Brevet FR2769607A1 — publié le 19990416

Machine pneumatique de transfert pour matériaux pulvérulents et / ou caillouteux L'invention est relative à une machine pneumatique de transfert pour matériaux pulvérulents et caillouteux à granulométrie prédéterminée, comprenant une cuve métallique raccordée à la partie haute à une trémie d'approvisionnement, et des moyens de commande pour transférer lesdits matériaux de la trémie vers la cuve, et vers un tuyau de sortie dont la longueur est fonction de la distance et de la hauteur de refoulement. II est connu de pomper et de projeter du béton et des mortiers au moyen d'une machine, renfermant une pompe à piston ou une vis de transfert, dont le refoulement peut être raccordé à des tuyaux emboîtables sur une certaine distance. Ce type de machine n'est pas adapté pour transporter à distance des matériaux pulvérulents ou caillouteux. II existe un autre type de machine de sablage pneumatique utilisant la projection de sable ou de particules fines abrasives pour nettoyer toutes sortes de surfaces. L'objet de l'invention consiste à réaliser une machine pneumatique de transfert destinée à transporter à distance toutes sortes de matériaux pulvérulents et caillouteux. La machine pneumatique de transfert selon l'invention est caractérisée en ce que les moyens de commande comportent: - un orifice de remplissage ménagé dans le fond de la trémie, et coopérant avec un tiroir coulissant pour ouvrir ou fermer ledit orifice, et avec un clapet d'obturation pour la mise en pression de la cuve, - un dispositif de soufflage à air comprimé comprenant une buse d'injection dotée d'une chambre mélangeuse ayant un premier orifice d'admission disposé à la base de la cuve en forme d'entonnoir pour l'acheminement des matériaux, et un deuxième orifice d'admission en air comprimé à haute pression, - un vibreur pneumatique fixé à la cuve, - et un circuit de commande pneumatique ayant au moins un accumulateur pneumatique et une série de vannes de commande destinées à provoquer le déplacement du tiroir vers la position fermée de l'orifice de remplissage, préalablement à la mise en service du vibreur, et à la montée en pression de la cuve après fermeture du clapet d'obturation Un tel dispositif permet de transporter à distance du tout venant, ou des cailloux pour faire des travaux de drainage dans des lieux peu accessibles. Selon une caractéristique de l'invention, le tiroir coulissant est accouplé à un vérin pneumatique à double effet, susceptible d'occuper une première position de fermeture correspondant au recouvrement de la face supérieure de l'orifice de remplissage, et une deuxième position d'ouverture autorisant le transfert par gravité des matériaux vers l'intérieur de la cuve. Le clapet d'obturation est logé à l'intérieur de la cuve, et coopère avec la face inférieure de l'orifice de remplissage lors du fonctionnement du vibreur pour maintenir une fermeture étanche dudit orifice pendant la mise sous pression de la cuve. La vitesse de fermeture du clapet d'obturation est contrôlée au moyen d'une vanne à débit d'air réglable, laquelle est insérée dans la tubulure d'alimentation raccordée à un accumulateur. Selon un mode de réalisation préférentiel, les vannes de commande comportent une série d'électrovannes télécommandées au moyen d'un poste émetteur portatif, chaque électrovanne étant commutée dans un état actif lors de la réception d'un ordre émis par ledit poste émetteur par voie radioélectrique. Selon une autre caractéristique de l'invention, deux électrovannes à échappement sont reliées par des tubulures aux raccords opposés de l'accumulateur pour commander la mise à l'air de la cuve, respectivement sans et avec purge de l'accumulateur. La chambre mélangeuse du dispositif de soufflage est avantageusement raccordée au tuyau de sortie par un convergent. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin annexé. Sur la figure, une machine pneumatique de transfert 10 pour matériaux pulvérulents et caillouteux comporte une cuve 12 métallique fixée à la partie supérieure à une trémie d'approvisionnement 14. La base de la cuve 12 est conformée selon un entonnoir 16 raccordé à un dispositif de soufflage 18 à air comprimé. La trémie 14 est dotée d'un tamis 20 amovible destiné à déterminer la granulométrie des matériaux tombant dans la cuve 12 par gravité. L'approvisionnement de la cuve 12 s'effectue à travers un orifice de remplissage 22 ménagé dans un carter 24 de fermeture du fond de la trémie 14. L'orifice de remplissage 22 coopère à la fois avec un tiroir 26 coulissant commandé par un vérin 28 pneumatique, et un clapet d'obturation 30 pneumatique pour la mise en pression de la cuve 12. Un vibreur 32 pneumatique est fixé à la surface latérale supérieure de la cuve 12, et un manomètre 34 permet de contrôler la pression inteme de la cuve 12. Un trou d'homme 36 est prévu dans la cuve 12 pour permettre l'accès interne lors d'une opération de maintenance. Le dispositif de soufflage 18 comprend une buse d'injection 38 ayant une chambre mélangeuse 40 raccordée au tuyau de sortie 42 par un convergent 44. La chambre mélangeuse 40 comporte un premier orifice d'admission 46 disposé à la base de l'entonnoir 16 pour l'acheminement des matériaux, et un deuxième orifice d'admission 48 en air comprimé à haute pression. Le mélange airl matériaux est ensuite chassé vers le tuyau de sortie 42 à travers le convergent 44. L'air comprimé à haute pression est envoyé dans la chambre mélangeuse 40 au moyen d'un tuyau d'alimentation 50 raccordé à un compresseur extérieur (non représenté). Une vanne d'arrêt 52 est prévue sur le tuyau d'alimentation 50, ainsi qu'un injecteur 54 à débit d'air réglable. Le circuit de commande pneumatique comporte deux accumulateurs Q1, Q2 à air comprimé, une première série de vannes V1, V2, V3, V4 à commande manuelle du débit d'air, et une deuxième série d'électrovannes 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8 télécommandées susceptibles de se trouver dans un premier état actif lors de leur excitation, et un deuxième état inactif lorsqu'elles ne sont pas alimentées. Les électrovannes 1, 2, 5, 6 et 7 sont mises en liaison avec l'échappement ou la purge (représenté par un E) lors de leur commutation vers le premier état actif. Le premier accumulateur Qi est en liaison par une première tubulure 56 avec une zone de piquage 58 du tuyau d'alimentation 50 en amont de la vanne d'arrêt 52. L'autre raccord du premier accumulateur Q1 est relié à la vanne d'arrêt 52 par une deuxième tubulure 60 dans laquelle sont intégrées les électrovannes 7 et 8. L'entrée du deuxième accumulateur Q2 est branchée par la vanne V4 à la zone de piquage 58 de l'air comprimé à haute pression, et à l'électrovanne 6 d'échappement par une troisième tubulure 62. La sortie du deuxième accumulateur Q2 est raccordée par la vanne V2 et une quatrième tubulure 64 au clapet d'obturation 30, et d'autre part à l'électrovanne 1 d'échappement par une cinquième tubulure 66. Le vibreur 32 pneumatique est alimenté en air comprimé par une sixième tubulure 68 connectée à la zone de piquage 58 par la vanne V2. La partie supérieure de la cuve 12 reçoit de l'air comprimé à haute pression à partir d'une septième tubulure 70 branchée à la zone de piquage 58 par l'intermédiaire de la vanne V1. Le vérin 28 pneumatique est du type à double effet pour déplacer le tiroir d'entrée 26 bistable vers une position de fermeture au moyen d'une huitième tubulure 72 reliée aux deux électrovannes 2 et 3, et vers une position d'ouverture par l'intermédiaire d'une neuvième tubulure 74 connectée aux électrovannes 4 et 5. Les deux électrovannes 3 et 4 sont branchées à la zone de piquage 58 d'air comprimé par une dixième tubulure 76. Une batterie 78 permet l'alimentation en énergie électrique des électrovannes 1 à 8, et l'émission de l'ordre de télécommande entre les deux états actif et inactif s'effectue par voie radioélectrique grâce à un poste émetteur