Brevet FR2840065A1 — publié le 20031128

['activation. DISPOSITIF DE ME SURE DE L'ETAT DE REMPLISSAGE D'UN SILO La presente invention concerne la mesure du niveau de remplissage d'enceintes servant au stockage de ,produits en grains ou en poudre. Wile a ete plus particulierement concue pour la gestion a distance de stocks de produits agro- alimentaires tels qu'aliments du betail. Il convient de rappeler que dans le domaine agricole, chaque exploitation dispose generalement d'un pare de silos de plus ou moins grande contenance qui vent remplis a la demande par un fournisseur de produits sees en poudre ou granules. Et dans la pratique, il n'est pas rare qu'un eleveur se rende compte au dernier moment qu'il est en rupture de stock d'un produit indispensable et demande alors a etre livre en urgence, ce qui induit des surcouts de logistique importants. L' invention procede d'une reflexion en vue de resoudre ce probleme, en partant de l'idee de base dtinstaurer un controle a distance, de preference chez le fournisseur lui-meme, de l'etat de remplissage de ['ensemble des silos de sa clientele. Il existe a ce j our de nombreux dispositifs de mesure du niveau de remplissage de silos, tels des systemes a radar, des systemes a ultrasons, des systemes mecaniques a pesons ou a jauges de contrainte placees a la base, etc. Mais tous ont l' inconvenient d'etre chers en eux-memes et/ou de par leur mise en place. Or le cout est un parametre important dans cette application, en raison notamment de la multiplicite des dispositifs a installer dans une meme exploitation. Par contre, il n'y aura pas lieu que ces dispositifs soient d'une grande precision pourvu que leur fiabilite soit assuree. Un objet de l' invention a done ete de prevoir un dispositif de mesure du niveau de remplissage d'une enceinte pour produits en grains ou en poudre qui soit de conception simple et gable, de faible cout, et d' installation aisee et rapide. Un autre objet de l' invention a ete de prevoir un tel dispositif de mesure ne requierant pour fonctionner qu'un courant electrique extremement faible, a des fins securitaires. Selon l' invention, un tel dispositif de mesure du niveau de remplissage d'une enceinte de stockage pour produits en grains ou en poudre est caracterise en ce qu'il comprend une enveloppe sensiblement non extensible et remplie d'un liquide incompressible, laquelle enveloppe presente une fenetre fermee par une paroi souple et est destinee a etre placee dans la partie inferieure de ladite enceinte avec ladite fenetre orientee vers le haut, face au vecteur gravite; ainsi qu'un capteur de pression destine a transformer en signaux electriques les differences de pression engendrees dans le liquide a l'interieur de ladite enveloppe par les variations du niveau de remplissage de ladite enceinte. Ladite fenetre, dont la paroi a de preference un profil exterieurement convexe, est ainsi exposee au poids de la colonne de produit au-dessus d'elle, qui se traduit par une augmentation de la pression au sein du liquide contenu dans ladite enveloppe. En pratique, la variation de pression est une fonction sensiblement lineaire de la hauteur de produit au-dessus de ladite fenetre, ainsi que de la surface de la fenetre. Et selon une caracteristique preferentielle de l' invention, il peut etre prevu de faire varier la grand!eur de ladite fenetre en fonction de la hauteur de stockage de l'enceinte a laquelle le dispositif est destine, pour obtenir un differential de pression entre lo le niveau teas et le niveau haut de remplissage qui soit sensiblement le meme pour des enceintes de stockage de hauteurs differentes, afin de simplifier le traitement du signal obtenu en sortie audit capteur de pression. Bien entendu, le differential de pression entre le niveau teas et le niveau haut pourra egalement etre determine en vue du choix d'un capteur de pression adequat et des caracteristiques de celui-ci, telle sa plage de resolution optimale. Naturellement, d'autres parametres tels que la densite du produit a stocker peuvent egalement contribuer a la determination de la grandeur de la fenetre. Selon une autre caracteristique avantageuse de l' invention, ledit dispositif a une forme generale cylindrique de section circulaire permettant de le monter dans une enceinte de stockage en traversee d'une paroi de celle-ci; ce qui rend tres aisee son implantation sur tous types d'enceintes de stockage neuves ou deja en service, et tres aises egalement ses demontage et remontage a des fins de remplacement et/ou de maintenance. Et dans