Brevet FR2841608A1 — publié le 20040102

DISPOSITIF D'ALIMENTATION POUR DISPOSITIF DE POMPAGE La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux dispositifs d'alimentation pour dispositif de pompage, comprenant une trémie recevant le produit à pomper et des moyens capteurs à ultrasons disposés en partie haute de la trémie au-dessus du produit pour détecter le niveau, et notamment le niveau bas, de celui-ci. Les perfectionnements envisagés par l'invention s'appliquent préférentiellement, bien que non exclusivement, aux dispositifs d'alimentation associés à des pompes à cavités progressives ou pompes Moineau, notamment celles prévues pour déplacer des produits pâteux, cas dans lequel les dispositifs d'alimentation peuvent comprendre une trémie équipée, en partie basse, de moyens de gavage de la pompe qui doivent, pour être efficaces, rester immergés au sein du produit dont le niveau ne doit donc pas descendre en dessous d'une valeur prédéterminée (niveau bas). Il peut également s'avérer souhaitable de détecter le niveau du produit dans la trémie par rapport à un ou plusieurs seuils de niveaux intermédiaires afin d'adapter le fonctionnement de l'installation en fonction du niveau du produit (par exemple commande de la vitesse du dispositif de pompage). Bien que les moyens capteurs à ultrasons puissent être montés à l'extérieur de la trémie, il n'en demeure toutefois pas moins que la face active doit déboucher dans la trémie à travers une ouverture pratiquée dans la paroi de celle-ci. Cette face active est donc exposée à une ambiance sévère et est susceptible d'être encrassée (projections de produit pâteux ou de liquides qui peuvent 2 2841608 être gras, poussières,...), ce qui nuit fortement au fonctionnement correct des moyens capteurs à ultrasons et entraîne des dysfonctionnements graves de l'installation. Pour éviter cet inconvénient, la face active des moyens capteurs à ultrasons est nettoyée régulièrement, manuellement, par un opérateur. Cette opération de nettoyage est coteuse et risque d'être omise ou mal effectuée. L'invention a essentiellement pour but de remédier à cette solution peu satisfaisante. A cette fin, l'invention propose un dispositif d'alimentation pour dispositif de pompage, comprenant une trémie recevant le produit à pomper et des moyens capteurs à ultrasons disposés en partie haute de la trémie au15 dessus du produit pour détecter au moins un seuil de niveau de celuici, lequel dispositif d'alimentation, étant agencé conformément à l'invention, se caractérise en ce qu'aux moyens capteurs à ultrasons sont associés des moyens de nettoyage de la face active des moyens capteurs à ultrasons, lesquels moyens de nettoyage comprennent: - un dispositif de nettoyage propre à nettoyer la face frontale desdits moyens capteurs à ultrasons, - des moyens de commande associés audit dispositif de nettoyage et agencés pour commander le fonctionnement dudit dispositif de nettoyage, et - des moyens inhibiteurs fonctionnellement associés aux moyens capteurs à ultrasons et aux moyens de nettoyage et propres à rendre non fonctionnel le signal de sortie des moyens capteurs à ultrasons pendant le fonctionnement des moyens de nettoyage. 3 2841608 Ainsi, conformément à l'invention, on automatise le processus de nettoyage de la face active des moyens émetteurs/capteurs à ultrasons, ce qui signifie que l'on est assuré que ce nettoyage sera effectué selon le cycle requis avec la possibilité de choisir la durée du cycle de nettoyage pour que le nettoyage soit efficace et l'intervalle entre deux cycles consécutifs peut être notablement réduit par rapport aux intervalles des nettoyages manuels, de manière que la face active des moyens émetteurs/capteurs à ultrasons ne parvienne jamais à un degré de salissure susceptible d'entraîner un fonctionnement incorrect des moyens capteurs à ultrasons. De façon avantageuse, les moyens de commande sont agencés pour commander cycliquement le fonctionnement dudit dispositif de nettoyage. Dans un