Brevet FR2973848A1 — publié le 20121012

VERIN D'ACTIONNEMENT POUR POMPE DE MACHINE DE GAVAGE A LA PATEE ET POMPE LE COMPORTANT. Domaine technique. La présente invention est du domaine des matériels utilisés pour actionner une pompe de gavage et plus particulièrement le piston de la pompe linaire d'une machine de gavage à la pâtée comme par exemple celle décrite dans le brevet EP 630 810. Plus particulièrement, la présente invention est relative au vérin hydraulique d'actionnement du piston de la pompe. État de la technique antérieure On connaît du brevet EP 630 810 du demandeur une machine de gavage à la pâtée formée d'un châssis sur lequel sont installés d'une part, une réserve de pâte alimentaire et d'autre part une pompe distributrice du type linéaire apte à puiser une ration dosée dans la réserve et la délivrer à une conduite de nourrissage comportant en extrémité un embuc de nourrissage prévu pour être intubé dans l'oesophage de l'animal à gaver. La pompe de cette machine à gaver, comporte un corps de pompe de forme cylindrique dans lequel est formé un alésage prévu pour recevoir en coulissement un piston de pompe. Ce piston de pompe est actionné entre un point mort avant et un point mort arrière par un organe moteur formé d'un vérin hydraulique. Dans la configuration objet du brevet cité, le vérin d'actionnement comprend un piston auquel sont fixées deux tiges opposées, axialement alignées. L'une de ces deux tiges présente un diamètre égal, au jeu fonctionnel près, au diamètre de l'alésage du corps de pompe et constitue avantageusement le piston de pompe. L'autre tige, de moindre diamètre, est engagée dans l'alésage traversant d'une paroi terminale du corps de vérin et coopère, extérieurement au corps de vérin avec un moyen de dosage volumique de la ration alimentaire. Plus précisément, ce moyen de dosage mesure à chaque instant la valeur du déplacement, depuis une position d'origine, d'une tige horizontale mécaniquement associée à la seconde tige du vérin. Dans la pratique cette tige additionnelle est liée par un bras à la seconde tige et s'étend parallèlement à cette dernière. Les moyens de mesure sont constitués par un doigt d'entraînement rigidement fixé par une de ses extrémités à la tige additionnelle et par son autre extrémité à une courroie sans fin tendue entre deux poulies dont une est accouplée à un compteur de distance constitué d'un codeur incrémentai. Exposé de l'invention. Problème technique. La disposition précédemment décrite présente l'avantage d'une excellente fiabilité et d'une grande simplicité. En outre cette disposition constitue extérieurement au corps de pompe un moyen simple de repérage visuel de la position du piston de pompe. Cependant la seconde tige du vérin et la tige additionnelle constituent un débord latéral par rapport à l'encombrement général de la machine qui s'avère gênant dans certains cas de figure et situations. Solution technique. La présente invention a pour objet de palier les inconvénients cités en proposant un nouveau vérin pour une machine du type précité et un nouveau moyen de mesure du déplacement du piston de pompe. À cet effet le vérin selon l'invention comprenant un corps de vérin dans lequel est formé un alésage cylindrique axial dont l'une des extrémités est obturée par une paroi radiale terminale de corps de vérin fixée de manière amovible au corps de vérin, lequel à l'opposé de la paroi terminale comporte un flasque de bridage à un corps de pompe de machine de gavage à la pâtée, ledit alésage recevant en ajustement glissant un piston avec tige, et étant divisé par le piston en une chambre arrière s'étendant entre la face arrière du piston et la paroi d'obturation et en une chambre avant s'étendant autour de la tige de piston entre la face avant de ce dernier et une garniture d'étanchéité s'étendant entre le corps de vérin et la tige autour de cette dernière, se caractérise essentiellement en ce que l'ensemble mobile constitué par le piston et la tige comporte un perçage axial borgne débouchant dans la face arrière du piston dans lequel pénètre un dispositif de mesure de la position dudit piston par rapport à une origine, fixe par rapport au corps de vérin. Une telle disposition présente l'avantage de disposer le dispositif de mesure dans le vérin d'actionnement de la pompe ce qui réduit de manière importante l'encombrement de l'ensemble constitué par le piston et la pompe et les moyens de mesure associés. Ainsi et ce quelle que soit la position du piston de la pompe l'encombrement général de la machine demeurera immuable. Selon une autre disposition de l'invention, le dispositif de mesure est formé d'un aimant monté en fixation dans le perçage borgne et d'une règle de mesure par exemple du type potentiométrique ou équivalent fixée à la paroi terminale du vérin et engagée dans le perçage borgne, ladite rège de mesure étant apte à donner une information sous forme de signal