Brevet FR2866197A1 — publié le 20050819

La présente invention concerne un dispositif de nettoyage des fruits radiculaires, cultivés en rangs parallèles, du type betterave ou tubercule, intégré dans une machine agricole, fournissant une source de chaleur. Plus particulièrement pour la betterave ou la chicorée, cette machine est soit un engin automoteur de récolte, type intégrale ou déterreur de silo, soit une machine tractée sur laquelle est disposé un générateur à air chaud. Le problème réside dans le souhait de limiter la tare-terre présente dans les silos au bord des champs. La tare-terre est désignée comme un ensemble de verdure résiduelle, comme les feuilles ou les tiges, et de terre restée accrochée sur les aspérités des fruits radiculaires après la phase de nettoyage. Pour un même type de matériel de récolte, elle peut varier en fonction de la nature du sol, des conditions climatiques, du taux d'humidité du sol. Pour la betterave, la moyenne en France est de l'ordre de 15% et peut atteindre des valeurs encore supérieures, selon les années humides. Le taux d'humidité du sol est lui aussi variable selon la nature du terrain et du climat local. Elle est calculée au moment de la livraison par camion à la sucrerie. Sur la base d'un échantillon, le résultat de la tare-terre est donné comme la différence du poids brut et du poids des fruits radiculaires lavés et décolletés. Sa présence est un inconvénient pour l'agriculteur et les industries agroalimentaires. Concernant l'agriculteur, le premier est l'appauvrissement du sol, du fait de l'enlèvement de terre fertile. Le second, un coût de transport supplémentaire, et le dernier, une baisse de rendement due à la présence de verdure puisant dans les réserves des fruits radiculaires. Concernant l'industriel, il s'agit des coûts de lavage de ces derniers, de stockage et de transport des boues vers les champs et de l'épandage. Les industries agroalimentaires imposent des sanctions financières à l'agriculteur, lorsque ce taux de tare-terre est supérieur à une valeur définie. Dans le cas contraire, il perçoit des primes. Les constructeurs proposent sur leur machine des solutions, comme des turbines de nettoyage ou moulinets déterreurs. Leurs actions par la force centrifuge et les chocs entre les fruits radiculaires suppriment une partie, mais ne permettent pas un nettoyage optimal. De même pour la reprise du silo, des déterreurs enlèvent une autre partie, après séchage naturel. Ensuite, l'agriculteur doit, par ses propres moyens, épandre la terre récupérée ou niveler le tas sur le lieu même du stockage. Ce problème de la tare-terre concerne aussi d'autres productions, comme les pommes de terre, la chicorée. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient. Ce dispositif de nettoyage des fruits radiculaires par opération mécanique et/ou séchage est intégré dans une machine automotrice ou tractée, à l'intérieur d'une trémie entièrement fermée, isolée thermiquement et protégée par une protection à hauteur d'homme. Elle comporte au moins une entrée, pourvue ou non d'un dispositif de convoyage au sommet de la trémie et en sa partie basse au moins une sortie, sous laquelle se trouvent au moins une paire de brosses motorisées et en dessous d'elles un dispositif de convoyage des fruits radiculaires propres. Ce dispositif est caractérisé par des moyens de nettoyage sous l'action d'une source de chaleur acheminée par un circuit de conduites isolantes provenant d'un générateur à combustion, à travers au moins d'une paroi de la trémie grâce à un nombre d de diffuseurs, et de nettoyage mécanique grâce à un nombre p de plans inclinés ajourés, aménagés en chicane les uns en dessous des autres et à des brosses fixées sur les parois internes de la trémie. Ces diffuseurs sont installés en des points précis pour obtenir une température ambiante homogène. Selon les modes particuliers de réalisation: - la trémie comporte une double paroi à l'intérieur de laquelle se trouve une matière isolante, au moins une entrée en forme d'entonnoir, sous laquelle est associée une trappe pleine, actionnée par un vérin, sous laquelle se trouvent des lanières parallèles les unes aux autres, au moins une sortie comportant une trappe pleine actionnée par un vérin, sous laquelle les brosses rotatives tournent en sens opposé au flux descendant du contenu de la trémie, au moins un moyen de