Brevet FR2951146A1 — publié le 20110415

CANON A AIR TELECOMMANDE L'invention se rapporte à un canon à air. Pour éliminer le colmatage dans différentes installations (fours à ciment, silos à pondéreux, silos à grains, etc...), au lieu d'utiliser des outils manoeuvrés à la main par des intervenants tels des barres à mine, il est connu d'utiliser des canons à air qui produisent chacun une déflagration dont le souffle va détruire ou disperser l'amas de matière s'étant accumuler depuis la précédente déflagration. Ces canons à air fonctionnent de la manière suivante : De l'air est accumulé dans un réservoir alimenté par un circuit d'alimentation d'air 10 comprimé, une valve principale pilotée par une valve secondaire contrôle la libération très rapide de l'air accumulé dans le réservoir. L'échappement très rapide de l'air sous pression contenu dans le réservoir provoque une déflagration. Dans les canons à air connus la disposition de la valve principale est telle que, d'une 15 part, localement la face avant du piston de la valve est soumise à la pression qui s'exerce dans le réservoir tandis que d'autre part la face arrière dudit piston est également soumise à une contre pression qui s'exerce dans une chambre arrière elle-même alimentée par le réservoir. Compte tenu des différences des surfaces avant et arrière de la valve principale 20 soumises à une pression égale, la valve principale est maintenue sur son siège mais par un différentiel de force faible. Pour ouvrir la valve principale, une valve secondaire du type électrovanne commande la vidange de la chambre arrière au travers d'un conduit d'échappement. L'échappement de l'air contenu dans la chambre arrière déséquilibre les forces qui 25 s'exercent sur le piston de la valve principale au bénéfice de l'ouverture permettant à l'air de s'échapper brutalement, car le mouvement du piston est rapide. Pour ouvrir la chambre arrière, il suffit d'alimenter électriquement l'électro aimant d'une électrovanne pour que la vanne s'ouvre. Le volume de la chambre étant réduit cet échappement est rapide. 30 Le module de commande de la valve secondaire du type électrovanne est porté souvent directement par le canon à air et ce module de commande est alimenté par un câble électrique d'alimentation. La commande utilise un temporisateur ou un compteur de temps qui permet de régler le temps entre deux déflagrations. Le câble électrique apporte l'énergie au module de commande. L'avantage de ces dispositifs est que pouvant fonctionner en automatique, ils sont, pour certains, positionnés en des endroits difficiles d'accès et/ou en des zones où les 5 conditions de température et/ou de poussières sont difficiles. Ils évitent la mise en danger d'opérateurs. Pour s'occuper d'une zone plusieurs canons à air sont nécessaires. Généralement, ils travaillent les uns en fonction des autres, c'est-à-dire que pour une zone, on implante plusieurs canons à air que l'on va actionner, non pas tous en même 10 temps, mais selon un cycle qui doit être mis au point en fonction de nombreux paramètres. Le cycle de fonctionnement est déterminé à préalablement mais il n'est pas rare que des paramètres de tir doivent être changés soit la fréquence soit l'ordre dans lequel s'effectue les tirs. 15 Comme cela a été dit le réglage du cadencement de tir est réalisé par programmation d'un boitier situé sur l'arrière du canon à air ou à proximité immédiate. En théorie cette programmation est faite lors de l'installation du canon à air car ensuite chaque intervention est alors délicate. L'alimentation électrique du module de commande est faite par un câble électrique ce 20 qui en principe pérennise le fonctionnement. Ces câbles sont portés par des chemins de câbles et sont dans un milieu hostile, la présence de ces câbles augmente le risque de pannes par exemple, par défaut d'isolation ou sectionnement par accident. Par ailleurs, du fait de cet accès difficile, les utilisateurs n'interviennent que rarement entre les opérations de maintenance et n'essayent pas d'optimiser les cadences de tirs. 25 Ainsi si les conditions de travail changent et génèrent plus d'accumulations, on laisse fonctionner le système sans le modifier jusqu'à un arrêt de l'installation ou un besoin impératif. Il est nécessaire périodiquement de contrôler le fonctionnement du canon à air et il est donc prévu sur le module, une commande manuelle. Cela nécessite que le préposé à la 30 vérification accède au canon et déclenche son tir. Ces vérification ayant lieu à des endroits difficiles, le délai entre chaque contrôle est important. Il ne faut pas oublier que la déflagration provoque un bruit important surtout si l'opérateur est à proximité. L'invention se propose d'apporter une solution. A cet effet, l'invention a pour objet un canon à air produisant des déflagrations résultant de l'ouverture rapide d'une valve principale par déplacement d'un piston qui s'écartant de son siège, laisse circuler de l'air dit de travail accumulé sous pression dans un réservoir l'ouverture de la dite valve étant actionnée par un module de commande électrique située sur ou à proximité immédiate du canon à air, ce canon a air étant caractérisé en ce que le module de commande comprend un récepteur d'ordre émis à distance par un émetteur sans fil. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci après faite à titre 10 d'exemple non limitatif en regard du schéma qui représente FIG 1 : Un silo à grains. FIG 2 : Un exemple de canon à air. En se reportant au dessin, on voit un exemple de canon 1 à air pour produire des déflagrations pour détruire les accumulations de matériau poudreux ou granuleux 15 provocant des colmatages. En figure 1, on a représenté un silo A avec sa trémie B de déchargement. Un camion peut se placer sous cette trémie pour charger des graines. On a équipé la trémie de deux canons 1 à air ainsi que le tube C d'arrivé des graines dans le silo. 20 Ce canon à air comprend une valve 2 principale qui contrôle l'écoulement de l'air dit de travail contenu dans un réservoir 3. Le piston 2A de cette valve principale s'appuie sur son siège 2B au moins le temps du remplissage du réservoir. Le piston peut être plat guidé par une queue de guidage ou en forme de coupelle. Il importe peu de sa forme pour l'aspect technique de 25 l'invention. Cette valve principale est soumise à deux forces opposées. Une première force tend à écarter le piston de son siège. Une partie de la face avant de cette valve est soumise à la pression existant dans le réservoir. Ce piston est par ailleurs maintenu sur le dit siège par la pression exercée dans une chambre arrière. 30 La force qui applique le piston 2A de la valve principale sur son siège dépend de la pression dans une chambre arrière 4 et de la surface arrière exposée à la dite pression. La force qui applique le piston 2A sur son siège doit être supérieure à celle qui tend à l'écarter dudit siège. Le différentiel des forces est cependant faible. Les pressions sur l'avant et l'arrière du piston sont souvent identiques et c'est le différentiel de surface qui défini les forces appliqués. L'évacuation de l'air contenu dans la chambre arrière est contrôlée par une électrovanne 5. Ainsi, lorsqu'on évacue l'air de la chambre arrière, le piston ou coupelle de la valve principale recule et l'air du réservoir s'évacue rapidement. Dans l'exemple représenté, l'électrovanne 5 permet de mettre la chambre 5A à l'échappement 5B ce qui entraine le déplacement du piston. Une évacuation par un 10 autre chemin est possible. Un module électronique 6 de commande actionne l'électrovanne. Accessoirement, une mémoire 6A, un compteur 6B et une horloge 6C permettent de déclencher la manoeuvre de l'électrovanne périodiquement. De manière général, l'ouverture de la valve résulte d'une action provoquée par un 15 module 6 de commande électrique situé sur ou à proximité immédiate du canon à air qui agit sur un verrou. Ce module de commande, par exemple, ouvre l'électrovanne 5 qui est le verrou en envoyant une impulsion. Le moyen d'ouverture de la valve peut être un moyen autre qu'une électrovanne. Selon une caractéristique, le module 6 de commande électrique comprend un 20 récepteur 7A d'ordre émis par un émetteur 8A sans fil éloigné du récepteur 7A équipant le dit module de commande. Le signal émis par l'émetteur 8A est produit par un générateur d'ordre 8 qui se présente sous la forme d'une armoire de commande ou d'une télécommande 8. Par générateur d'ordre on comprendra, notamment, un ordinateur ou un ensemble 25 d'automatisme apte à générer un ordre destiné au déclenchement du canon. La communication entre le générateur d'ordre et le module de commande 6 est hertzienne et/ou par infra rouge. L'armoire de commande étant fixe, on peut lui adjoindre en supplément une ou plusieurs télécommandes qui peuvent servir à un opérateur de s'approcher du canon à 30 air pour déclencher le tir et visualiser les effets. Les moyens de communication implantés sur le module électronique de commande 6 sont au moins un récepteur 7A d'instructions et éventuellement un émetteur 7B. L'émetteur 7B équipant le module de commande 6 sert à renvoyer au générateur d'ordres 8 des informations du type « ordre de tir reçu et effectué ». Dans une première version, le module de commande électronique qui est logé dans un boitier comporte une mémoire en vue de stocker un programme d'actionnement de la valve au moyen d'un micro-controleur ou d'un microprocesseur. Le récepteur 7A du module de commande permet, de recevoir non seulement un ordre de tir mais également d'adresser au microprocesseur, des données pour modifier le programme mémorisé. Le signal envoyé par le générateur d'ordre comporte un identifiant permettant de reconnaitre le canon à air. Avec ce générateur de commande ou au moyen d'un accessoire du type télécommande et dans le cas ou le module de commande comporte un programme générant les ordres de tirs, on pourra reprogrammer le délai entre deux tirs ainsi qu'éventuellement le décalage dans le temps d'un canon par rapport à un ou plusieurs autres canons en adressant au récepteur 7A les données correspondantes. La présence d'un émetteur 7B sur le module de commande permet d'envoyer , en direction du générateur de commandes, des informations sur le canon à air, par exemple nombre de tirs effectués etc. De préférence, pour des raisons de sécurité, les moyens électroniques implantés sur le canon à air et donc dans le module de commande 6 ne comprennent pas de générateur autonome d'ordre d'ouverture de la valve. C'est à dire que le module 6 électronique est du type esclave piloté par le générateur d'ordre logé dans l'armoire de commande ou la télécommande. Pour que ce module de commande implanté sur ou à proximité immédiate du canon actionne l'ouverture de la valve, il doit avoir reçu un ordre de tir de l'armoire ou de la