Brevet FR2682083A1 — publié le 19930409

DISPOSITIF AUTOBTIOUE POUR EFFECTUER LA VIDANGE REGULEE D'UNE CUVE CONTENANT UN PRODUIT PULVERULENT. UN PRODUIT SIROTE UN MARC. OU DES FRUITS ET LAGUNES. L'invention concerne un dispositif perfectionné automatique, destiné à effectuer la vidange régulée d'une cuve contenant notamment un produit pulvérulent, un produit siloté, tel que notamment des céréales, un produit sous forme de marc, tel notamment du marc de raisin, de la pulpe de tomate etc..., voire ses fruits et légumes, et de manière générale, tout produit à très forte viscosité ou cohésion. Elle concerne également le procédé mettant en oeuvre ce dispositif. Bien que plus particulièrement décrite en liaison avec les cuves de vinification, l'invention ne saurait se limiter à cette seule application, et est tout à fait adaptable au décuvage de produits pulvérulents ou silotés, et ce notamment pour l'industrie chimique, agrochimique, dans l'agriculture (céréales), mais également à tous produits similaires à du marc, stockés dans des cuves. De manière traditionnelle, la vendange récoltée par les viticulteurs, est stockée pendant une durée variable et typiquement voisine d'une huitaine de jours, dans des cuves dites de vinification, dans lesquelles elle subit la fermentation alcoolique. Au bout de cette durée, on procède à la vidange du jus issu du raisin stocké dans les cuves. De la sorte, il ne reste plus dans lesdites cuves, que le marc de raisin, qu'il convient d'acheminer à un pressoir pour en retirer tout le jus qu'il contient encore. A ce jour, trois solutions sont mises en oeuvre pour effectuer ce décuvage. La première et la plus répandue consiste à introduire du personnel dans la cuve qui, au moyen de fourches, procède à la vidange de la cuve, soit sur une trémie, soit dans des chariots. Or, ce décuvage manuel, est assez pénible et s'avère particulièrement dangereux, attendu qu'il s'effectue en atmosphère de fermentation, et donc en présence d'une grande concentration de dioxyde de carbonne CO2. La deuxième solution consiste à munir la cuve d'une base escamotable, permettant la vidange instantannée en une seule opération de tout le marc contenu dans celleci. Or, si certes, cette solution est envisageable pour des cuves de très petite contenance, en revanche, elle devient impossible, attendu que classiquement, les cuves ont une contenance relativement importante, et en tout cas incompatible avec les sustèmes de transfert traditionnels. Enfin, la troisième solution consiste à intégrer sur une cuve fixe ou mobile un système mécanique interne indissociable de ladite cuve de vinification. Si certes un tel système s'avère techniquement satisfaisant, en revanche, il est d'un prix de revient prohibitif, aliénant de la sorte son application à grande échelle. L'objet de l'invention est donc de proposer un dispositif automatique de vidange régulée d'une cuve, permettant de ne plus faire appel à du personnel pour le décuvage, et par voie de conséquence, de ne plus risquer d'accidents corporels, mais de faire appel à un dispositif entièrement automatique, dont la mise en oeuvre est particulièrement simple, et dont le prix de revient est relativement réduit. Ce dispositif automatique pour effectuer la vidange régulée d'une cuve, dont la base inférieure est profilée afin de présenter une pente descendante de sa périphérie vers le centre, ce dernier étant perçé d'un orifice de vidange obturable, cuve dont l'extrémité supérieure est munie d'un orifice de remplissage se caractérise en ce qu'il comprend un axe télescopique destiné à pénétrer dans ladite cuve par son orifice de remplissage en regard coaxial avec l'orifice de vidange, comportant - à son extrémité inférieure une tarière susceptible d'être activée en rotation dans les deux sens, à savoir sens des aiguilles d'une montre et sens trigonométrique ;; - et une pluralité de bras, dont l'une des extrémités est solidaire de l'axe télescopique au voisinage de la partie supérieure de la tarière, lesdits bras étant susceptibles de se déployer radialement vers le bas jusqu'à adopter un profil voisin du profil de la base de la cuve. En d'autres termes, l'invention consiste à prévoir un dispositif susceptible d'une part, de libérer et donc de déboucher l'extrémité inférieure de la cuve, obturée par le marc, et d'autre part, d'assurer une régulation de la