). Elle est insérée dans l'espace compris entre deux rouleaux (8) et (9) de la même paire. Elle présente sur l'amont (11) une patte (28) qui pénètre le plus profondément possible entre les deux rouleaux (8,9), afin d'éviter la remontée des billes. En revanche, la partie aval (29) comporte un chanfrein (30) incliné par exemple à 30 , destiné à permettre l'engagement des billes (31) une à une sur les rouleaux et à éviter l'effet de voûte. Les billes (31) roulent alors une à une sur l'entraxe (10) où elles avancent progressivement. Les billes acceptéeS (15) dont le diamètre est inférieur à l'en- traxe (10) (figure 1) tombent alors dans la première section (32) d'une goulotte de réception (33) d'où elles sont reprises par le canal (34). En revanche, les billes refusées (16) roulent tout le long de ces rouleaux (8,9) jusqu'à arriver à la zone (35) de séparation des rouleaux (8,9 - 20,21). Comme l'écartement (22) des seconds rouleaux est nettement plus grand que l'écartement (10) des premiers rouleaux, les billes refusées (16) tombent alors dans la seconde section (36) de la goulotte (33), séparée de la première section (32) par une paroi verticale de séparation (37). Un conduit (38) permet de récupérer ces billes refusées (16).Avantageusement, la seconde section (33) comporte une paroi (39) antirebonds, destinée à éviter que les billes refusées tombant dans la seconde section (36) ne rebondissent pour venir retomber dans la première section (32). Par mesure évidente de sécurité, l'ensemble des trains de rouleaux est recouvert d'un capot non représenté. Dans une forme d'exécution adaptée au calibrage des granules en sucre destinés à l'industrie pharmaceutique homéopatique, le diamètre des rouleaux (8,9) est voisin de trente millimètres, l'écartement (10) est réglable de 0 à 4 mm, et la vitesse de rotation des rouleaux à 600 toursminute et ce, afin d'éviter des rebonds préjudiciables des billes (15) sur les rouleaux (8,9). Dans une forme de réalisation préférée, l'installation comporte une pluralité de modules de tamisage conformes à l'invention, disposés en cascade, afin d'éviter des reprises et permettre plusieurs classes de tamisage. I1 va également de soi que tous les éléments de ce dispositif doivent être conformes aux exigences de l'in dustrie auxquelles sont destinées les billes à calibrer. De la sorte, pour l'industrie pharnaceutique, ces élé- ments sont en acier inoxydable, notarment en acier inoxydable chromé dur, ce qui permet alors de mettre cet ensemble à la terre pour décharger électrostatiquement les granules qui frottent entre eux. Le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport au dispositif de calibrage par tamis vibrant utilisé jusqu'alors. On peut citer - la facilité de nettoyage, ce qui est très recherché dans l'industrie pharmaceutique - la possibilité de réaliser une installation de plusieurs modules en cascade, notamment avec des trémies de reprise - l'absence de vibration, ce qui n' affecte plus les billes et permet d'effectuer un traitement bille par bille, ce qui garantit un meilleur calibrage avec un débit important, même pour des billes de petite taille et fragiles, telles que les billes en sucre - la facilité d'exploitation en manutention, et en réglage ; - la possibilité de régler tous les écartements (10) par une seule manoeuvre de commande et avec une précision de l'ordre du centième de millimètre. De la sorte, ce dispositif peut être utilisé avec succès pour le calibrage des granules ou des globules en sucre destinés à l'industrie pharmaceutique homéopatique. REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour calibrer des billes sphériques (1) à partir d'une trémie d'alimentation (2) destinée à recevoir les billes (1) à calibrer, caractérisé en ce qu'il comprend également - un plénum de répartition (3) destiné à recevoir lesdites billes (1) issues de la trémie (2) pour les distribuer à une pluralité de positions de calibrage, constituées chacune par un canal d'amenée (4) à l'extrémité duquel est disposée une buse d'alimentation (7), une paire de rouleaux contrarotatifs paral lèles (8,9) inclinés, à l'extrémité haute (11) desquels est positionnée la buse d'ali mentation (7), apte à délivrer unitairement les billes (31) et dont l'écartement (10) correspond au diamètre des billes (15) à calibrer, chacun desdits premiers rouleaux inclinés (8,9) se prolongeant par un second rouleau (20,21) coaxial et solidaire du pre mier (8,9), mais dont l'écartement (35) est supérieur au diamètre des billes à calibrer (15), - une goulotte de récupération (33) disposée sous la pluralité de paires de rouleaux, destinée à recevoir séparément les billes acceptées (15) par les paires de premiers rouleaux (8,9), refusées (16) par lesdites paires de pre miers rouleaux (8,9), mais acceptéespar les paires de seconds rouleaux (20,21). 2/ Dispositif de calibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les canaux d'amenée (4) reliant le plénum de répartition (3) et les buses individuelles de distribution (7) comportent une portion tubulaire transparente flexible (5) en matière plastique inerte. 3/ Dispositif de calibrage selon la revendication. 2, caractérisé en ce que les buses individuelles de distribution (7) fixées à l'extrémité du tube flexible (5) s'appuient dans l'espace (10) ménagé entre les deux rouleaux (8,9) contrarotatifs de la même paire, la face avant (29) interne de chaque buse inaividuelle (7) présentant un chanfrein incliné (30) disposé au-dessus de la zone d'écartement (10) disposée entre deux rouleaux (8,9) de la même paire, ce chanfrein étant incliné vers lesdits rouleaux (8,9) de manière à permettre l'introduction des billes une à une sur la paire de rouleaux (8,9). 4/ Dispositif de calibrage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pluralité de rouleaux parallèles inclinés (8,9) sont disposés dans le même plan P et sont entraînés en rotation en synchronisme au moyen d'un moteur (14) engrenant sur une courroie crantée (13) qui engrène avec des pignons (11,12) disposés à l'extrémité desdits rouleaux (8,9). 5/ Dispositif de calibrage selon l'une des revendications 1 b 4, caractérisé en ce que chaque paire de rouleaux (8,9) comporte respectivement un rouleau fixe (8 > et un rouleau (9) déplaçable en translation dans le plan incliné P sous l'effet d'une vis micronométrique de commande. 6/ Dispositif de calibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rouleaux (8,9) d'une même paire sont disposés dans un plan P inclinés de 10 à 200 par rapport à l'horizontale, de préférence 15 . 7/ Dispositif de calibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface des rouleaux (8,9) est en acier inoxydable chromé dur. 8/ Dispositif de calibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la goulotte de récupération (32) comporte - deux sections (33,36) séparées par une paroi verticale (37) disposée à l'aplomb (35) de la zone de séparation des premiers (8,9) et seconds rouleaux (20,21) - et la section (36) destinée à recevoir les billes refusées (16) comporte également une paroi anti-rebonds (39) destinée à empêcher les billes refusées (16) de rebondir par dessus la paroi de séparation (37).