électrique, de la position de l'aimant, en éloignement, par rapport à une origine qu'elle possède. On conçoit que par ce biais le dispositif de mesure donne en valeur absolue la position du piston de la pompe par rapport à une origine fixe. Selon une autre disposition de l'invention, l'aimant est agencé en anneau et est disposé autour de la règle. Selon une autre caractéristique de l'invention la règle est engagée de manière étanche par une de ses extrémités dans un perçage traversant axial pratiqué dans la paroi terminale du corps du vérin et y est montée de manière flottante. La diminution d'encombrement de l'ensemble précité peut être mise à profit pour augmenter la longueur de la barrière d'étanchéité formée entre l'alésage du vérin et l'alésage de la pompe. Elle peut être également mise à profit pour, selon une autre caractéristique de l'invention, augmenter la longueur de l'alésage de la pompe et constituer en avant du point mort avant du piston de la pompe, une réserve de stockage des corps étrangers que peut contenir la ration alimentaire. En combinaison avec cette caractéristique une grille de rétention des corps étranger est montée dans cette réserve immédiatement en amont de l'orifice de délivrance de la pompe. Cette disposition permet de retenir les corps étrangers dans la réserve constituée et d'éviter ainsi que ces dernières n'endommagent les composants présents en sortie de pompe tel que l'extrudeur, conduite et embuc ou ne les obturent ou soient transportés par la pâte et ingérés par les palmipèdes. Selon une autre disposition de l'invention, à la réserve ou à la grille sont associés un ou plusieurs aimants pour retenir dans la réserve les particules métalliques magnétisables. Description sommaire des figures et des dessins. - la figure 1 est une vue schématique d'une machine de nourrissage des palmipèdes, comportant les aménagements selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe d'une pompe équipée d'un vérin selon l'invention, le piston de la pompe étant au point mort arrière, - la figure 3 est une vue en coupe d'une pompe équipée d'un vérin selon l'invention, le piston de la pompe étant au point mort avant, - la figure 4 montre des aménagements apportés au piston et à la pompe selon l'invention. Meilleur mode de réalisation de l'invention. On observe en figure 1 une machine de nourrissage des palmipèdes apte à distribuer des rations alimentaires dosées d'engraissement constituées à partir d'un mélange d'eau et d'une céréale en farine par exemple du maïs. La machine comprend un châssis 1 monté sur des organes de roulement 2 dont certains peuvent être motorisés et/ou directeurs. Sur ce châssis est installée une cuve 3 prévue pour contenir une réserve de pâte alimentaire à distribuer en rations dosées, cette cuve 3 pouvant être équipée d'organes de mélange tel que vis d'Archimède pour assurer notamment un mélange intime entre la farine et l'eau selon des proportions déterminées et pour assurer régulièrement un brassage de la pâte. La partie inférieure de la cuve 3, de forme conique, est prolongée à son point le plus bas par une pipe axiale verticale de raccordement à l'orifice d'admission 40 d'une pompe linaire 4 installée sur le châssis 1, sous la cuve 3. À l'orifice de délivrance 41 que comporte la pompe 4 est connectée à l'extrémité proximale d'une conduite de distribution 5 recevant à son extrémité distale un embuc 50 de gavage prévu pour être intubé dans l'oesophage de l'animal à gaver. La pompe 4 comporte un corps de pompe 42 de forme cylindrique dans lequel est foré un alésage cylindrique 43 prévu pour recevoir un piston de pompe 44, mobile dans l'alésage 43 entre un point mort arrière et un point mort avant et ce sous l'effet de l'action d'un organe moteur 6 du type vérin hydraulique double effet. Le corps de pompe 42 comporte une extrémité avant obturée par une paroi transversale 45, l'orifice de délivrance 41 étant formé par un perçage traversant axial pratiqué dans cette paroi terminale 45. Cette paroi terminale transversale 45 est fixée par tout moyen connu au corps de pompe 42. Des garnitures d'étanchéité seront interposées entre cette paroi 45 et le corps de pompe 42 pour assurer l'étanchéité à ce niveau. À l'opposé, le corps de pompe 42 présente une extrémité ouverte et autour de ladite extrémité un flasque 46 formant une bride de raccordement au vérin hydraulique 6. À faible distance de l'extrémité ouverte, le corps de pompe est équipé d'un perçage traversant radial constituant l'orifice d'admission 40 de la pompe. En position de point mort arrière du piston cet orifice se trouve dégagé par ledit piston et de la pâte peut être introduite dans la pompe. Le vérin hydraulique comporte un corps de vérin 60 dans lequel est foré un alésage axial 61 comportant une extrémité obturée par une paroi transversale 62 et une extrémité ouverte autour de laquelle est formé un flasque 63 formant bride de