télécommande. Ainsi, en manipulant ce module 6 de commande, on ne risque pas de déclencher un tir accidentel. Le générateur 8 de commande comprend un moyen permettant de déclencher un tir manuel et/ou des moyens de création en automatique d'ordre de tirs. Dans le cas où le module de commande 6 est du type esclave, c'est sur le générateur 30 d'ordre contenu dans la télécommande ou l'armoire de commande qu'est implanté un système d'exploitation 8C pour gérer le fonctionnement du canon à air. Le générateur d'ordre 8 comprend donc un émetteur 8A et éventuellement un récepteur 8B. Eventuellement, la programmation des tirs est, par exemple, faite sur un ordinateur 9 ou un moyen équivalent puis transférée sur le générateur de commande 8. Ce transfert de l'ordinateur peut se faire soit en filaire via un port USB soit en hertzien ou en infra rouge par un port approprié. Au générateur de commande sera associé une mémoire 15 pour les données et un système d'exploitation. On pourra donc depuis un endroit facile d'accès sans trop de risque déclencher un tir de contrôle. Un bouton 10 implanté sur la télécommande ou sur l'armoire déclenche un tir manuel. On comprend bien que l'avantage de cet aspect est la sécurité de l'intervenant qui n'a 10 plus obligation de se rendre, aussi souvent, juste à coté du canon à air pour vérifier qu'il fonctionne en actionnant un bouton implanté sur le canon.. On peut facilement changer la procédure de tir sans se déplacer juste à coté du canon à air. Avantageusement, l'alimentation de l'électronique 6 portée par le canon se fait au 15 moyen d'une batterie 11 de sorte que l'on va supprimer les câbles électriques d'alimentation électrique. Cet aspect combiné avec la liaison sans fil est très sécurisant. On supprime donc des causes d'incidents ( coupure de câbles, défaut d'isolation etc ;;;) et le surcout pour la mise en place de ces câbles ou l'échange périodique desdits 20 câbles. Il faut certes changer périodiquement la pile d'où l'intérêt de prévoir sur le module de commande un émetteur 7B qui va transmettre l'état de charge de la dite pile. Il a été pris des dispositions pour limiter la consommation électrique de cette commande électrique. 25 L'électronique de commande comprend, par exemple, un moyen de mise en veille pour économiser l'énergie. On utilise des composants économes en énergie. Selon cette solution, le câblage qui était nécessaire à l'alimentation de l'électrovanne n'est plus utile. Certes, il faut remplacer régulièrement la batterie, mais cela peut se 30 faire pendant la maintenance habituelle qui nécessite de vérifier différentes pièces mécaniques et donc l'accès aux canons à air et au réservoir. Il faut savoir que certains canons ne déclenchent le tir qu'une à deux fois par jour. La consommation électrique est donc faible. La batterie peut être du type pile mais également consister en un accumulateur qui pourra être chargé par un panneau solaire ou une génératrice de type éolien ou entrainée par l'air comprimé qui sert à charger le réservoir. La distance entre cette génératrice et la batterie sera faible. Avec la télécommande, on pourra récupérer des informations type nombre de tirs, état de la batterie etc. La communication sera établie selon un protocole de communication, par exemple, du type WIFI, bluetooth ou zigBee ou autre. L'électronique de commande est protégée des conditions ambiantes (poussières et chaleur).Elle est logée dans un boitier qui logera éventuellement l'antenne radio qui peut être éventuellement déportée. Dans certains cas, il sera fait appel à des répétiteurs pour acheminer le signal provenant de l'émetteur 8A depuis l'armoire de commande jusqu'au canon à air lorsque la configuration des lieux perturbe la transmission ou que le générateur d'ordre est éloigné des canons à air. REVENDICATIONS1. Canon à air produisant des déflagrations résultant de l'ouverture rapide d'une valve principale (2) par déplacement d'un piston qui s'écartant de son siège, laisse circuler de l'air dit de travail accumulé sous pression dans un réservoir l'ouverture de la dite valve étant actionnée par un module de commande (6) électrique située sur ou à proximité immédiate du canon à air, ce canon a air étant caractérisé en ce que le module de commande (6) comprend un récepteur (7A) d'ordre émis à distance par un émetteur (8A) sans fil. 2. Canon à air selon la revendication 1 caractérisé en ce que le module de commande (6) comprend en outre un émetteur (7B). 3. Canon à air selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la communication entre l'émetteur sans fil (8A) et le récepteur (7A) est hertzienne. 4. Canon à air selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la communication entre l'émetteur sans fil (8A) et le récepteur (7A) est du type infra-rouge. 5. Canon a air selon la revendication là 4 caractérisé en ce que l'émetteur sans fil (8A) est porté par une télécommande. 6. Canon à air selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'émetteur sans fil (8A) est logé dans une armoire. 7. Canon a air selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le module de commande (6) est du type esclave. 8. Canon à air selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le module de commande (6) et le moyen d'ouverture de la valve sont alimentées par une batterie. 9. Canon à air selon la revendication 8 caractérisé en ce que le moyen d'ouverture est une électrovanne.30