Brevet FR2984688A1 — publié le 20130628

La présente invention concerne une machine à trier le crottin des chevaux ou autres animaux, des parties de litière agglomérées par leur urine appelée « gâteau » de la litière propre ou récupérable. Elle intervient dans le nettoyage journalier de la litière composée soit de tourbe, copeaux de bois, sciure, lin, chanvre, granulé de bois ou un mélange de ses derniers. Cette machine à la particularité de trier à l'horizontale ou en oblique suivant la qualité désirée de triage. Le crottin et le gâteau sont rejetés vers l'arrière dans un bac de récupération, la litière débarrassée de ses impuretés est rejetée par l'avant dans le box. Le principe de cette invention peut être également utilisé pour le nettoyage ou le triage en continu de différentes matières, difficilement séparables, collantes, s'agglomérant, se compactant 10 ou colmatant les tamis. Autrefois, la paille était la litière universelle, son stockage et son recyclage sous forme de fumier se faisaient aisément. Aujourd'hui ces opérations sont devenues quasiment impossible (contrainte environnementale), d'ou la nécessité d'utiliser de nos jours des litières de substitution pour les chevaux. Mais la main d'oeuvre pour ce genre de travail fastidieux se fait rare, le triage des 15 crottins se faisant manuellement avec une fourche spéciale dite fourche à copeaux, opération fastidieuse ,repérer les crottins, les ramasser avec la litière au moyen de la fourche, secouer de gauche à droite la fourche afin que seul le crottin soit retenu dans celle-ci. Avec cette méthode, la litière n'est jamais entièrement triée cela demanderait des heures pour faire un box. Une fourche prend une quantité de 3 litres de litière environ et un box de 9m2 contient un minimum de 900 litres 20 de litière, soit 300 opérations de tamisage. Quelques essais ont été faits avec des tamis vibrants traditionnels mais sans grand succès du fait du peu de temps gagné (remplir le tamis, attendre le tamisage et vider le tamis) et autre handicap, la petite quantité traitée égal à une pelletée, et l'action non continue. Cette solution développée par une société a, à notre connaissance, arrêté sa production du fait du manque d'innovation, du peu de gain de temps et de fatigue épargné. Autre 25 solution adoptée, valable uniquement pour les litières de paille, une machine qui vide entièrement le box sans trier la litière (connue sous le nom de Crocobox) mais qui résout seulement l'évacuation de la matière. Cette invention permet de remédier à tous ces problèmes, partant du vieux principe de la cribleuse de gravier, mais qui ne convient pas dans son état actuel pour notre application et qui 30 n'y a jamais eu d'élaboration dans notre domaine concernée. Les principales innovations portent sur la cellule de triage rotative, plusieurs études ont été nécessaires pour modifier cette dernière. Les innovations de cette cellule de triage rotative portent sur plusieurs points : 1°) Elle est amovible très facilement sans outil, sans démontage de pièces, afin de faciliter le nettoyage et surtout la désinfection par immersion dans des bacs aseptisants, elle ne comporte aucun point de fixation sur la machine. 2°) La rotation est obtenue par deux roues dentées, mais la rotation seule du tamis comme les cribleuses, ne permet pas un triage parfait et en continu de la litière, c'est pourquoi ces roues dentées sont munies d'une denture spéciale reposant sur 4 pignons d'une denture spéciale également, mais différente des roues dentées. Cette denture est spécifique pour deux raisons, outre de transmettre le mouvement rotatif; elle provoque premièrement, un mouvement vibratoire verticale de la cellule favorisant le triage et le nettoyage du tamis, et deuxièmement, la forme des dents rend la denture autonettoyante indispensable pour travailler avec de la litière. 3°) La litière devant parcourir une distance linéaire calculée sur le tamis, pour cela, la cellule est également équipée d'une vis d'Archimède intérieure circonférentielle, sans axe central, la première spire allant en se rétrécissant dans son diamètre central afin de mieux « avaler » la litière. 4°) Le bord intérieur de la spire de la vis est muni d'un déflecteur sur toute sa longueur retenant la litière en mouvement afin que celle-ci s'élève dans la partie supérieure interne de la cellule et retombe en pluie dans sa partie inférieure interne, cette action est très importante dans le triage du gâteau et le « nettoyage » des crottins. 