mode de réalisation possible, le dispositif de nettoyage comprend un organe de frottement et des moyens moteurs, placés sous la dépendance desdits moyens de commande et propres à déplacer ledit organe de frottement au contact de la face frontale des moyens capteurs à ultrasons afin de nettoyer celle-ci. Dans ce cas, on peut faire en sorte que l'organe de frottement appartienne à un plateau pivotant entraîné en rotation par lesdits moyens moteurs; ou bien encore que l'organe de frottement appartienne à un plateau déplaçable linéairement par les susdits moyens moteurs. Dans un autre mode de réalisation possible, on peut prévoir que le dispositif de nettoyage comprenne au moins une buse de projection d'un fluide de nettoyage sous pression sur la face frontale des moyens capteurs à ultrasons; dans ce cas, on peut faire en sorte que le dispositif de nettoyage comprenne en outre au moins une buse de soufflage d'un fluide de séchage pour sécher 4 2841608 ladite face frontale des moyens capteurs à ultrasons après la projection sur celle-ci d'un liquide de nettoyage. Dans un mode de réalisation préféré, on peut prévoir que les moyens inhibiteurs fonctionnellement associés aux moyens capteurs à ultrasons et aux moyens de nettoyage soient propres à maintenir, pendant toute la durée de fonctionnement des moyens de nettoyage, le signal de sortie des moyens capteurs à ultrasons à la valeur de seuil qu'il présentait au moment de la mise en fonctionnement des moyens de nettoyage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains modes de réalisation donnés de façon nullement limitative. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique illustrant un exemple concret de mise en oeuvre de l'invention dans le contexte d'une application particulière; - les figures 2A et 2B sont des vues schématiques en coupe partielle illustrant deux variantes d'un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2C est une vue de dessus d'une partie du dispositif de la figure 2A ou une vue de dessous d'une partie du dispositif de la figure 2B; - les figures 3A et 3B sont des vues schématiques illustrant, dans deux positions fonctionnelles respectives différentes, un deuxième mode de réalisation de l'invention; - les figures 4A et 4B sont des vues schématiques illustrant, dans deux positions fonctionnelles respectives différentes, un troisième mode de réalisation de l'invention; et 2841608 - la figure 5 est un schéma-blocs illustrant une variante de réalisation d'une partie du dispositif de la figure 1. Les dispositions de l'invention trouvent application dans les dispositifs d'alimentation pour des dispositifs de pompage, notamment, bien que non exclusivement, pour des dispositifs de pompage à pompes à cavités progressives ou pompes Moineau. A la figure 1 est illustré un exemple d'un tel dispositif d'alimentation associé à une pompe Moineau dans une configuration propre au déplacement d'un produit épais ou pâteux. Dans cet exemple, un dispositif de pompage 1, constitué par exemple sous forme d'une pompe à cavités progressives ou pompe Moineau, est alimenté en produit à déplacer (notamment en produit pâteux dans l'exemple considéré) par un dispositif d'alimentation désigné dans son ensemble par la référence 2. Le dispositif d'alimentation 2 comprend une trémie 3 dans laquelle est déversé le produit. A la base de la trémie on peut disposer, de façon classique, des moyens de gavage 6 agencés pour forcer le produit vers l'entrée de la pompe 1 lorsque ce produit s'écoule peu ou pas de luimême (produit pâteux ou visqueux). Les moyens de gavage 6 peuvent comprendre au moins une vis d'Archimède 4 qui est ici sensiblement coaxiale à l'orifice d'entrée de la pompe (cette vis tournant plus vite que le rotor de la pompe Moineau dans l'exemple illustré) et qui est surmontée de moyens dévoteurs 5 à deux rotors tournants propres à rabattre le produit sur la vis d'Archimède 4 sous-jacente. Dans l'agencement du dispositif d'alimentation illustré à la figure 1, il est