Brevet FR2869993A1 — publié le 20051111

L'invention concerne une sonde de prélèvement gravitaire à récupération pneumatique, de matières granuleuses ou pulvérulentes et en particulier pour échantillons de céréales. II est connu de prélever des échantillons de grains à l'aide de sondes. En particulier, on connaît la sonde de prélèvement gravitaire manuelle selon la norme ISO 13690 comportant deux tubes coaxiaux qui sont montés rotatifs l'un par rapport à l'autre et qui sont pourvus sur au moins une partie de leur longueur de lumières de prélèvement superposables par rotation, au moins l'un des tubes ayant une extrémité munie d'une pointe de pénétration afin de permettre après pénétration de la sonde dans le produit et rotation relative des tubes, de prélever ledit produit par lesdites lumières. Une telle sonde permet un échantillonnage représentatif du produit par un prélèvement sur une certaine hauteur du produit stocké. Toutefois, cette sonde est manuelle et nécessite, outre une manipulation pour le prélèvement, une autre manipulation pour récupérer le produit ainsi prélevé. C'est notamment la raison pour laquelle il existe des systèmes automatisés et qui comportent une sonde articulée au bout d'un bras de soutien, lui-même articulé sur un support généralement sous forme de mât, ladite sonde destinée à plonger dans le produit à prélever étant tubulaire, tandis que sa partie basse présente une ouverture et sa partie haute est branchée sur un dispositif pneumatique d'aspiration et de récupération du produit. De tels dispositifs de prélèvement par aspiration sont plus pratiques et techniquement plus performants que les sondes manuelles de prélèvement gravitaire, mais les prélèvements qu'ils permettent de réaliser ne sont pas aussi représentatifs que ceux obtenus avec la sonde manuelle précitée qui fait référence. C'est pourquoi l'inventeur a cherché à automatiser le prélèvement gravitaire et en outre à conserver les avantages de la récupération par aspiration du produit prélevé, voire même à moduler les deux modes de prélèvement. Une sonde selon l'invention comporte comme dans la sonde manuelle précitée, deux tubes coaxiaux qui sont montés rotatifs l'un par rapport à l'autre et qui sont pourvus sur au moins une partie de leur longueur de lumières de prélèvement superposables par rotation, au moins l'un des tubes ayant une extrémité munie d'une pointe de pénétration, mais qui est notamment remarquable en ce que le tube intérieur est relié par son extrémité opposée à la pointe de pénétration à un circuit de récupération du produit par aspiration et le tube extérieur est motorisé en rotation par un moteur et un système d'entraînement, tandis que la pointe de pénétration est fixée à l'extrémité du tube intérieur et elle est pourvue d'ouvertures de prise d'air pour l'aspiration. Dans la sonde manuelle connue précitée, c'est le tube intérieur qui tourne 5 dans le tube extérieur et la pointe est solidaire dudit tube extérieur contrairement à l'invention. Par exemple, la surface extérieure du tube intérieur et/ou la surface intérieure du tube extérieur comporte un revêtement antifriction. Selon un mode de réalisation, la pointe de pénétration comporte une partie cylindrique et une extrémité tronconique, ladite partie cylindrique s'introduisant en partie à l'intérieur du tube intérieur et ayant un épaulement circulaire muni d'une rondelle d'appui antifriction sur laquelle vient s'appliquer l'extrémité du tube extérieur et dans ce cas, avantageusement, la pointe de pénétration présente des ouvertures de prise d'air sous la forme de perçages ménagés au travers de la paroi de la partie tronconique et/ou de la partie cylindrique dont les axes sont sensiblement perpendiculaires à ladite ou auxdites parois. Par exemple, le système d'entraînement en rotation du tube extérieur comporte une roue dentée solidaire en rotation par rapport audit tube extérieur et qui vient en prise avec une roue dentée entraînée par le moteur. Selon un mode de réalisation, les lumières de prélèvement