Brevet FR2637160A1 — publié le 19900406

La présente invention concerne un dispositif de préparation et de distribution à des auges d'aliment semi-liquide pour du bétail. De tels dispositifs sont connus à ce jour, qui comprennent une cuve dans laquelle est assuré le mélange de farines et de liquide constituant l'aliment, et le stockage de celui-ci, et un circuit pourvu d'une pompe pour la distribution aux auges. Pour diverses raisons, notamment la longueur de la canalisation desservant les auges, le redémarrage de la matière qui peut s'être décantée dans la canalisation lors d'un arrêt de fonctionnement du dispositif, etc., la pression nécessaire en aval de la pompe est élevée, et les pompes que l'on utilise généralement à l'heure actuelle sont des pompes linéaires formées d'un cylindre dans lequel un piston est entraîné par un ou deux vérins. Ces pompes sont de fabrication très compliquée et ont un mauvais rendement du fait du diamètre trop important du cylindre par rapport à celui des canalisations d'admission et de sortie.De plus, si le piston est entrainé par deux vérins montés en opposition aux extrémités du cylindre, une sortie centrale n'est pas possible mais, au contraire, les deux sorties sont complètement déportées. I1 s'ensuit des risques de colmatage sur la partie interne de l'extrémité du cylindre éloignée de la sortie. En outre, à l'arrêt, il y a formation d'une poche d'air dans la partie supérieure du cylindre qu'il faut évacuer au moyen d'une vanne au moment de la mise en marche. Un objet de l'invention consiste à remédier à ces inconvénients avec des moyens simples, faciles à mettre en oeuvre et d'un coût réduit. Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un moyen pour agiter en permanence le produit dans la cuve afin qu'il ait une consistance bien homogène et un moyen pour éviter l'accrochage d'aliment sur les parois de la cuve au-dessus du niveau de l'aliment liquide. Ces objets sont atteints en prévoyant dans le dispositif deux pompes alternatives à piston alimentant chacune, pendant un demi-cyle, un circuit de distribution de l'aliment aux auges et, pendant l'autre demi-cycle, un circuit d'alimentation d'un dispositif d'agitation de l'aliment dans la cuve et de lavage de la partie supérieure de celle-ci, les deux pompes étant associées de telle façon que pendant que l'une alimente l'un des circuits, la seconde alimente l'autre circuit. Le fait de faire travailler de façon alternée les pompes du dispositif sur les deux circuits susmentionnés, plutôt que d'attribuer une pompe à chaque circuit, permet d'éviter la nécessité d'inverseurs de circuit hydraulique qui sont très chers, en utilisant à la place de simples clapets, comme on le verra dans la suite. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels la Fig. 1 est une vue schématique des circuits d'un dispositif selon l'invention, la Fig. 2 est une vue schématique des circuits d'un autre dispositif selon l'invention, la Fig. 3 est une vue de l'intérieur de la cuve des Figs. 1 et 2, montrant schématiquement comment sont réalisés le lavage de la partie supérieure de la cuve et le mélange du produit, la Fig. 4 est une vue schématique des pompes du dispositif de la Fig. 1, la Fig. 5 est une vue schématique des pompes du dispositif de la Fig. 2, et la Fig. 6 est une vue schématique d'une variante de pompe utilisée dans le dispositif de la Fig. 2. Le dispositif montré à la Fig. 1 comprend une cuve 1 dans laquelle est préparé et contenu l'aliment semi-liquide. De la cuve 1, partent des conduites 2 et 3, représentées en traits interrompus, qui aboutissent respectivement sur le côté de l'extrémité supérieure et le côté de l'extrémité inférieure d'une première pompe 4 constituée d'un cylindre et d'un piston. Sur les conduites 2 et 3, sont montés des clapets 5, 6 pour ne permettre au fluide qu'un sens de circulation, de la cuve 1 vers la pompe 4. De même, des conduites 7 et 8, représentées en traits pleins, partent de la cuve 1 vers les extrémité supérieure et inférieure, respectivement, d'une deuxième pompe 9 identique à la pompe 4. Sur les canalisations 7 et 8, sont montés des clapets 10 et 11 pour ne permettre au fluide qu'un sens de circulation, de la cuve vers la pompe. Sur la canalisation 2, en aval du clapet 5, se trouve