portatif à radiofréquence. Une commande manuelle de secours peut être agencée à l'extérieur de la cuve 12 pour piloter les électrovannes 1 à 8 en local. Le fonctionnement de la machine pneumatique de transfert 10 selon l'invention s'opère de la manière suivante Après avoir choisi la granulométrie des matériaux à transporter par le tuyau de sortie 42, on met en place le tamis 20 adapté à l'intérieur de la trémie 14, ainsi que la longueur désirée des tuyaux de transfert emboîtés dans le tuyau de sortie . La distance et la hauteur de refoulement peuvent être de l'ordre de plusieurs dizaines de mètres en fonction de la puissance du compresseur, dont la pression de travail est ajustable entre 3 et 10 bars. La mise en marche du compresseur permet l'alimentation en air comprimé du circuit de commande pneumatique. L'excitation de l'électrovanne 3 de commande du vérin 28 provoque le déplacement du tiroir 26 vers la position de fermeture de manière à fermer l'orifice 22 de remplissage, alors que le clapet 30 est ouvert. La trémie 14 reçoit ensuite une certaine quantité de matériaux, par exemple à base de sable et de cailloux en forme de galets. En fin de remplissage de la trémie 14, un ordre d'ouverture du tiroir 26 est envoyé à l'électrovanne 4 pour autoriser le versement par gravité des matériaux dans la cuve 12, L'orifice 22 de remplissage étant totalement ouvert. Le tamis 20 retient tous les matériaux plus gros que le calibrage choisi. L'ouverture des vannes V2 et V 4 provoque par la suite la mise en service du vibreur pneumatique 32, et la mise en pression de l'accumulateur Q2. Le tiroir 26 coulissant est actionné à nouveau vers la position de fermeture après excitation de l'électrovanne 3, suivi de la fermeture du clapet d'obturation 30 après ouverture de la vanne V2. La mise en vibration de l'ensemble de la cuve 12 entraîne la chute complète des matériaux vers le bas de la cuve 12, de manière à dégager totalement la face inférieure de l'orifice de remplissage 22 pour obtenir une fermeture étanche par le clapet 30. La mise en pression de la cuve 12 est ensuite opérée après ouverture de la vanne V1 provoquant l'admission de l'air comprimé à la partie haute de la cuve 12. Dès que la pression interne dans la cuve 12 atteint la valeur de la pression dans le dispositif de soufflage 18, les matériaux tombent par gravité dans la chambre mélangeuse 40 par le premier orifice d'admission 46, et sont projetés par l'air comprimé issu du deuxième orifice d'admission 48 vers le tuyau de sortie 42. La vanne V2 permet d'ajuster le débit d'air pour le réglage de la vitesse de fermeture du clapet d'obturation 30. Il en est de même de la vanne V1 qui règle la pression inteme dans la cuve 12 en fonction de celle du compresseur, et de la pression dans la chambre mélangeuse 40. Le manomètre 34 indique la valeur instantanée de la pression interne Après le retour du tiroir 26 vers la position d'ouverture par l'actionnement de l'électrovanne 4, I'excitation simultanée de l'électrovanne 6 permet de purger l'accumulateur Q2, entraînant l'ouverture de l'orifice 22 suite au retrait du clapet d'obturation 30, et une baisse de pression à l'intérieur de la cuve 12, provoquant l'arrêt de l'acheminement des matériaux vers le tuyau de sortie 42. L'excitation de l'électrovanne 1 d'échappement permet la mise à l'air de la cuve 12 suite au retour du clapet d'obturation 30 vers la position d'ouverture, mais sans purger le deuxième accumulateur Q2. Un nouveau cycle de transfert peut ensuite redémarrer après chargement de la trémie 14 suivi de la séquence chronologique des phases de fonctionnement du circuit de commande pneumatique. La télécommande par transmission radioélectrique des électrovannes 1 à 8 peut bien entendu être opérée par d'autres moyens de transmission équivalents, notamment par infrarouge. Cette machine pneumatique de transfert est particulièrement adaptée pour les chantiers de construction et de travaux publics. REVENDICATIONS 1. Machine