vidange de ladite cuve, au moyen de bras régulateurs dont la rotation assure une vidange homogène et régulée dans le temps. Avantageusement, et afin de favoriser sa mise en place, le dispositif conforme à l'invention repose sur quatre pieds, et son transfert est assuré au moyen de coussins d'air, générés au niveau de chacun de ces pieds. De la sorte, malgré le poids relativement important, ce dispositif peut être déplacé et mis en place en ne requerant qu'au plus deux personnes. Selon une caractéristique de l'invention, le déploiement des bras, avantageusement au nombre de trois, s-'effectue au moyen d'un système vis-écrou, ménagé à l'extrémité de l'axe téléscopique, ladite vis étant colinéaire avec l'axe téléscopique. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le déploiement de l'axe télescopique est muni d'un système de sécurité, assurant le maintien sous forme déplié dudit axe. De manière avantageuse, le fonctionnement de l'ensemble est géré par un automate programmable. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les bras dépliables, sont munis de rampes de nettoiement, destinées d'une part, à assurer l'auto-nettoyage des bras eux-mêmes et de la tarière, et d'autre part, le nettoyage de la cuve après vidange de celle-ci. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'axe téléscopique peut subir une rotation de 9O e sur son chassis par rapport à la verticale lorsqu'il est en position repliée, notamment afin de favoriser son transfert ou son stockage. 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 schématique d'une vue de face du dispositif conformément à l'invention. La figure 2 est une représentation schématique du détail de l'axe télescopique muni de la tarière et des bras de vidange, conformément à l'invention. Comme déjà précisé, la description qui va suivre est plus particulièrement orientée vers le décuvage de cuves de vinification. Une nouvelle fois, cette invention ne saurait se limiter à cette seule application. On a représenté sur la figure 1 le dispositif automatique pour la vidange régulée conforme à l'invention, en place sur une telle cuve de vinification. Cette cuve porte la référence générale (4), et est typiquement réalisée en acier inoxydable. De contenance variable, celleci peut-être voisine de 300 hectolitres, et ainsi contenir jusqu'à 28 tonnes de raisins. Elle comporte tout d'abord une ouverture supérieure (5) obturable au moyen d'un couvercle (6). Elle comporte également une base inférieure (7), en forme de tronc de cône se prolongeant jusqu a un orifice (10) de vidange, circulaire, coaxial avec l'orifice supérieur (5). Cet orifice de vidange est de manière connue obturable. Typiquement, une telle cuve peut mesurer jusqu'à quatre mètres de haut pour un diamètre au niveau le plus large de 3,8 mètres. Ces cuves sont destinées à stocker la récolte issue de vendange pendant une durée voisine d'une huitaine de jours, afin d'entamer le processus de fermentation alcoolique. Le dispositif automatique conforme à l'invention comporte un chassis auto-porteur portant la référence générale (1), dont le déplacement et le positionnement précis au dessus de la cuve (4) s'effectuent de manière aisée avec l'aide de deux personnes, l'ensemble reposant sur des coussins d'air, générés au niveau de quatre pieds (3). En d'autres termes, lorsque l'on désire procéder au déplacement du dispositif de décuvage, il suffit de mettre en route un compresseur intégré au dispositif (non représenté) susceptible de générer au niveau de chacun des pieds (3), un coussin d'air conduisant à l'allègement virtuel du dispositif autorisant de fait son positionnement précis. Afin d'ajuster au mieux le positionnement du dispositif au dessus de la cuve (4), on ménage au voisinage de l'ouverture (5) de ladite cuve, deux saillies (14), destinées à coopérer avec des évidements correspondants (15) solidaires du chassis, et munis de capteurs non représentés. De la sorte, lorsque la présence des saillies (14) n'est pas détectée simultanément par les capteurs ménagées dans les deux evidements (15) diamètralement opposés lorsque le dispositif de décuvage n'est plus sur coussins d'air, le mécanisme de décuvage ne peut s'enclencher. De manière avantageuse, l'ensemble est muni de deux fenêtres transparentes (2), destinées à permettre la visualisation du système de forage proprement dit, lorsque