Brevet FR2759357A1 — publié le 19980814

La présente invention concerne un dispositif permettant le prélèvement automatisé de quantités précises de produits solides (poudres...) aux caractéristiques physiques très diverses. Le prélèvement d'une poudre nécessite de l'extraire d'un récipient de stockage, de la transporter jusqu'à un point de déversement, de la déverser, généralement, dans un récipient placé sur une balance de précision, et d'arrêter l'écoulement lorsque la quantité désirée est atteinte. Suivant les caractéristiques physiques de la poudre à prélever, la difficulté de l'opération réside surtout dans l'extraction et le transport, ou dans l'atteinte de la précision en fin d'opération. On connait, par le brevet d'invention français n" 94/09835, délivré à la demanderesse, un dispositif de prélèvement de poudre qui met en oeuvre, à la base d'un réservoir dans lequel la poudre à doser est brassée par des agitateurs, un tube horizontal communiquant avec ledit réservoir, percé inférieurement à l'une de ses extrémités d'une ouverture et dans lequel est placée une tige, susceptible d'être entrainée en rotation,entourée d'un ressort hélicoïdal. Ce dernier agit comme une vis d'Archimède, mais son comportement en cas de bourrage favorise le décolmatage du tube horizontal. On connait également, par la demande de brevet français n" 95106081 au nom de la demanderesse, un dispositif additionnel caractérisé essentiellement par la présence, à l'extrémité du tube horizontal tel que décrit ci-dessus, d'un disque mobile en déplacement longitudinal obturant transversallement ledit tube, en amère et en bordure de l'ouverture permettant la sortie de la poudre à doser: ce disque, dont le bord comporte un chanfrein en regard du moyen d'amenage, est maintenu en position par un ressort appliqué contre la face opposée a celle située en regard de la vis. Ce dispositif permet de réaliser de très petits prélèvements le disque n'autorisant, quand le débit de poudre est faible, que l'écoulement des grains les plus fins. Un mode particulier de réalisation de ce dernier dispositif permet le brassage de la poudre dans le réservoir au moyen d'un ressort hélicoïdal mis en rotation au dessus de la vis ou du ressort d'amenée. Tous ces dispositifs présentent toutefois quelques inconvénients: - I'extraction des poudres du réservoir de stockage est quelquefois difficile, en fonction de leurs caractéristiques physiques: le dispositif de brassage peut se révéler insuffisant dans certains cas. - le dimensionnement du ressort lié au disque d'obturation est difficile: ainsi, en fonction des caractéristiques physiques de la poudre, celui-ci peut, soit limiter le débit, soit fermer de façon Incomplète le tube. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. La description du dispositif objet de la présente invention se rapporte au dessin annexé (Fig. 1, 2. 3). Ce dispositif se caractérise essentiellement en ce qu'il comprend: - un réservoir (1) contenant la poudre a doser. Le fond de ce réservoir a une forme cylindrique. Ses parois, représentées ici verticales, peuvent être avantageusement réalisées en léger surplomb sur l'interieur du réservoir. - un tube horizontal (2), dont l'axe est commun à l'axe (10) de la partie cylindrique du réservoir. Ce tube pénètre dans le réservoir sur la majeure partie de sa longueur. II est ouvert en deux endroits: - sur le dessus (6), dans la partie interne au réservoir, seul le demi-cylindre inférieur restant en place. Cette ouverture permet l'introduction de la poudre à doser dans le tube (extraction). - sur le dessous (7), à l'extrémité de la partie externe, afin de permettre l'écoulement de la poudre à doser. - une tige (3) placée dans l'axe du tube (2), et pouvant à la fois tourner autour de l'axe (10) et se déplacer longitudinalement le long de cet axe, grace aux deux pièces (4) et (5) qui ferment les deux extrémités du tube (2). Cette tige est solidaire: - du dispositif d'entrainement des poudres (8), baptisé ici "transporteur", placé dans le tube (2), et qui pourra être, selon différents modes de réalisation, soit une vis d'archimède, soit un ressort fixé à l'une ou aux deux extrémités de la tige (3), ou toute autre forme mécanique adaptée aux caractéristiques de la poudre à doser. - du disque d'obturation (13). - du "ressort" (9), baptisé ici "agitateur/extracteur", dont la forme dépendra également des caractéristiques de la poudre à doser, et qui est fixé, d'un côté à l'extrémité (14) de la tige (3), et de l'autre, a un anneau (11), pouvant coulisser librement sur la partie complète (15) du tube (2) située dans le réservoir, entre la paroi de ce dernier et une butée (16). La forme de cet anneau pourra également dépendre des caractéristiques de la poudre à doser. Dans certains modes de réalisation particuliers,cet anneau pourra être absent. Le dipositif est piloté au moyen de l'accouplement (12), qui permet à un dispositif motorisé externe d'assurer, en fonction des consignes d'un programme de pilotage: - la rotation de la tige (3), dans les deux sens. - le déplacement longitudinal de la tige (3) entre les deux positions extrêmes du disque d'obturation (13): (17) ou (18). Le principe de son fonctionnement est le suivant: 1 - Extraction: La mise en rotation de la tige (3) par le moteur externe accouplé grace au dispositif (12), entraîne la mise en rotation de l"'agitateur/extracteur" (9) qui va permettre: - I'émottage et l"'aeration" du produit stocké. afin de le mettre dans un état physique lui permettant son transport par le "transporteur" Le brassage de la poudre par