du tube extérieur sont sensiblement alignées sur une grande partie de sa longueur tandis que les lumières de prélèvement du tube 'intérieur sont disposées en hélice de telle sorte qu'une rotation du tube extérieur dans le sens d'enroulement de l'hélice du bas vers le haut entraîne une ouverture et une fermeture progressive des lumières, les unes après les autres de bas en haut par superposition desdites lumières au cours de la rotation. Toutefois, on peut aussi imaginer un mode de réalisation dans lequel ce sont les lumières du tube intérieur qui sont alignées et les lumières du tube extérieur qui sont en hélice avec par contre une rotation des tubes ou un enroulement de l'hélice inverse. En outre et sans que cela soit obligatoire, les lumières de prélèvement du tube extérieur sont oblongues et présentent une obliquité par rapport à l'axe longitudinal dudit tube, la partie inférieure de chaque lumière étant dirigée dans le sens principal de rotation dudit tube extérieur afin de permettre une ouverture et une fermeture progressive de chaque lumière, de bas en haut par superposition desdites lumières au cours de la rotation. A la place ou avantageusement en complément, les lumières de prélèvement du tube intérieur sont oblongues et présentent une obliquité par rapport à l'axe longitudinal dudit tube, la partie supérieure de chaque lumière étant dirigée dans le sens principal de rotation du tube extérieur afin de permettre une ouverture et une fermeture progressive de chaque lumière, de bas en haut par superposition desdites lumières au cours de la rotation. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre en élévation une sonde de prélèvement selon l'invention, - la figure 2 montre en élévation le tube intérieur de la sonde de la figure 1, - la figure 3 montre plus en détail le moteur et le système d'entraînement en 15 rotation du tube extérieur de la sonde de la figure 1, - la figure 4 représente en coupe la pointe de pénétration de la sonde de la figure 1, les figures 5a à 5d montrent en partie l'extrémité de la sonde de la figure 1 dans quatre positions relatives différentes des tubes constitutifs de ladite sonde. Sur la figure 1, on peut voir une sonde selon l'invention constituée par deux tubes coaxiaux 2 et 3 montés l'un dans l'autre et se terminant par une pointe 4. Les deux tubes ont un très léger jeu entre eux et ils sont par exemple séparés par un revêtement antifriction 5 (figure 4) par exemple en Rylsan ou similaire, ledit revêtement étant réalisé sur la surface extérieure du tube intérieur 2 et /ou sur la surface intérieure du tube extérieur 3. La sonde 1 est maintenue par un support 6 tandis que le tube intérieur 2 montré plus en détail sur la figure 2 est relié à une extrémité par un tuyau 7 de transport du produit à prélever. Le tube extérieur 3 est monté rotatif autour du tube intérieur fixe. A cet effet, ledit tube 3 est solidaire dans sa partie supérieure d'une roue dentée 8 qui est en prise avec une roue dentée 9 entraînée par un moteur 10 (figure 3). Comme le montre bien la figure 4, la pointe 4 est constituée d'une partie 5 cylindrique 4a qui pénètre dans le tube intérieur 2 auquel elle est fixée et une extrémité tronconique 4b. En outre, sur un épaulement 11 aménagé sur la partie cylindrique 4a de la pointe 4, est disposée une rondelle antifriction 12 sur laquelle vient s'appuyer l'extrémité du tube extérieur 3. A l'autre extrémité du tube extérieur 3, entre la roue dentée 8 dont elle est munie et le support 6, on a prévu une autre rondelle antifriction 13 et ici en plus, une rondelle métallique 14 (figure 3). Comme le montrent bien les figures et en particulier la figure 1, le tube extérieur 3 est pourvu de lumières oblongues 15 qui sont dans cet exemple alignées 15 sur une grande partie de sa longueur. On remarquera aussi que chaque lumière 15 est oblique. Le tube intérieur 2 représenté plus spécialement sur la figure 2, est également pourvu de lumières oblongues et obliques 16 aménagées à des niveaux équivalents à ceux des