celui-ci est replié au niveau du chassis. Selon une caractéristique fondamentale de l'invention, le dispositif comprend un axe télescopique (9), constitué de quatre fourreaux coaxiaux, réalisés par exemple en acier inoxydable, destinés à se replier l'un dans l'autre et ce de manière connue au moyen d'un treuil électrique. Avantageusement, des vérins électriques ou pneumatiques permettent le clampage des fourreaux lorsque ceux-ci sont en fin de course.L'extrémité inférieure du dernier fourreau coaxial comporte d'une part, une tarière (20), destinée à être activée en rotation dans un sens ou dans l'autre, par l'intermédiaire d'un axe (19) lui-même activé en rotation par un boîtier motorisé par deux motoréducteurs solidaires de l'axe téléscopique (9), et d'autre part, trois bras (11), susceptibles de se déployer radialement vers le bas, à l'instar d'un parapluie jusqu a venir, comme on l'a représenté sur la figure 1, dans un voisinage très proche de l'extrémité inférieure (7) de la cuve (4). Pour ce faire, les bras (11) sont reliés à un système d'écrou (13) par un bras intermédiaire (12), la coopération de l'écrou (13) avec une vis (16), coaxiale avec l'axe (19), permettant de déployer progressivement les dits bras (11) lors du décuvage de la cuve (4). Le déploiement des bras est limité en position inférieure par une butée (18), et en position supérieure par une butée (17), ménagées au niveau de l'axe (19), et coopérant avec l'écrou (13). La vitesse de rotation de la tarière (20) et des bras (11) est adaptée au moyen d'un variateur de fréquence, qui joue le rôle de pilote automatique en fonction des couples de résistance détectés. I1 va être décrit plus en détail le mode de fonctionnement du dispositif conforme à l'invention. Une fois le jus de raisin vidangé par l'extrémité inférieure (10) de la cuve (4), on positionne le dispositif automatique (1) au dessus de ladite cuve. Un automatisme programmable par exemple du type PS3 RLOCNER MOELLE procède à la descente de l'axe télescopique (9), jusqu'à ce que la tariere (20) atteigne la partie supérieure du marc de raisin encore présent de la cuve, détecté par un capteur de présence, qui induit alors sa rotation.Typiquement, la vitesse de rotation de la tarière lors du début de l'opération est voisine de 3 tours par minute, jusqu'à augmenter progressivement en fonction des indications données par un capteur de couples, jusqu'à percer le marc, la vitesse étant alors voisine de 15 tours par minute. Lorsque la tarière a percé le marc et a abouti au niveau de l'orifice de sortie (10) de la cuve, des capteurs de fin de course et le capteur de couples donne l'ordre de remontée automatique à la tarière (20). Le système étant muni d'un point mort haut, un détecteur de fin de course induit alors la redescente progressive de la tarière (20), et corrélativement, le déploiement progressif des bras (11). La tarière et les bras sont alors activés en rotation dans le sens inverse du sens de pénétration dans le marc, induisant alors tout en le régulant l'évacuation du marc I1 est à souligner que la descente de la tarière (20) et des trois bras (11) ainsi partiellement dépliés est régulée automatiquement en fonction de la résistance opposée par le marc et détectée par des capteurs de couples.Pour aboutir à l'évacuation totale du marc, l'ensemble tarière (20) et bras (11) subit plusieurs descentes et remontées successives, lesdits bras (11) étant à chaque descente déployés davantage. Lors de la dernière descente, les bras (11) sont complètement déployés et de fait décrivent un cheminement parallèle au tronc de cône (7) constitutif de la partie inférieure de la cuve (4). Lorsque la totalité du marc a été évacuée, le dispositif procède alors à un nettoyage automatique des bras et de la tarière, au moyen de rampes d'arrosage (non représentées) ménagées au niveau des bras (11) et dirigées vers l'intérieur notamment vers la vis (16). Consécutivement, on procède également au nettoyage de la cuve, toujours au moyen de rampes d'arrosage ménagées au niveau des bras (11), mais cette fois dirigées en direction de la paroi de la cuve, l'eau éjectée par les dites rampes pouvant atteindre une pression voisine de 10 à 12 bars. L'ensemble constitué par la tarière et les bras remonte alors jusqu'à la position de repos, les bras (11) étant totalement repliés comme représenté