raccordement au flasque 46 du corps de pompe. Par fixation des deux flasques 46, 63 l'un à l'autre, fixation opérée par des boulons, les alésages 43, 61 de la pompe et du vérin sont maintenus dans l'alignement l'un de l'autre. Entre les deux flasques 46, 63 seront disposées des garnitures d'étanchéité. L'alésage 61 du corps 60 de vérin reçoit un piston 64 à la face avant duquel est fixée une tige, cette dernière constituant avantageusement le piston 44 de la pompe 4. Le diamètre de cette tige est, au jeu fonctionnel près, égal au diamètre de l'alésage 43 de la pompe. L'alésage 61 du corps du vérin est divisé par le piston 64 en une chambre arrière s'étendant entre la face arrière du piston 64 et la paroi d'obturation 62 et en une chambre avant s'étendant autour de la tige 44 du piston entre la face avant de ce dernier et une garniture d'étanchéité 65 s'étendant entre le corps de vérin 60 et la tige 44 autour de cette dernière. Les chambres avant et arrière du vérin sont raccordées à un circuit hydraulique connu en soit comportant un capteur de pression apte à mesurer la pression d'alimentation de la chambre arrière. Une telle disposition est utile lorsque la pâte dans le corps de pompe doit subir une compression préalable à sa distribution à l'embuc de gavage comme enseigné dans le brevet EP 630 810 des demandeurs. Avantageusement l'ensemble mobile constitué par le piston et la tige comporte un perçage axial borgne 66 débouchant dans la face arrière du piston 64 dans lequel est installé un dispositif de mesure 7 de la position du piston 64 du vérin par rapport à une origine, fixe par rapport au corps de vérin. Selon une forme préférée de réalisation, le dispositif de mesure 7 est formé d'un aimant 70 monté en fixation dans le perçage borgne 65 et plus particulièrement dans un lamage que ce dernier comporte au niveau de son extrémité ouverte et d'une règle potentiométrique 71 fixée par une de ses extrémités à la paroi terminale 62 et engagée dans le perçage borgne. Selon une autre disposition de l'invention, l'aimant 70 est agencé en anneau et est disposé autour de la règle 71. Cette règle potentiométrique 71 en vue de sa fixation à la paroi 62 est engagée de manière étanche dans un perçage traversant formé dans ladite paroi. Une telle disposition en cas de défaillance du capteur de pression associé à l'alimentation en huile de la chambre arrière, réalise une version de secours. Par recherche du zéro de la règle potentiométrique, le piston 44 de la pompe pourra être disposé au point mort arrière. Le déplacement de ce piston 44 vers son point mort avant sera commandé par l'intermédiaire d'une temporisation compte tenu du fait que le temps mis par le piston pour se déplacer entre les deux points morts est connu. Dans le cas où la règle potentiométrique 71 serait défaillante et le capteur de pression en état de fonctionnement il sera recherché par l'intermédiaire du capteur de pression le pic de pression correspondant au début de la compression préalable. À partir de ce pic, une temporisation sera activée pour la distribution de la dose ; la valeur temporelle déterminée par cette temporisation déterminant la valeur de la quantité distribuée. Additionnellement, le vérin et/ou la pompe comporte un contact de fin de course 8 prévu pour détecter la position de point mort arrière du piston. Selon une forme préférée de réalisation, ce contact de fin de course 8 détecte la position de point mort arrière du piston du vérin et est actionné par le piston de 64 du vérin et plus particulièrement par la face arrière de ce dernier. Ce contact de fin de course 8 selon une première forme de réalisation est du type électromécanique et comporte un élément mobile destiné à recevoir l'action de poussée du piston 64 du vérin lorsque ce dernier parvient au point mort arrière. Selon cette forme de réalisation, la paroi terminale 62 du vérin est dotée d'un second perçage traversant dans lequel est engagé l'élément mobile du capteur, cet élément mobile pénétrant dans l'alésage 62 du vérin. Le corps de ce capteur est fixé à la paroi terminale 62 et obture de manière étanche le perçage traversant. Selon une autre forme de réalisation, le contact de fin de course 8 est du type magnétique et détecte la proximité d'un aimant porté par le piston de 64 du vérin. À titre d'exemple non limitatif, ce capteur 8 pourra être du type à effet Hall. Il pourra être logé de manière étanche dans un logement formé dans la paroi terminale 62 du corps de vérin. Cette disposition de capteur de fin de course 8 en association avec au moins deux temporisations pourra réaliser une version de secours en cas de défaillance de la règle potentiométrique 71 et du capteur de pression. À l'aide de la première temporisation, à partir de l'information délivrée par le capteur de fin de course, le piston 44 de la pompe pourra être amené en position de début de compression préalable. Ensuite à l'aide de