pneumatique de transfert pour matériaux pulvérulents et caillouteux à granulométrie prédéterminée, comprenant une cuve (12) métallique raccordée à la partie haute à une trémie (14) d'approvisionnement, et des moyens de commande pour transférer lesdits matériaux de la trémie (14) vers la cuve (12), et vers un tuyau de sortie (42), dont la longueur est fonction de la distance et de la hauteur de refoulement, caractérisée en ce que les moyens de commande comportent: - un orifice de remplissage (22) ménagé dans le fond de la trémie (14), et coopérant avec un tiroir (26) coulissant pour ouvrir ou fermer ledit orifice, et avec un clapet d'obturation (30) pour la mise en pression de la cuve (12), - un dispositif de soufflage (18) à air comprimé comprenant une buse d'injection (38) dotée d'une chambre mélangeuse (40) ayant un premier orifice d'admission (46) disposé à la base de la cuve (12) en forme d'entonnoir (16) pour l'acheminement des matériaux, et un deuxième orifice d'admission (48) en air comprimé à haute pression, - un vibreur (32) pneumatique fixé à la cuve (12), - et un circuit de commande pneumatique ayant au moins un accumulateur pneumatique (Q1, Q2), et une série de vannes de commande destinées à provoquer le déplacement du tiroir (26) vers la position fermée de l'orifice de remplissage (22), préalablement à la mise en service du vibreur (32), et à la montée en pression de la cuve (12) après fermeture du clapet d'obturation (30). 2. Machine pneumatique de transfert selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tiroir (26) coulissant est accouplé à un vérin (28) pneumatique à double effet, susceptible d'occuper une première position de fermeture correspondant au recouvrement de la face supérieure de l'orifice de remplissage (22), et une deuxième position d'ouverture autorisant le transfert par gravité des matériaux vers l'intérieur de la cuve (12). 3. Machine pneumatique de transfert selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'air comprimé à haute pression est envoyé dans la chambre mélangeuse (40) au moyen d'un tuyau d'alimentation (50) raccordé à un compresseur extérieur, une vanne d'arrêt (52) et un injecteur (54) à débit d'air réglable étant insérés dans ledit tuyau d'alimentation (50). 4. Machine pneumatique de transfert selon la revendication 1, caractérisée en ce que la trémie (14) est équipée d'un tamis (20) amovible correspondant à la granulométrie des matériaux à transférer. 5. Machine pneumatique de transfert selon la revendication 1, caractérisée en ce que le clapet d'obturation (30) est logé à l'intérieur de la cuve (12), et coopère avec la face inférieure de l'orifice de remplissage (22) lors du fonctionnement du vibreur (32) pour maintenir une fermeture étanche dudit orifice pendant la mise sous pression de la cuve (12). 6. Machine pneumatique de transfert selon la revendication 5, caractérisée en ce que la vitesse de fermeture du clapet d'obturation (30) est contrôlée au moyen d'une vanne (V2) à débit d'air réglable, laquelle est insérée dans la tubulure (64) d'alimentation raccordée à un accumulateur (Q2). 7. Machine pneumatique de transfert selon la revendication 1, caractérisée en ce que les vannes de commande comportent une série d'électrovannes (1-8) télécommandées au moyen d'un poste émetteur portatif, chaque électrovanne étant commutée dans un état actif lors de la réception d'un ordre émis par ledit poste émetteur par voie radioélectrique. 8. Machine pneumatique de transfert selon la revendication 6, caractérisée en ce que deux électrovannes (1) et (6) à échappement sont reliées par des tubulures (66, 62) aux raccords opposés de l'accumulateur (Q2) pour commander la mise à l'air de la cuve (12), respectivement sans et avec purge de l'accumulateur (Q2). 9. Machine pneumatique de transfert selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre mélangeuse (40) du dispositif de soufflage (18) est raccordée au tuyau de sortie (42) par un convergent (44).