nécessaire, pour un fonctionnement correct du dispositif de pompage, que les moyens dévoteurs 5 restent immergés au moins partiellement dans le produit, ce qui conduit à imposer pour ce dernier un niveau minimal (niveau bas). Il peut également être nécessaire de détecter le niveau du produit par rapport à un ou plusieurs seuils de niveau intermédiaire afin d'optimiser le fonctionnement de l'installation, par exemple pour augmenter ou réduire la vitesse du dispositif de pompage selon le niveau du produit dans la trémie. A ces fins, on prévoit des moyens de détection de niveau sous la dépendance desquels est placé le dispositif de pompage. De façon classique, on a recours pour cette détection à des moyens capteurs à ultrasons comprenant un dispositif émetteur/récepteur à ultrasons 7 (ciaprès dénommé dispositif capteur à ultrasons), disposé en partie haute de la trémie et tourné vers le bas, avec le faisceau 8 du rayonnement d'ultrasons dirigé approximativement verticalement. Ce dispositif détecteur à ultrasons est préréglé sur un ou plusieurs seuils de niveau souhaités (notamment un seuil de niveau bas 9 qui, pour que la fonction de détection ne soit pas perturbée par les rotors des moyens dévoteurs 5, doit au moins tangenter la partie haute de la trajectoire circulaire desdits rotors comme illustré à la figure 1). Bien entendu, une détection de niveaux, et notamment de niveau bas à maintenir dans le dispositif d'alimentation, peut tout aussi bien être requise dans d'autres configurations de pompage (dispositif de pompage et/ou dispositif d'alimentation agencés différemment) toujours dans le but de maintenir des conditions de pompage efficaces (par exemple afin d'empêcher un désamorçage du dispositif de pompage). 7 2841608 Quoi qu'il en soit, il est fréquent que de tels ensembles de pompage aient à fonctionner dans des conditions difficiles, notamment du fait de la nature du produit à déplacer, et en particulier la face active 10 du dispositif capteur à ultrasons 7 (qui est en contact avec le volume intérieur de la trémie 3) peut s'encrasser (projections de produits épais et/ou visqueux sous l'effet de la rotation des rotors dévoteurs, dépôt de poussières si le produit est poudreux ou granuleux,...). Dans ce cas, la transmission du faisceau d'ultrasons (émis et/ou reçu) se trouve perturbée et la détection des seuils de niveau risque de ne plus être assurée de façon correcte. Conformément à l'invention, on prévoit d'associer, au dispositif capteur à ultrasons 7, des moyens de nettoyage 11 aptes à nettoyer la face active 10 dudit dispositif de façon régulière afin de la maintenir dans un état de propreté assurant un fonctionnement correct du dispositif détecteur 7. Les moyens de nettoyage 11 peuvent incorporer ou être associés à des moyens de commande 29 propres à commander le fonctionnement desdits moyens de nettoyage lorsque cela est nécessaire, notamment cycliquement (par exemple en faisant appel à une horloge). Les moyens de nettoyage 11 peuvent être agencés et fonctionner comme il va maintenant être expliqué. Dans un premier mode de réalisation illustré aux figures 2A, 2B et 2C, les moyens de nettoyage 11 comprennent un organe nettoyeur 12 sous forme d'un disque rotatif dont une face 13 frotte contre la face active 10 du dispositif détecteur 7. L'organe nettoyeur 12 est monté sur l'arbre d'un moteur électrique d'entraînement 14. L'organe nettoyeur 12 est percé d'une lumière 15 destinée à être positionnée en concidence avec la face active 10, pour laisser passer le faisceau d'ultrasons, lorsque les 8 2841608 moyens de nettoyage Il ne sont pas en fonction. On peut alors avantageusement équiper l'organe nettoyeur 12 d'un repère 16 quelconque (optique, magnétique,...), par exemple situé diamétralement à l'opposé de la lumière 15, avec un capteur de position 17 disposé sur le bâti fixe pour repérer avec précision la position d'arrêt de l'organe nettoyeur 12. Dans une première variante de réalisation des moyens exposés ci-dessus