détection thermique placé à l'intérieur de la trémie ou sur le circuit de cheminement de la chaleur, relié à une unité de commande actionnant une vanne motorisée sur le circuit de cheminement, des moyens de détection mesurant le poids de la trémie, reliés à l'unité de commande. Le fait d'augmenter la distance du parcours de nettoyage est un des éléments essentiels pour la réduction de la tare-terre. Le roulement des fruits radiculaires entre eux et sur le plan incliné augmente le nettoyage. - la source de chaleur provient soit, partiellement ou totalement, des gaz d'échappement bruts d'un moteur thermique, ou épurés des particules de suies par au moins un filtre, de l'air chaud provenant du compartiment moteur, du circuit de refroidissement et autres organes dégageant de la chaleur, le tout véhiculé par au moins une soufflerie, soit ou d'un générateur auxiliaire à air chaud, comme un brûleur à gaz. - la source de chaleur provient au moins d'un échangeur isolant récupérant l'air chaud dissipé par les gaz d'échappement au travers du collecteur d'échappement, véhiculé par au moins une soufflerie. - le plan incliné ajouré est constitué de brosses, ou d'éléments mobiles, comme une bande transporteuse ajourée, ou d'une succession de rouleaux spiralés animés par au moins un moteur, et éventuellement associé à un volet ajouré coulissant ou pivotant grâce à un vérin, à l'extrémité basse du plan incliné comportant, dans ce cas, au moins un moyen de détection mesurant la masse des fruits radiculaires. Le fait de compartimenter la trémie par des plans inclinés et des volets permet à la chaleur d'évaporer l'eau pendant le remplissage de ce compartiment. - le circuit d'acheminement de la chaleur se scinde en deux parties, une conduite pour alimenter la trémie et l'autre pour assurer une régulation de la température à l'intérieur de la trémie en expulsant une partie ou la totalité de la chaleur à l'extérieur ou vers le pot d'échappement, et chaque conduite comporte une vanne motorisée, gérée par une unité de commande, permettant la mise en service de l'une ou l'autre. - au moins une des conduites d'acheminement de la chaleur se divise en plusieurs conduites et que le prolongement d'une de ces dernières à l'intérieur de la trémie comporte au moins un diffuseur. - la trémie possède un fond mouvant permettant d'évacuer le contenu. - l'opération de nettoyage mécanique et/ou thermique s'effectue dans plusieurs trémies reliées entre elles par un dispositif de convoyage. - les moyens de détection de poids et thermique gèrent, par le biais d'une unité de commande, l'ouverture et la fermeture des trappes et des volets, de façon à garantir d'une part un remplissage maximal de chaque compartiment et de la totalité du volume de la trémie et d'autre part un maintien de la température à l'intérieur de celle-ci, grâce aux vannes et/ou au circuit de régulation de chaleur. Cette trémie peut remplacer celle installée sur une automotrice, dont le volume est de l'ordre de 5m3. Elle peut être ajoutée sur les intégrales ou débardeuses en complément de la trémie principale d'une contenance de 20 à 40 m3. La liaison entre les deux trémies se fait par des bandes transporteuses. Dans une autre variante, elle peut être fixée sur un châssis tracté, sur laquelle se trouve une source de chaleur auxiliaire. L'objectif recherché est de rendre les fruits radiculaires plus propres à la fin du processus de nettoyage. Ce but est atteint en installant des moyens mécaniques et thermique dans une trémie. Après l'évaporation de l'eau contenue dans la terre, les moyens mécaniques de nettoyage enlèvent le maximum de terre. De plus, l'action de la chaleur permet de flétrir la verdure pour éviter que les feuilles ne puisent dans les réserves des fruits radiculaires, engendrant ainsi une perte de rendement. Ce dispositif a de plus un impact sur l'environnement, dans le fait de rejeter de la vapeur d'eau et non de la chaleur. Le mode de fonctionnement, dans sa version la plus complète, est décrit de la manière suivante. Avant le nettoyage, la trémie reçoit la source de chaleur venant du générateur à air chaud par le biais des conduites isolantes, par exemple le moteur thermique. Les trappes pleines supérieure et inférieure de la trémie sont en position fermée pour accumuler et maintenir la chaleur à l'intérieur de celle-ci. Le moyen de détection thermique