une dérivation 12, également représentée en traits interrompus, aboutissant à l'entrée d'une canalisation 13. La canalisation 13, représentée en trait fort, est la canalisation de distribution des auges, non montrées. Elle aboutit, en aval des auges, dans la cuve 1. Sur la dérivation 12, est monté un clapet 14 ne permettant au fluide que le sens de déplacement de la pompe 4 vers la canalisation 13. Sur la canalisation 3 aboutissant à l'autre extrémité de la pompe 4, en aval du clapet 6, se trouve une dérivation 15, également représentée en trait interrompu, aboutissant dans une conduite 16 à la base de la cuve 1. La conduite 16 alimente un dispositif d'agitation du produit dans la cuve et de lavage de la partie supérieure de celle-ci qui seront décrits plus tard. Sur la conduite 15, est monté un clapet 17 qui ne permet au fluide transporté qu'un déplacement dans le sens allant de la pompe 4 vers la canalisation 16. Sur la canalisation 7, en aval du clapet 10, se trouve une dérivation 18, représentée en trait plein, aboutissant dans la conduite 16. Sur la conduite 18, est monté un clapet 19 ne permettant au fluide transporté qu'un déplacement dans le sens allant de la pompe 4 vers la canalisation 16. Sur la canalisation 8, en aval du clapet 11, se trouve une dérivation 20, représentée en trait plein, aboutissant à l'entrée de la canalisation 13. Sur la canalisation 20, est monté un clapet 21 qui ne permet au fluide transporté qu'un déplacement dans le sens de la pompe 9 vers la canalisation 13. D'autre part, les pompes 4 et 9 sont des pompes alternatives telles que montrées plus en détail à la Fig. 4. Elles sont formées chacune d'un cylindre 22 avec un orifice supérieur latéral 23 et un orifice inférieur 24 également latéral. Dans le cylindre 22, se trouve un piston 25 actionné par une tige 26 traversant l'extrémité supérieure. Aux Figs. 1 et 4, les pompes 4 et 9 sont disposées côte-à-côte, de façon à ce que les tiges 26 de leurs pistons 25 puissent être entraînées solidairement par l'intermédiaire d'un palonnier 27 et d'un vérin à double effet unique 28 placé entre elles. De préférence, les pompes 4 et 9 sont prévues telles que le rapport entre le diamètre de leur cylindre 22 et le diamètre de leurs orifices et des canalisations ne soit pas trop important. De plus, avantageusement, les extrémités des cylindres 22 ont des formes arrondies, au-delà des limites de course haute et basse des pistons correspondant à des épaulements 29, de façon à éviter des agglomérats de matière. D'autre part, on notera que la disposition verticale des pompes et de leur vérin d'actionnement procure un encombrement réduit. Le circuit de la Fig. 2 comprend les mêmes conduites pourvues des mêmes clapets que le circuit de la Fig. 1. C'est pourquoi les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références numériques assorties du signe La seule différence entre les deux circuits réside dans l'inversion des dérivations 12 et 15. En d'autres termes, au lieu d'aboutir à l'entrée de la canalisation 13' de distribution aux auges, la dérivation 12' conduit à la canalisation 16' et la dérivation 15', au lieu d'aboutir à la canalisation 16' conduit à la canalisation 13'. Dans le circuit de la Fig. 2, le dessin montre par les flèches adjacentes aux pompes 4' et 9' que cellesci marchent en sens inverses : quand le piston monte dans l'une, il descend dans l'autre. Les pompes 4' et 9' et leurs moyens d'actionnement sont montrés à la Fig. 5. Comme les pompes de la Fig. 4, les pompes 4' et 9' sont formées chacune d'un cylindre 22' dans lequel se déplace un piston 25' actionné par l'intermédiaire d'une tige 26' traversant l'extrémité supérieure. Chaque cylindre 22' comporte un orifice supérieur latéral 23' et un orifice inférieur 24'. Bien qu'il puisse lui aussi être latéral, l'orifice 24' représenté à la Fig. 5 est axial. Comme pour les pompes 4 et 9 illustrées à la Fig. 4, les extrémités des cylindres 22' peuvent être arrondies vers les orifices pour faciliter l'écoulement de la matière et éviter les agglomérats. Les tiges 26' actionnant les pistons 25' sont les tiges de vérins à double effet 30' qui surplombent les pompes 4' et 9'. Comme on l'a mentionné précédemment, les pompes 4' et 9' marchent en sens inverses. Divers moyens