illustrée à la figure 2A, le moteur 14 est disposé au-dessus de l'organe nettoyeur 12, ce qui permet de disposer l'ensemble formé par le dispositif capteur 7 et les moyens de nettoyage 11 relativement près de la paroi supérieure de la trémie 3. Dans ce cas, la figure 2C est une vue de dessus des moyens de nettoyage 11 seuls et la face de nettoyage 13 est la face de l'organe nettoyeur 12 qui est tournée du côté du moteur 14. Dans une seconde variante de réalisation des moyens exposés ci-dessus illustrée à la figure 2B, le moteur 14 est disposé sous l'organe nettoyeur 12, ce qui conduit à écarter sensiblement le dispositif capteur 7 de la paroi supérieure de la trémie 3. Dans ce cas, la figure 2C est une vue de dessous des moyens de nettoyage 11 et la face de nettoyage 13 est la face de l'organe nettoyeur 12 qui est tournée à l'opposé du moteur 14. Aux figures 3A, 3B est illustré, dans deux positions fonctionnelles respectives différentes, un autre mode de réalisation des moyens de nettoyage. Les moyens de nettoyage 11 comprennent un organe nettoyeur 18 sous forme d'une plaque mobile dont une face 19 frotte contre la face active 10 du dispositif détecteur 7. L'organe nettoyeur 18 est déplaçable linéairement, radialement (flèches 21A, 21B), grâce par exemple à un moteur linéaire 20 (par 9 2841608 exemple moteur linéaire électrique, vérin pneumatique ou hydraulique comme illustré aux figures 3A, 3B,...) ou grâce à un moteur rotatif associé à une transmission de type bielle-manivelle accouplée à l'organe nettoyeur 18. Un capteur de position 17 peut être associé au moteur 20 pour détecter la position non fonctionnelle des moyens de nettoyage Il (par exemple position du piston au fond du cylindre dans le cas du vérin illustré aux figures 3A, 3B). Aux figures 4A, 4B est illustré, dans deux positions fonctionnelles respectives différentes, encore un autre mode de réalisation des moyens de nettoyage. Les moyens de nettoyage 11 comprennent au moins une buse 22 disposée latéralement et en dessous de la face active 10 du dispositif détecteur 7, et dirigée sensiblement en direction de ladite face active 10. La buse 22 est propre à projeter au moins un fluide sous pression sur la face active 10 afin d'éliminer les salissures présentes sur celle-ci. Ce fluide peut être un liquide et/ou un gaz selon la nature des salissures à évacuer. Par exemple, dans l'exemple illustré aux figures 4A, 4B, on a supposé que le processus de nettoyage comprenait une première étape de nettoyage avec projection d'un liquide sous pression 23 sur la face 10 (figure 4A), suivie d'une seconde étape de séchage de la face 10 avec projection d'un gaz 24 - par exemple air chaud - (figure 4B). Eventuellement, la buse 22 peut être agencée de façon déplaçable pour être amenée en regard de la face active 10 pour le nettoyage et être effacée latéralement en dehors des phases de nettoyage. En fonction de la nature des salissures se déposant sur la face active 10, on peut éventuellement combiner les moyens de nettoyage par projection de fluide 2841608 des figures 4A, 4B avec des moyens de nettoyage à action mécanique par frottement des figures 2A, 2B, 2C ou 3A, 3B. Au cours de la phase de nettoyage de la face active 10, le dispositif capteur à ultrasons 7 n'est pas en mesure de délivrer un signal fiable et/ou significatif et il importe donc que son signal de sortie ne puisse pas être pris en compte. A cette fin, on met en oeuvre des moyens inhibiteurs qui, comme illustré à la figure 1, peuvent se présenter sous forme d'une porte ET 25 qui reçoit le signal de sortie du dispositif capteur à ultrasons 7 sur une entrée et, sur une autre entrée, un signal représentatif de l'état de fonctionnement ou d'arrêt des moyens de nettoyage 11 (par exemple signal délivré par un capteur de position 17). La porte ET 25 délivre un signal de sortie S qui est le signal du dispositif capteur 7 uniquement si les moyens de nettoyage 1h ne sont pas en fonctionnement. On peut en outre faire en sorte que, pendant