le ressort (9) peut étre complété par l'action de l'anneau (11), qui facilitera la rupture des mottes les plus importantes, et contnbuera à une réduction de la granulométrie. - I'alimentation de la partie seml-ouverte (6) du tube (2), la poudre entraînée par l'agitateur/extracteur (9) étant soulevée sur le coté, et amenée à retomber par dessus ce tube. Par ce système, avec un choix approprié de la forme de i"'agitateur/extracteuP (9) en fonction des caractéristiques physiques du produit, la quasi-totalité de la poudre stockée dans le réservoir (1) est mélangée, sans création de zones "mortes" 2 - Transport: La mise en rotation de la tige (3) par le moteur externe accouplé grace au dispositif (12), entraîne la mise en rotation du transporteur (8) qui va amener la poudre extraite du réservoir de stockage par l"'agitateur/extracteur" (9), au travers du tube (2), vers la zone d'écoulement (7), où le dosage va être réalisé. 3 - Dosage: Suivant la quantité de poudre à prélever, et suivant la tolérance requise pour ce prélèvement, le système externe de pilotage du dispositif objet de la présente invention va déterminer une stratégie de travail pouvant utiliser successivement les deux configurations suivantes du dispositif: - En position "ouverte", c'est à dire avec la tige (3) tirée vers l'extérieur du réservoir, le disque d'obturation se trouve en position (18). Alors, rien ne s'oppose à la sortie de la poudre par l'orifice (7): en fonction de la forme du transporteur (8), des caractéristiques de la poudre, et de la vitesse de rotation de la tige (3), le débit obtenu peut être très important. La mise en position "fermée" (voir plus bas) après une phase de gros débit, permet de stopper nettement le prélèvement, et évite des chutes non maitrisées de poudre pendant la phase finale assurant la précision du prélèvement. - En position "fermée", c'est à dire avec la tige (3) repoussée vers l'intérieur du réservoir, le disque d'obturation se trouve en position (17). Suivant la forme de ce disque d'obturation, les caractéristiques de la poudre. et la vitesse de rotation de la tige (3), le système ne va laisser passer que des très petites quantités de poudre, et ainsi obtenir le débit très faible permettant d'atteindre la précision requise. Le système externe de pilotage est controlé par ordinateur: le programme détermine, au fur et à mesure de l'exécution du dosage demandé. les commandes de rotation avant ou arrière ainsi que de positionnement axial. en fonction du calibrage établi au préalable pour chaque type de poudre. ainsi que des Informations transmises en retour par la balance enregistrant la pesée des quantités délivrées. Le dispositif objet de la présente Invention peut être mis en oeuvre dans différents types de machines de dosage. Celles-ci peuvent regrouper un grand nombre de ces dispositifs, qui pourront être, par exemple, alignés et pilotés successivement par un système motorisé unique. Dans ce dernier cas. le système motorisé pourra, par exemple, se déplacer perpendiculairement aux axes parallèles des différents réservoirs, sur un chariot embarquant la balance et le récipient contenant la composition. De cette façon, le dispositif objet de la présente invention pourra être avantageusement associé avec le dispositif de dosage de produits liquides, tel qu'il est décrit dans le brevet d'invention français n" 91106705 délivré à la demanderesse. Le dispositif objet de la présente invention peut être utilisé, en fonction de sa taille, pour des applications industrielles ou pour des applications de laboratoire, dans tous les secteurs d'activité réalisant des compositions de produits très divers. REVENDICATIONS: 1) Dispositif de prélèvement de poudres caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir (1) dont le fond a une forme cylindrique horizontale, dont l'axe est commun avec un tube (2) pénétrant dans le réservoir (1) et ouvert au dessus (6) à l'intérieur du réservoir pour l'alimentation de la poudre à doser, et au dessous (7) à l'extrémité de sa partie externe pour l'écoulement de la poudre à doser, une tige (3), solidaire d'un dispositif d'entrainement de la poudre (8) pouvant notamment avoir la forme d'un ressort ou d'une vis d'Archiméde, étant mobile en rotation autour de l'axe dudit tube. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (3) est mobile en déplacement longitudinal le long de l'axe du tube (2), et solidaire d'un disque d'obturation (13), qui peut ainsi être positionné, à l'une ou l'autre extrémité de l'ouverture (7), afin de permettre, en position (18), un débit maximum de poudre, ou, en position (17), un débit faible permettant une grande précision de prélèvement. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (3) est solidaire, en son extrémité située à l'intérieur du réservoir, d'un dispositif (9) pouvant notamment avoir la forme d'un ressort, entourant le tube (2) à l'intérieur du réservoir (1) et permettant, par sa rotation, de brasser et d'émotter la poudre, et de faciliter l'alimentation, par l'ouverture (6) du tube (2), du dispositif d'entrainement (8) disposé à l'intérieur du tube (2). 4) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige (3) est entrainée à son extrémité externe au réservoir, grâce au dispositif d'accouplement (12), par un système extérieur permettant à la fois sa rotation et son déplacement longitudinal, ces deux mouvements permettant à un système de contrôle externe approprié de piloter le système de dosage suivant une stratégie appropriée aux caractéristiques de la poudre considérée et à la consigne de dosage.