lumières 15 du tube 3, mais celles-ci, au lieu d'être alignées, sont disposées ici en hélice et leur obliquité est opposée à celle des lumières 15 du tube 3. Toutefois, on peut aussi imaginer un mode de réalisation dans lequel ce sont les lumières 15 du tube extérieur 3 qui sont disposées en hélice et les lumières 16 du tube intérieur 2 qui sont alignées. Les obliquités des lumières et la disposition en hélice des lumières 16 du tube 25 2 sont prévues pour un prélèvement progressif de produit comme il sera expliqué ci-après. Comme le montre la figure 4, la pointe 4 présente des ouvertures telles que 17 dans sa partie cylindrique 4a et 18 dans son extrémité tronconique 4b. Ces ouvertures se présentent ici sous la forme de perçages (17,18) qui sont réalisés selon des axes sensiblement perpendiculaires aux parois cylindrique ou tronconique dans lesquelles ils sont ménagés. Suite à cette description, le fonctionnement est maintenant simple à comprendre. La sonde pénètre dans le produit à prélever par sa pointe 4. Le moteur 10 et le système d'entraînement 8, 9 commandent la rotation du tube extérieur 3 autour du tube intérieur 2 sur une portion de tour ou sur un ou plusieurs tours dans le sens ici représenté à titre d'exemple par la flèche dessinée sur les figures 5a à 5d, c'est-à-dire dans le sens horaire en regardant par le dessus, ce sens étant dit principal par rapport au sens inverse dont il sera question ci-après. Comme déjà dit, les lumières 16 du tube intérieur 2 sont disposées en hélice et comme le montre bien la figure 2, l'hélice s'enroule du bas vers le haut dans le sens de la rotation. Si la disposition en hélice était réalisée sur les lumières 15 du tube extérieur 3, l'enroulement de l'hélice serait inverse pour obtenir le même résultat. De la sorte au cours de la rotation, les lumières 15 et 16 des tubes respectivement 3 et 2 viennent se superposer, en commençant par le bas comme le montrent les figures 5a à 5d, c'est-à-dire qu'elles viennent s'ouvrir et se fermer progressivement de bas en haut pour un prélèvement représentatif sur la partie de la sonde munie de lumières. Ainsi, le niveau du produit représenté par N sur lesdites figures 5a à 5d va progressivement monter, comme le montrent bien les figures. Pour en outre permettre une superposition progressive de chaque paire de lumières, les lumières 15 du tube extérieur 3 et les lumières 16 du tube intérieur 2 présentent une obliquité par rapport à l'axe longitudinal du tube correspondant, la partie inférieure de chaque lumière 15 et en sens inverse la partie supérieure de chaque lumière 16 étant dirigée dans le sens de la rotation du tube extérieur 3. Toutefois un seul des tubes pourrait posséder de telles lumières obliques. Si la fermeture peut s'obtenir en poursuivant la rotation dans le même sens, il est également possible d'inverser' la rotation après une ouverture incomplète des lumières. Après ou pendant le prélèvement gravitaire précité, le produit peut ensuite être récupéré par aspiration par le tuyau 7 à l'aide de moyens non décrits spécialement, grâce aux perçages 17 et 18 de la pointe 4. Outre les avantages d'un prélèvement gravitaire avec récupération 3o pneumatique, l'invention permet un prélèvement gravitaire modulable. Par exemple, le prélèvement peut être entièrement gravitaire: pénétration de la sonde dans le produit, rotation du tube extérieur, relèvement de la sonde et déclenchement de l'aspiration pour la récupération du produit. Toutefois, le cycle de prélèvement peut aussi être modulé selon un mode 35 gravitaire et un mode pneumatique en proportions variables. Selon un mode: pénétration de la sonde dans le produit, rotation du tube extérieur et déclenchement de l'aspiration pour une récupération sur la couche extérieure de la sonde et à son extrémité, relèvement de la sonde avec poursuite de l'aspiration. Selon un autre mode, l'aspiration est déclenchée avant la pénétration, puis interrompue en fin de pénétration, tandis que la rotation est ensuite commandée, puis le relèvement