assure une température prédéfinie et actionne une vanne mécanisée pour libérer le surplus de chaleur et pour préserver la qualité des fruits radiculaires. Lorsque les fruits radiculaires arrivent au-dessus de la trémie grâce à une bande transporteuse, la trappe supérieure s'ouvre. Les volets placés à l'extrémité des plans inclinés sont en position fermée et compartimentent ainsi la trémie. Pendant le remplissage du premier compartiment, la chaleur provoque l'évaporation de l'eau contenue dans la terre et le flétrissement de la verdure. Les volets des compartiments suivants s'ouvrirent, lorsque le premier compartiment est plein grâce à un moyen de détection de masse. Au cours de leur descente sur les plans inclinés, les fruits radiculaires sont nettoyés par l'action des diverses brosses ou caractéristiques des plans inclinés et des chocs provoqués entre eux. De compartiment en compartiment, les fruits radiculaires sont débarrassés de leur déchet. Lorsque la trémie est pleine grâce à un moyen de détection de masse sous celle-ci, la trappe inférieure de la trémie s'ouvre et reste ouverte tant que la bande transporteuse sous la trémie fonctionne. Pour assurer l'action de la chaleur, le débit à la sortie doit être identique à l'entrée. Le contenu est dirigé vers les brosses rotatives tournant en sens inverse de la chute des fruits pour assurer le nettoyage final. La mise en rotation des brosses dépend aussi du fonctionnement du circuit de vidange de la trémie. Ensuite ils tombent sur cette dernière pour être dirigés vers une benne agricole ou vers la trémie de stockage selon la capacité de la machine. Lors de l'arrêt du circuit de nettoyage de la machine, les trappes pleines se referment pour éviter la perte de chaleur. De même si la trémie est vide, les trappes et les volets se ferment. Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente schématiquement une trémie comportant l'association des différents moyens mécaniques et thermiques de nettoyage des fruits radiculaires. Les figures 2, 3 et 4 représentent différentes variantes de plans inclinés. La figure 5 représente le circuit de diffusion de la chaleur pour la trémie. La figure 6 représente une variante de l'invention sur un châssis tracté. En référence à la figure 1, ce dispositif fait partie d'une machine agricole (1), fournissant une source de chaleur, provenant par exemple du moteur thermique (2). Le dispositif comporte une trémie entièrement fermée (3). D'une manière générale, sa constitution est faite d'une ossature non représentée et d'un nombre de parois (4) ouvrables ou démontables. Dans une autre variante, cette trémie peut être constituée de parois (4) pouvant être doublées par une autre paroi (5), entre lesquelles se trouve une matière isolante (6). Les parois externes comportent une protection (7) à hauteur d'homme. Au sommet la trémie (3), une bande transporteuse (8) amène les fruits radiculaires (9), tombant au travers d'une ouverture (10) en forme d'entonnoir (11). Sous l'entrée supérieure (10), des lanières (12) sont disposées parallèlement les unes aux autres pour garder au maximum la chaleur à l'intérieur. A la partie basse de la trémie (3), la sortie (13) peut comporter au moins une paire de brosses rotatives (14), tournant chacune d'elle dans le sens opposé au flux du contenu. Ces brosses (14) sont animées par au moins par un moteur (15) et pouvant être associé à un boîtier mécanique (16). La trémie (3) comporte, au niveau des ouvertures supérieure (10) et inférieure (13), respectivement une trappe pleine (17) et (18) mobile grâce à un vérin respectif (19) et (20). Son mouvement est coulissant le long d'une paroi ou pivotant par rapport à un axe. L'intérieur de la trémie (3) peut comporter au moins un plan incliné (21) démontable pour compartimenter celle-ci. La figure 2 présente une variante du plan incliné (21), dont la surface ajourée (22) est de nature grillagée, ou constituée de barreaux, ou poinçonnée de trous, ou associée à des brosses (23). Dans une autre variante, le plan incliné (21) peut être associé à un volet (24) mobile grâce à un vérin (25). Son mouvement peut être pivotant autour d'un axe horizontal ou coulissant le long du plan incliné (21). Ce volet (24) peut être composé d'un cadre non représenté, sur lequel une surface ajourée (22) est fixée ou comportant à l'intérieur au moins un barreau non représenté. La