une forme de realisation preferee, le dispositif comprend une piece avant et une piece arriere se connectant bout a bout en constituent interieurement une chambre dans lequel est monte le Icapteur de pression, et la piece avant presente superieurement un evidement sur une partie de sa longueur, en communication avec un conduit debouchant dans ladite chambre, un element tubulaire en materiau souple et sensiblement non extensible etant enfile sur ladite piece avant de facon a fermer hermetiquement ledit evidement en formant au-dessus de lui la fenetre a paroi souple orientee vers le haut, ladite enveloppe etant constituee par ledit evidement, ledit element tubulaire et ledit conduit obture en sortie par la tete audit capteur de pression et un joint associe. Le capteur de pression est de preference un modele alimente en courant tres faible, par exemple de l'ordre de 5 volts en courant continu et lOmA. Ces caracteristiques et avantages de l' invention, ainsi que d'autres, apparaitront plus clairement dans la description suivante et les dessins joints, dans lesquels: la Fig. l est une vue schematique en coupe axiale verticale d'une forme de realisation d'un dispositif selon l' invention; la Fig. 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne II-II de la Fig. l; la Fig. 3 est une meme vue en coupe axiale que la Fig. l, mais partielle, representant le meme dispositif equipe d'un accessoire; et la Fig. 4 est une vue schematique en coupe illustrant le montage du dispositif dans la paroi d'un silo. Tel qu'il apparait dans les dessins, le dispositif s 1 selon l' invention a globalement une forme cylindrique de section circulaire, avec une partie de base la destinee a etre montee en traversee de la paroi P d'une enceinte de stockage, comme l'illustre la Fig. 4, et une partie distale lb destinee a saillir sensiblement a l'horizontale a l'interieur de ladite enceinte. Le corps du dispositif est forme essentiellement de deux pieces avant et arriere en materiau rigide, respectivement 2 et 3, qui se vissent de facon etanche l'une en bout de l'autre en formant interieurement une chambre 10. La piece avant 2 est un bloc cylindrique ayant des premier et second epaulements 22 et 23 dans sa partie arriere. Il presente superieurement un evidement 20 limite a une certaine distance de son extremite avant et a une certaine distance de son premier epaulement 22. Comme le montre la Fig. 2, l'evidement 20 est defini transversalement selon un secteur, ici de l'ordre de 120 , de preference symetrique par rapport au plan vertical axial Y-Y. L'evidement 20 communique avec la chambre 10 par un conduit axial 21. Un element tubulaire 4 en materiau souple mais sensiblement inextensible (s'agissant par exemple d'une portion de tube en polychorure de vinyle de durete Shore de l'ordre de 50-60 et d'une epaisseur de l'odre de 2,5 mm) est enfile serre en recouvrement sur le bloc 2, depuis l'extremite avant de celui-ci et jusqutau premier epaulement 22. Il est represente ici fixe de facon etanche sur le bloc 2 au moyen de deux viroles de sertissage 24. L' element tubulaire 4 ferme done hermetiquement l'evidement 20 en constituent au-dessus de celui-ci une fenetre 40 orientee vers le haut. L'evidement 20, ltelement tubulaire 4 et le conduit 21 definissent une enveloppe 11 completement fermee qui est remplie d'un liquide incompressible, s'agissant par exemple d'eau glycolee, en contact direct avec la tete d'un capteur de pression 5 obturant de facon etanche avec un joint 25 ledit conduit 21. Le corps du capteur de pression 5 est loge dans la chambre 10 qui communique vers l'arriere avec un conduit 30 de passage de cable electrique, pourvu en sortie d'un presse-etoupe 31. Le capteur de pression 5 est de preference un modele miniature alimente en courant tres faible, de l'ordre de 5 volts par exemple et 10 mA, par exemple un modele de la serie 40PC au catalogue de la societe "Honeywell". En fonctionnement, la fenetre 40 est soumise au poids de la colonne de produit en appui sur elle, lequel se traduit par une augmentation de pression sensiblement proportionnelle dans le liquide a l'interieur de l'enveloppe 11. Et meme si dans le cas de produits pulverulents ou granulaires, il ne s'agit pas d'une colonne strictement cylindrique, mais plutot legerement evasee vers le haut, son poids et par consequent l' augmentation de pression qui en resultent restent des fonctions sensiblement lineaires par rapport a sa hauteur. Les pressions detectees par le capteur de pression 5 entre la pression correspondent a l'etat vice