et de nouveau l'aspiration en position haute. Enfin, il est encore possible de réaliser un prélèvement selon le dernier mode décrit mais sans arrêter l'aspiration... io REVENDICATIONS 1) Sonde (1) de prélèvement gravitaire à récupération pneumatique, de produits granuleux ou pulvérulents, comportant deux tubes coaxiaux (2,3) qui sont s montés rotatifs l'un par rapport à l'autre et qui sont pourvus sur au moins une partie de leur longueur de lumières de prélèvement (16, 15) superposables par rotation, au moins l'un des tubes ayant une extrémité munie d'une pointe de pénétration (4) afin de permettre après pénétration de la sonde dans le produit et rotation relative des tubes, de prélever ledit produit par lesdites lumières (16,15), caractérisée en ce que le tube intérieur (2) est relié par son extrémité opposée à la pointe de pénétration (4) à un circuit (7) de récupération du produit par aspiration et le tube extérieur (3) est motorisé en rotation par un moteur (10) et un système d'entraînement (8,9), tandis que la pointe de pénétration (4) est fixée à l'extrémité du tube intérieur (2) et elle est pourvue d'ouvertures (17,18) de prise d'air pour l'aspiration. 2) Sonde de prélèvement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface extérieure du tube intérieur (2) et/ou la surface intérieure du tube extérieur (3) comporte un revêtement antifriction (5). 3) Sonde de prélèvement selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la pointe de pénétration (4) comporte une partie cylindrique (4a) et une extrémité tronconique (4b), ladite partie cylindrique (4a) s'introduisant en partie à l'intérieur du tube intérieur (2) et ayant un épaulement circulaire (11) muni d'une rondelle d'appui (12) antifriction sur laquelle vient s'appliquer l'extrémité du tube extérieur (3). 4) Sonde de prélèvement selon la revendication 3, caractérisée en ce que la pointe de pénétration (4) présente des ouvertures de prise d'air sous la forme de perçages (17,18) ménagés au travers de la paroi de la partie tronconique (4b) et/ou de la partie cylindrique (4a) dont les axes sont sensiblement perpendiculaires à ladite ou auxdites parois. 5) Sonde de prélèvement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le système d'entraînement en rotation du tube extérieur (3) comporte une roue dentée (8) solidaire en rotation par rapport audit tube extérieur et qui vient en prise avec une roue dentée (9) entraînée par le moteur (10). 6) Sonde de prélèvement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les lumières de prélèvement (15) du tube extérieur (3) sont sensiblement 35 alignées sur une grande partie de sa longueur tandis que les lumières de prélèvement 2869993 s (16) du tube intérieur (2) sont disposées en hélice de telle sorte qu'une rotation du tube extérieur dans le sens d'enroulement de l'hélice du bas vers le haut entraîne une ouverture et une fermeture progressive des lumières, les unes après les autres de bas en haut par superposition desdites lumières (15,16) au cours de la rotation. 7) Sonde de prélèvement selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que les lumières de prélèvement (15) du tube extérieur (3) sont oblongues et présentent une obliquité par rapport à l'axe longitudinal dudit tube, la partie inférieure de chaque lumière (15) étant dirigée dans le sens principal de rotation dudit tube extérieur afin de permettre une ouverture et une fermeture progressive de chaque lumière, de bas en haut par superposition desdites lumières (15,16) au cours de la rotation. 8) Sonde de prélèvement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les lumières de prélèvement (16) du tube intérieur (2) sont oblongues et présentent une obliquité par rapport à l'axe longitudinal dudit tube, la partie supérieure de chaque lumière (16) étant dirigée dans le sens principal de rotation du tube extérieur afin de permettre une ouverture et une fermeture progressive de chaque lumière, de bas en haut par superposition desdites lumières (15,16) au cours de la rotation.