de synchronisation, connus en soi, peuvent être utilisés pour faire fonctionner les deux vérins 30' en opposition. Dans un exemple de réalisation particulier, le moyen de synchronisation peut consister en un palpeur, non représenté, à l'extrémité supérieure de chaque cylindre 22', détectant l'arrivée en fin de course vers le haut du piston 25' et commandant, en réponse, la remontée du piston 25' de l'autre pompe par l'intermédiaire du vérin associé 30'. Comme on peut le remarquer à la Fig. 5, les vérins 30' au-dessus des pompes 4' et 9' nécessitent d'être parfaitement alignés avec ces dernières lors du montage, ce qui est d'une réalisation délicate. On peut éviter cette difficulté en prévoyant des pompes 4' et 9' du type de la pompe 31 représentée à la Fig. 6. Les éléments de la pompe 31, à savoir le cylindre 32 avec ses orifices 32 et 33, le piston 34 et la tige 36 sont en tous points identiques à ceux qu'on a décrits à propos des pompes 4, 9, 4' et 9'. Par contre, la pompe 31 se distingue des pompes précédentes en ce que sa tige 36 est entrainée, par l'intermédiaire d'un palonnier 38, au moyen de deux vérins à double effet 37 disposés de chaque côté du cylindre 32 et fonctionnant en parallèle. En ménageant des légers jeux aux articulations du palonnier 38 avec les tiges des vérins 37 et la tige 36 de la pompe, on obtient un actionnement satisfaisant de cette dernière, sans fatigue des éléments tels que les presse-étoupe. Le dispositif d'agitation du produit dans la cuve et de lavage de la partie supérieure de celle-ci, alimenté par la canalisation 16 à la Fig. 1, ou 16' à la Fig. 2, est montré schématiquement à la Fig. 3. A la Fig. 3, la cuve 1 est représentée sous la forme d'un cylindre vertical présentant une ouverture centrale supérieure 39 pour l'entrée des farines ou autres composants de l'aliment semi-liquide. L'eau arrive par un orifice, non montré, dans la paroi verticale de la cuve 1. Un arbre creux vertical 40, fermé à ses extrémités, est disposé axialement dans la cuve 1. I1 est monté libre en rotation dans un palier supérieur 41 porté par des bras 42 traversant radialement l'ouverture 39 et un palier inférieur 43 fixé au fond de la cuve 1. Dans sa partie supérieure, l'arbre 40 porte des branches obliques 44 avec lesquelles il communique, et qui comportent des diviseurs de jet, non montrées à leur extrémité supérieure. Les branches obliques 44 sont dirigées vers le haut de la paroi verticale de la cuve 1. Dans sa partie inférieure, l'arbre 40 est solidaire d'un disque coaxial 45 dont la périphérie comporte des écopes 46 en communication avec l'intérieur de l'arbre creux 40. D'autre part, de la périphérie du disque 45, partent des bras 47 portant des pales 48 sur lesquelles sont dirigés des injecteurs 49 alimentés en fluide sous pression à partir de la canalisation 16 ou 16'. Enfin, sous le disque 45, l'arbre 40 porte une vis d'Archimède 50 servant à entrainer la matière contenue dans la cuve vers la ou les canalisations de sortie conduisant aux pompes du dispositif. A noter que bien qu'aux Figs. 1 et 2, les départs de ces canalisations de sortie soient représentées sur le côté de la cuve 1, il est préférable, en pratique, qu'elles partent du fond de la cuve. Le fonctionnement des dispositifs représentés aux Figs. 1 et 2 est le même. A la mise en marche, pendant qu'on introduit de l'eau dans la cuve 1, on peut opérer un nettoyage des circuits en faisant démarrer les pompes alors que les arrivées d'aliment dans les auges, desservies par la canalisation 13 ou 13', sont fermées. Le liquide passant dans la canalisation 13 ou 13' est donc totalement recyclé à la cuve. Pendant ce temps, l'autre circuit alimentant le dispositif d'agitation du produit dans la cuve et de lavage de la partie haute de celle-ci fonctionne normalement. Après cette première phase d'amenée d'eau et de nettoyage, on introduit les composants secs de l'aliment semi-liquide par l'ouverture 39. Cette opération peut évidemment commencer avant que toute l'eau nécessaire pour préparer la quantité d'aliment désirée soit rentrée dans la cuve 1. Quand l'aliment est prêt, c'est-à-dire quand la totalité de ses composants, eau comprise, a été introduite dans la cuve 1, et que le mélange est suffisamment homogène, la distribution de