sur la figure 2. Selon l'invention, l'ensemble de l'axe télescopique prolongé par la tarière (20), peut avantageusement basculer de 90 sur son chassis (1) par rapport à la verticale, notamment pour des raisons de stockage ou d'encombrement, lors du cheminement du dispositif dans une cave. On conçoit de la sorte qu'un tel dispositif est particulièrement adapté pour le décuvage d'enceintes, contenant soit des produits pulvérulents, soit des produits de haute viscosité, notamment sous forme de marc, de pulpes, etc..., tel que notamment le marc de raisin, etc.... Outre le gain en personnel, et notamment la grande sécurité de fonctionnement que génère un tel dispositif, il permet d'obtenir une vidange régulée du contenu dudit récipient et ce de manière totalement automatique, ce que l'on ne savait faire jusqu'à ce jour. REVENDICATIONS 1/ Dispositif automatique pour effectuer la vidange régulée d'une cuve (4), dont la base inférieure (7) est profilée afin de présenter une pente descendante de sa périphérie vers le centre, ce dernier étant perçé d'un orifice de vidange (10) obturable, cuve (4) dont l'extré- mité supérieure est munie d'un orifice (5) de remplissage caractérisé en ce qu'il comprend un axe télescopique (9) destiné à pénétrer dans ladite cuve (4) par son orifice de remplissage (5) en regard coaxial avec l'orifice de vidange (10), comportant - à son extrémité inférieure une tarière (20) sus ceptible d'être activée en rotation dans les deux sens ;; - et une pluralité de bras (11), dont l'une des ex trémités est solidaire de l'axe télescopique (9) au voisinage de la partie supérieure de la tarière (20), lesdits bras étant susceptibles de se dé ployer radialement vers le bas jusqu'à adopter un profil voisin du profil de la base (7) de la cuve (4). 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déploiement des bras (11) s'effectue au moyen d'un système vis (16)-écrou (13), ménagé à l'extrémité inférieure de l'axe téléscopique (9), ladite vis (16) étant colinéaire avec l'axe (9). 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend des vérins destinés à clamper les éléments constitutifs de l'axe téléscopique (9) lorsque ceux-ci sont en bout de course. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que son fonctionnement est géré par un automate programmable. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les bras (11) sont munis de rampes de nettoiement, destinées d'une part, à assurer l'autonettoyage des bras eux-mêmes et de la tarière, et d'autre part, le nettoyage de la cuve après vidange de celle-ci. 6/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'axe téléscopique (9) est susceptible de subir une rotation de 90 sur le chassis (1) auquel il est solidaire par rapport à la verticale lorsqu'il est en position repliée. 7/ Dispositif automatique pour effectuer la vidange régulée d'une cuve (4), dont la base inférieure (7) est profilée afin de présenter une pente descendante de sa périphérie vers le centre, ce dernier étant perçé d'un orifice de vidange (10) obturable, cuve (4) dont l'extrémité supérieure est munie d'un orifice (5) de remplissage caractérisé :: - en ce qu'il comprend un axe télescopique (9) destiné à pénétrer dans ladite cuve (4) par son orifice de remplissage (5) en regard coaxial avec l'orifice de vidange (10), comportant à son extrémité inférieure une tarière (20) susceptible d'être activée en rotation dans les deux sens ; et une pluralité de bras (11), dont l'une des extrémités est solidaire de l'axe télescopique (9) au voisinage de la partie supérieure de la tarière (20), lesdits bras étant susceptibles de se déployer radialement vers le bas jusqu'à adopter un profil voisin du profil de la base (7) de la cuve (4) ; - en ce que le déploiement des bras (11) s'effectue au moyen d'un système vis (16)-écrou (13), ménagé à l'extrémité inférieure de l'axe téléscopique (9), ladite vis (16) étant colinéaire avec l'axe (9) ; ; - en ce qu'il comprend des vérins destinés à clamper les éléments constitutifs de l'axe téléscopique (9) lorsque ceux-ci sont en bout de course - en ce que son fonctionnement est géré par un automate programmable ; - et en ce que les bras (11) sont munis de rampes de nettoiement, destinées d'une part, à assurer l'autonettoyage des bras eux-mêmes et de la tarière, et d'autre part, le nettoyage de la cuve après vidange de celle-ci.