figure 3 présente une autre variante d'un plan incliné (21) associé à une bande transporteuse (26) ajourée. Dans une autre variante selon la figure 4, le plan incliné (21) peut être une succession de rouleaux spiralés parallèles rotatifs (27) animés par au moins un moteur (28), associé à un boîtier mécanique (29). Pour permettre d'accroître le nettoyage, des brosses (30) peuvent être installées sur les flancs internes de la trémie (3). Elles sont, mais pas de manière exclusive, installées dans le sens du flux. La disposition et l'association des différents moyens mécaniques (21,22,23,24,26,27,30) sont libres. Des moyens de détection (31) de masse, placés entre la trémie (3) et le châssis de la machine (1) et ceux sous les plans inclinés (21) informent une unité de commande (32) pour la gestion des trappes (17,18) et des volets (24). Les fruits radiculaires (9), ainsi dépourvus du maximun de terre, tombent sur une bande transporteuse (33) ajourée pour les convoyer vers la trémie de stockage de la machine (1) ou vers des bennes agricoles. Sur la figure 1 et 5, la trémie (3) comporte au moins une arrivée de la source de chaleur sous forme de diffuseur (34), par l'intermédiaire d'au moins une canalisation isolante (35), composée de parties démontables, droites et courbées, de nature souple et/ou rigide. Cette canalisation (35) prend naissance, à l'intérieur du compartiment moteur (36), où sont prélevées les différentes sources de chaleur. Dans une autre variante, le circuit de cheminement (35) peut être scindé en deux parties: une partie (37) alimentant la trémie (3) en chaleur, l'autre (38) rejetant une partie ou la totalité des gaz chauds, vers le pot d'échappement (39) ou directement à l'extérieur, grâce à des vannes motorisées (40) placées dans les deux circuits (37) et (38), gérés par l'unité de commande (32). Le circuit (35) véhicule les gaz d'échappement (41) soit bruts, soit épurés des particules de suies grâce à un filtre (42), véhiculés par une soufflerie (43). Dans une autre variante, cette canalisation (35) prend naissance après un échangeur (44), traversé par le collecteur (45) des tuyaux d'échappement. Cet échangeur (44) isolant récupère la chaleur dissipée du collecteur (45) véhiculée grâce à une soufflerie (46). Dans une autre variante, la soufflerie (43) ou (46) récupère l'air ambiant chaud à l'intérieur du compartiment moteur (36) et amène ce fluide chaud vers la trémie (3) grâce la canalisation isolante (35). Dans une autre variante, toutes les autres sources de chaleur émises par le moteur (2), comme les différents échangeurs ou autres (47), peuvent être recueillies. Sur la figure 6, la source de chaleur peut être un générateur auxiliaire à air chaud (48), du type brûleur à gaz. Dans une autre variante, la canalisation (35) ou (37) se ramifie en plusieurs conduites (49). Selon la figure 1, chaque compartiment (50) de la trémie (3) peut comporter au moins un diffuseur de chaleur (34). Dans une autre variante selon la figure 5, le prolongement (51) de la conduite (49) peut atteindre le flanc opposé et comporter au moins un diffuseur (34). Un moyen de détection thermique (52), placé sur la canalisation (37) avant la trémie (3) ou dans celle-ci, assure le maintien de la température préalablement définie à l'aide de l'unité de commande (32) placée dans la cabine (1). Pour maintenir la température à l'intérieur de la trémie (3), la canalisation (35) ou (37) comporte une vanne mécanisée (53) permettant d'expulser le surplus d'air chaud. Pour aider à évacuer le contenu de la trémie, un fond mouvant (54) peut être installé. 25 30 2866197 7 REVENDICATIONS 1) Dispositif de nettoyage intégré dans une machine automotrice ou tractée (1) pour réduire la tare-terre de fruits radiculaires (9) par opération mécanique et/ou séchage, à l'intérieur d'une trémie (3) entièrement fermée, isolée thenniquement et protégée par une protection (7) ä hauteur d'homme, comportant au moins une entrée (10), pourvue ou non d'un dispositif de convoyage (8) au sommet de la trémie (3) et en sa partie basse au moins une sortie (13), sous laquelle se trouvent au moins une paire de brosses motorisées (14) et en dessous d'elles un dispositif de convoyage (33) des fruits radiculaires (9) propres, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de nettoyage par l'action d'une source de chaleur acheminée par un circuit de conduites (35) isolantes provenant d'un générateur à combustion (2) ou (48), à travers au moins d'une paroi (4) de la trémie (3) grâce à un nombre d de diffuseurs (34), et de nettoyage mécanique grâce à un nombre p de plans inclinés ajourés (21), aménagés en chicane les uns en dessous des autres, et à des brosses fixées (30) sur les parois (4) internes de la trémie (3). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la trémie (3) comporte une double paroi (4,5) à l'intérieur de laquelle se trouve une matière isolante (6), au moins une entrée (10) en forme d'entonnoir (11), sous laquelle est associée une trappe pleine (17), actionnée par un vérin (19), et sous laquelle se trouvent des lanières (12) parallèles les unes aux autres, au moins une sortie (13) comportant une trappe pleine (18) actionnée par un vérin (20), sous laquelle les brosses rotatives (14) tournent en sens opposé au flux descendant du contenu de la trémie (3), au moins un moyen de détection thermique (52) placée à l'intérieur de la trémie (3) ou sur le circuit de cheminement de la chaleur (35) ou (37), relié à une unité de commande (32) actionnant une vanne motorisée (53) sur le circuit de cheminement (35) ou (37), des moyens de détection (31) mesurant le poids de la trémie (3), reliés à l'unité de commande (32). 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la source de chaleur provient soit, partiellement ou totalement, des gaz d'échappement bruts (41) d'un moteur thermique (2), ou épurés des particules de suies par au moins un filtre (42), de l'air chaud provenant du compartiment moteur (36), du circuit de refroidissement et autres organes (47) dégageant de la chaleur, le tout véhiculé par au moins une soufflerie (43) , ou soit d'un générateur auxiliaire à air chaud (48), comme un brûleur à gaz. 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la source de chaleur provient au moins d'un échangeur (44) isolant récupérant l'air chaud dissipé par les gaz d'échappement (41) au travers du collecteur (45) d'échappement, véhiculé par au moins une soufflerie (46). 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le plan incliné ajouré (21) est constitué de brosses (23), ou d'éléments mobiles, comme une bande transporteuse ajourée (26), ou d'une succession de rouleaux spiralés (27) animés par au moins un moteur (28), et éventuellement associé à un volet ajouré (24) coulissant ou pivotant grâce à un vérin (25), à l'extrémité basse du plan incliné (21) comportant, dans ce cas, au moins un moyen de détection (31) mesurant la masse des fruits radiculaires (9). 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le circuit (35) d'acheminement de la chaleur se scinde en deux parties, une conduite (37) pour alimenter la trémie (3) et l'autre conduite (38) pour assurer une régulation de la température à l'intérieur de la trémie (3) en expulsant une partie ou la totalité de la chaleur, à l'extérieur ou vers le pot d'échappement (39), et que chaque conduite (37,38) comporte une vanne (40) motorisée, gérée par une unité de commande (32), permettant la mise en service de l'une ou l'autre. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au moins une des conduites d'acheminement de la chaleur (35) ou (37) se divise en plusieurs conduites (49) et que le prolongement (51) d'une de ces dernières à l'intérieur de la trémie (3) comporte au moins un diffuseur (34). 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la trémie (3) possède un fond mouvant (54) permettant d'évacuer le contenu. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'opération de nettoyage mécanique et/ou thermique s'effectue dans plusieurs trémies (3) reliées entre elles par un dispositif de convoyage (8) ou (33). 10) Procédé de gestion de remplissage des fruits radiculaires (9) pour le dispositif selon l'une des revendications 5 à 9 caractérisé en ce que les moyens de détection de poids (31) et thermique (52) gèrent, par le biais d'une unité de commande (32), l'ouverture et la fermeture des trappes (17, 18) et des volets (24), de façon à garantir d'une part un remplissage maximal entre les plans inclinés ajourés (21), éventuellement associés aux volets (24), et de la totalité du volume de la trémie (3) et d'autre part un maintien de la température à l'intérieur de celle-ci, grâce aux vannes (40) et (53) et/ou au circuit de régulation de chaleur (38).