l'aliment commence par simple ouverture des arrivées aux auges connectées à la canalisation 13 ou 13'.Pendant tout le temps que dure cette distribution, l'aliment arrive sous pression dans la canalisation 16 ou 16' et, par conséquent, dans les injecteurs 49. L'arbre creux 40 dans la cuve 1 est donc continuellement en rotation, de sorte que de la matière est pulvérisée sans arrêt et tout autour de la partie supérieure de la cuve 1 par les branches 44. De même la vis 50 tourne en continu. Par conséquent, l'aliment est agité en permanence dans la cuve 1, de sorte qu'il conserve son homogénéité. Bien entendu, si en fin de distribution, il reste de l'aliment dans la cuve 1, qui devra donc être stocké jusqu'à la distribution suivante, on prendra soin, avant de procéder à celleci, de fermer les arrivées aux auges et de faire fonctionner le dispositif pendant un certain temps, jusqu'à ce que l'aliment stocké ait retrouvé son homogénéité. On n'a décrit ici que la forme de réalisation préférée du dispositif d'agitation du produit dans la cuve et de lavage de la partie supérieure interne de celle-ci. Bien entendu, d'autres formes de réalisation sont possibles. On peut notamment prévoir, à partir de la canalisation 16 ou 16', une conduite alimentant une rampe de pulvérisation dans la partie haute de la cuve et une autre conduite alimentant un dispositif séparé d'agitation de l'aliment. De même, les circuits des dispositifs représentés aux Figs. I et 2 sont montrés à titre indicatif uniquement. Ces circuits peuvent être modifiés ou simplifiés, en utilisant une boite à clapets, par exemple. REVENDICATIONS 1) Dispositif de préparation et de distribution à des auges d'aliment semi-liquide pour du bétail, comprenant une cuve (1) dans laquelle est assuré le mélange de farines et de liquide constituant l'aliment et une canalisation (13 ou 13'), dont l'extrémité aval aboutit dans la cuve (1), sur laquelle sont connectées des arrivées aux auges pourvues de moyens de fermeture, caractérisé en ce qu'il comporte deux pompes à piston alternatives (4,9; 4', 9'; 31) alimentant chacune, pendant un demi-cycle, le circuit de distribution de l'aliment au auges comprenant la canalisation (13 ou 13') et, pendant l'autre demi-cycle, un circuit d'alimentation d'un dispositif d'agitation de l'aliment dans la cuve et de lavage de la partie supérieure de celle-ci, les deux pompes étant associées de telle façon que pendant que l'une alimente l'un des circuits, la seconde alimente l'autre circuit. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités internes desdites pompes (4, 9; 4', 9'; 31) sont arrondies vers leurs orifices d'admission ou de sortie. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux pompes alternatives (4,9) sont commandées par un même vérin (28), par l'intermédiaire d'un palonnier (27), leur fonctionnement alterné dans lesdits circuits étant organisé par un système de conduites et de clapets. 4) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux pompes alternatives (4', 9'; 31) marchent en opposition, leur fonctionnement alterné dans lesdits circuits étant organisé par un système de conduite et de clapets. 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque pompe (4', 9') est actionnée par un vérin (30) qui la surplombe, un moyen étant prévu pour faire fonctionner les deux vérins en opposition. 6) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque pompe (31) est actionnée par deux vérins latéraux (37), par l'intermédiaire d'un palonnier (38), un moyen étant prévu pour faire fonctionner les deux couples de vérins des pompes en oppostion. 7) Dispositif selon l'une des revendication 4 à 6, caractérisé en ce que l'orifice inférieur (24') des pompes (4', 9') est axial. 8) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif d'agitation du produit dans la cuve et de lavage de la partie supérieure consiste en un arbre creux (40) entrainé en rotation par le fluide sous pression délivré par les pompes à la canalisation (16 ou 16'), ledit arbre comportant à sa partie inférieure une vis d'Archimède (50) coaxiale et des écopes (46) pour faire remonter du produit à l'intérieur, vers des branches supérieures (44) par lesquelles ledit produit est projeté sur la partie supérieure de la paroi interne de la cuve (1).