la phase de nettoyage, le signal de sortie soit figé à la dernière valeur du signal délivré par le dispositif capteur à ultrasons, de façon que le dispositif de pompage puisse continuer à fonctionner. On peut à cet effet constituer les moyens inhibiteurs comme illustré à la figure 5. Une première porte ET 26 reçoit, respectivement sur ses deux entrées, les signaux issus du dispositif capteur à ultrasons 7 et des moyens de nettoyage 11. Une seconde porte ET 27 est disposée en parallèle sur la première porte ET 26 et reçoit les mêmes signaux, à ceci près que l'entrée recevant le signal émis par les moyens de nettoyage 11 est une entrée inverseuse. Les deux signaux de sortie des portes ET 26 et 27 sont appliqués aux entrées S et R respectivement d'une bascule bistable 28 de type RS. La sortie S est alors constituée par le signal du dispositif capteur à ultrasons 7 tant que les moyens ne fonctionnent pas, et, pendant que les moyens de nettoyage 11 sont en fonctionnement, par le signal du dispositif capteur 7 saisi au moment de la mise en fonctionnement des moyens de nettoyage. 12 2841608 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation (2) pour dispositif de pompage (1), comprenant une trémie (3) recevant le produit à pomper et des moyens capteurs à ultrasons (7) disposés en partie haute de la trémie (3) audessus du produit pour détecter au moins un seuil de niveau (9), caractérisé en ce qu'aux moyens capteurs à ultrasons (7) sont associés des moyens (11) de nettoyage des moyens capteurs à ultrasons, lesquels moyens de nettoyage comprennent: - un dispositif de nettoyage (12, 18, 22) propre à nettoyer la face frontale (10) desdits moyens capteurs à ultrasons (7), - des moyens de commande (29) associés audit dispositif de nettoyage et agencés pour commander le fonctionnement dudit dispositif de nettoyage, et - des moyens inhibiteurs (25; 26-28) fonction20 nellement associés aux moyens capteurs à ultrasons (7) et aux moyens de nettoyage (11) et propres à rendre non fonctionnel le signal de sortie des moyens capteurs à ultrasons pendant le fonctionnement des moyens de nettoyage. 2. Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande (29) sont agencés pour commander cycliquement le fonctionnement dudit dispositif de nettoyage. 3. Dispositif d'alimentation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de nettoyage comprend un organe de frottement (12, 18) et des moyens moteurs (14, 20), placés sous la dépendance desdits moyens de commande (29) et propres à déplacer ledit organe de frottement au contact de la face frontale (10) des moyens capteurs à ultrasons (7) afin de nettoyer celle-ci. 4. Dispositif d'alimentation selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de frottement appartient à un plateau pivotant (12) entraîné en rotation par lesdits moyens moteurs (14). 5. Dispositif d'alimentation selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de frottement appartient à un plateau (18) déplaçable linéairement par les susdits moyens moteurs (20). 6. Dispositif d'alimentation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de nettoyage comprend au moins une buse (22) de projection d'un fluide de nettoyage sous pression (23) sur la face frontale (10) des moyens capteurs à ultrasons. 7. Dispositif d'alimentation selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de nettoyage comprend en outre au moins une buse (22) de soufflage d'un fluide de séchage (24) pour sécher ladite face frontale (10) des moyens capteurs à ultrasons après la projection sur celle-ci d'un liquide de nettoyage. 8. Dispositif d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens inhibiteurs (26-28) fonctionnellement associés aux moyens capteurs à ultrasons et aux moyens de nettoyage sont propres à maintenir, pendant toute la durée de fonctionnement des moyens de nettoyage, le signal de sortie des moyens capteurs à ultrasons à la valeur de seuil détectée au moment de la mise en fonctionnement des moyens de nettoyage.