la seconde temporisation déclenchée à partir d'un signal de départ, pourra être réalisée la distribution de la dose sachant que cette temporisation détermine le temps de déplacement depuis le point de début de compression préalable vers le point mort avant et par voie de conséquence la valeur du déplacement de ce dernier et la valeur de la dose distribuée. Selon une autre variante d'exécution, le piston du vérin comporte un aimant 90, le corps du vérin est réalisé en un matériau amagnétique, et ce dernier porte extérieurement au vérin une règle 91 sur laquelle sont installés des capteurs à lame souple 92 ou des capteurs à effet Hall. Un des capteurs pourra matérialiser le point mort arrière, un autre capteur le début de la compression préalable correspondant au recouvrement de l'orifice d'admission de la pompe et l'autre capteur le point mort avant. Avantageusement la position du capteur sera ajustable le long de la règle afin d'ajuster, de par sa position, la valeur de la dose à distribuer. Avantageusement, à la pompe de gavage est associé un moyen sous forme de contacteur ou capteur ou détecteur 120 apte à détecter la position instantanée du piston 44 dans l'alésage 43. Selon une première forme de réalisation ce moyen est un contacteur comportant un corps 121 et un élément mobile 122 engagé de manière étanche dans un perçage traversant formé dans le corps de pompe pour détecter la position instantanée du piston 44 de la pompe dans l'alésage et pour le moins la position de fin de course ou position de point mort avant de ce piston. Cette disposition permet de réaliser un moyen simple de dosage. Cet élément mobile s'étend de manière parallèle à l'axe longitudinal de l'alésage. Selon une autre variante de réalisation, le piston de la pompe porte un aimant, le corps de pompe est réalisé en matériau amagnétique et extérieurement au corps de pompe est prévu un détecteur du genre à effet Hall ou un interrupteur à lame souple sensible au champ magnétique de l'aimant. La nouvelle configuration du vérin et du moyen de mesure associé permet d'augmenter la longueur de l'ensemble vérin pompe et d'augmenter la longueur de la barrière d'étanchéité formée entre l'alésage du vérin et plus particulièrement la chambre avant de ce dernier et l'alésage de la pompe. Selon une forme préférée de réalisation comme on peut le voir en figure 4, cette barrière d'étanchéité est portée par un flasque 100 prévu pour être inséré entre les flasques 46 et 63. Comme on peut le voir sur cette figure le flasque 100 comporte un embout tubulaire 101, cylindrique, déterminant un alésage traversant. Des garnitures d'étanchéité 102, formées par des joints d'étanchéité et des joints racleurs, sont montées dans des gorges formées dans l'embout 101 depuis l'alésage traversant que présente ce dernier. La forme d'embout 101 du flasque est engagée dans un lamage pratiqué préférentiellement dans l'alésage du vérin ou alternativement dans l'alésage de la pompe. Une telle disposition permet de regrouper les différents joints soumis à usure dans un élément facile à monter et démonter. L'engagement de l'embout 101 dans le lamage permet de réaliser le centrage de l'alésage de l'embout par rapport à l'alésage du vérin 6. Pour compléter l'étanchéité des joints annulaires sont interposés entre la surface cylindrique de l'embout et la surface cylindrique du lamage. Par augmentation de la longueur de l'ensemble vérin-pompe il devient possible d'augmenter la longueur de l'alésage 43 de la pompe et constituer en avant du point mort avant du piston de la pompe, une réserve 130 de stockage des corps étrangers que peut contenir la ration alimentaire. En combinaison avec cette caractéristique, une grille 131 de rétention des corps étranger est montée dans la réserve 130 immédiatement en amont de l'orifice de délivrance 41 de la pompe. Les mailles de la grille seront de taille suffisamment importante pour laisser passer la pâte et de taille suffisamment faible pour retenir les corps étrangers dans la réserve 130. Avantageusement seront associés à la réserve ou à la grille 130 un ou plusieurs aimants non représentés pour retenir dans la réserve les particules métalliques magnétisables. En vue de vider la réserve 130 des corps étrangers qu'elle contient, la 10 paroi transversale 45 sera déposée. II y a lieu de noter que les différents moyens de mesure, capteurs détecteurs, contacteurs et autres associés au vérin et/ou à la pompe sont prévus pour être connectés à une centrale de commande et contrôle dont est équipée la machine de gavage. Cette centrale de commande et de contrôle pilote 15 notamment le circuit hydraulique du vérin de la pompe pour assurer la distribution et le dosage des rations alimentaires à distribuer aux palmipèdes. II va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et variantes du domaine des équivalents techniques sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. 20