et a l'etat plein de l'enceinte de stockage consideree peuvent done facilement etre converties en niveaux de remplissage intermediaires. Bien entendu, s des parametres variables tels que la temperature ambiante, l' evolution du taux dthumidite du produit stockie, etc., peuvent avantageusement etre pris en compte dans le traitement des signaux de donnees issues du capteur de pression 5. Avec l'exemple de realisation represente, le poids de la colonne de produit en appui sur la fenetre 40, et par consequent l' augmentation de pression qui en resulte dans l'enveloppe ll, vent sensiblement proportionnels a la dimension longitudinale de ladite fenetre. Ceci est mis a profit, selon une autre caracteristique de l' invention, pour que dans tout un ensemble de silos ou enceintes de stockage, le differential de pression entre l'etat plein et l'etat vice so it sensiblement le meme partout, independamment de la hauteur de stockage de chaque unite. Il en decoule comme avantages que le traitement des donnees peut etre facilite, qu'un modele unique de capteur de pression peut etre choisi pour toutes les unites, et que celui-ci peut etre utilise dans sa plage de resolution maximale. Un moyen simple pour modifier la longueur de la fenetre 40 est represente a la Fig. 3. Il s'agit de l'une 6 d'un jeu de bagues plus ou moins longues se vissant sur le bloc 2 pourvu a cet effet d'un filetage entre ses premier et second epaulements 22 et 23, pour venir recouvrTr la fenetre 40 sur une partie determinee de sa longueur. La Fig. 4 illustre par un exemple ['extreme simplicite d'implantation d'un dispositif selon l' invention tel que decrit ci-dessus, tent dans des installations neuves que deja existantes. I1 suffit en effet de fixer la partie de base la dans une monture de support S de type passe-cloison, et de disposer celle- ci en traversee de la paroi (P) de l'enceinte de stockage a equiper. REVENDICATIONS l) Dispositif de mesure du niveau de remplissage d'une enceinte de stockage pour produits en grains ou en poudre, caracterise en ce quril comprend une enveloppe (ll) sensiblement non extensible et remplie d'unliquide incompressible, laquelle enveloppe (ll) presente une fenetre (40) fermee par une paroi souple et est destinee a etre placee dans la partie inferieure de ladite enceinte avec ladite fenetre (40) orientee vers le haut, face au vecteur gravite i ainsi qu'un capteur de pression (5) destine a transformer en signal electrique les differences de pression engendrees dans le liquide dans ladite enveloppe (ll) par les variations du niveau de remplissage de ladite enceinte. 2) Dispositif selon la revendication l, caracterise en ce que la paroi de la fenetre (40) a un profil exterieurement convexe. 3) Dispositif selon la revendication l ou 2, caracterise en ce que le capteur de pression (5) est un modele alimente en courant tres faible. 4) Dispositif selon l'une des revendications l a 3, caracterise en ce qu'il comprend en outre des moyens permettant de modifier la grandeur de ladite fenetre (40) en fonction de parametres tels que la hauteur de stockage de l r enceinte a laquelle il est destine. ) Dispositif selon l'une des revendications l a 4, caracterise en ce qu'il a une forme generale cylindrique de section circulaire permettant de le monter dans une enceinte de stockage en traversee d'une - paroi (P) de celle-ci. 6) Dispositif selon la revendication 5, caracterise en ce qu'il comprend une piece avant (2) et une piece arriere (3) se connectant bout a bout en constituent interieurement une chambre (10) dans lequel est monte le capteur de pression (5), et en ce que la piece avant (2) presente superieurement un evidement (20)sur une partie de sa longueur, en communication avec un conduit (21) debouchant dans la chambre (10), un element tubulaire (4) en materiau souple et sensiblement non extensible etant enfile sur ladite piece avant (2) de facon a fermer hermetiquement ledit evidement (20) en formant au-dessus de lui la fenetre a paroi souple orientee vers le haut (40), ladite enveloppe (11) etant constituee par ledit evidement 1S (20), ledit element tubulaire (4) et ledit conduit (21) obture en sortie par la tete audit capteur de pression (5) et un joint associe (25). 7) Dispositif selon ensemble la revendication 6 et la revendication 4, caracterise en ce qu'il comprend en outre un jeu de bagues (6) de longueurs differentes, destinees a etre passees et vissees sur la piece (2) pour venir en recouvrement de ladite fenetre (40) sur une partie de sa longueur afin d'en modifier sa grandeur.