5°) L'ensemble de la cellule est plus ou moins inclinable sur un axe latérale de la machine en l'occurrence et dans le cas présent, l'axe des roues porteuses, afin d'augmenter ou diminuer la qualité du triage. Les dessins annexés illustrent l'invention : fig 1 schéma de coté montrant les différentes parties avec la cinématique de la machine. fig 2 schéma avant de la machine montrant les pignons ainsi que la spire d'avalement. fig 3 différence de profondeur des dents des engrenages avec le même module. fig 4 dessin montrant la forme tronc pyramidale des dents permettant leurs auto-nettoyage. fig 5 dessin axonométrique de la cellule de triage. fig 6 dessin axonométrique de la vis d'Archimède munie du déflecteur. fig 7 dessin axonométrique montrant les différentes pièces de transmission de mouvement. fig 8 dessin de l'écorché de la machine montrant la trémie de chargement et les entretoises. fig 9 dessin de l'écorché arrière de la machine montrant l'extracteur. Composition de la trieuse : la trieuse comprend 4 parties distinctes : La cellule de triage Le tapis d'éjection La trémie Le bâti Les matériaux utilisés pour la construction sont : Pour la cellule de triage, les roues dentées et les pignons sont de préférence en matière plastique technique type polyéthylène ou polytétrafluoroéthylène permettant un glissement sans lubrification, le tamis en inox, les tirants en inox. Pour le tapis roulant, tapis en élastomère structuré, rouleaux en matière plastique technique. Pour le bâti des plaques métalliques découpées au laser. Ces matériaux ne sont pas limitatifs, ils peuvent être changés pour différentes raisons. Grand principe de fonctionnement de la trieuse figure 1 et 2 : La matière à trier (M) est introduite par plus ou moins grande quantité dans la trémie (1) située dans la partie supérieure avant , elle déverse directement la matière dans la cellule de triage , la matière est entrainée par la spire de chargement (3) vers les spires de translation (4), les spires de translation entrainent la matière à trier vers la sortie en la faisant passer sur le grillage calibré (5), pendant ce passage la matière (M) est triée , la litière triée (L) tombe sur un convoyeur à auge ou tapis roulant (7) dirigeant la litière vers l'avant de la machine pour la rejeter dans le box , en phase finale reste le crottin et le gâteau (C) qui sont évacués par l'extracteur (14) à l'arrière de la vis et tombe directement dans un bac de récupération (R) . La cellule de triage partie principale (fig 5) : La cellule de triage est amovible et interchangeable sans outillage, très rapidement pour plusieurs raisons dont principalement : a) Permettre un nettoyage par haute pression de la cellule à l'extérieur de la trieuse. b) Désinfecter la cellule par immersion dans un bain aseptisant. c) La cellule étant enlevée un nettoyage où une désinfection complète de la machine est possible, pour éviter la propagation d'épidémie. d) Trier différentes litières de granulométrie différente avec la même machine en changeant seulement l'unité de triage. Pour cela ,la cellule ne comporte pas d'axe central, mais un dispositif spécial qui est composé latéralement, de deux roues dentées (2), à denture spéciale, reliées parallèlement par des tirants (9), ces derniers emprisonnent par son pourtour une vis sans fin de 2, 3 spires ou plus (3,4), la première spire d'avalement(3) à un profil intérieur allant en s'élargissant pour permettre un meilleur chargement, ces spires forment l'ossature d'un cylindre creux, elles sont entourées sur l'extérieur par un tamis calibré (5) qui peut être en acier où autre, la dimension des mailles est adaptée au calibrage de triage de la litière. Cet ensemble est posé sur 4 pignons (8,8b), à denture spéciale, qui ont plusieurs rôles , supporter et entrainer la cellule dans un mouvement rotatif ainsi que provoquer des vibrations par un taillage spécial de la denture. La taille, plus profonde (fig 3) dans l'un des deux pignons (entrainement ou vis) provoque une vibration verticale qui favorise le triage et le décolmatage du tamis, une vibration par dent de la cellule soit 60 vibrations, nombre modifiable, par tour de cellule dans le cas présent, autre variante possible, allonger toutes les dents, où, 1 sur 2 où plus, de l'un des pignons. La denture à aussi une autre particularité, les dents des pignons et les roues dentées sont de forme tronc pyramidale (fig 4) ceci afin de faire un auto-nettoyage de celles-ci, par écrasement et écartement des salissures par chaque dent dans le fond de gorge de dent du pignon opposé (fig 4), le nettoyage est simultané et réversible pour chaque partie. Remarque, dans le cas présent, le nettoyage est meilleur sur les roues dentées (2) de la cellule, les dents du pignon(8) arrivant en fond de gorge. Le triage est effectué pendant ce mouvement rotatif et vibratoire de la cellule (fig 5),ces mouvements sont animés par un motoréducteur électrique(13) alimenté par le secteur où par batterie. Pendant ces mouvements rotatifs et vibratoires, la litière souillée va parcourir un chemin linéaire obligatoire égal à la circonférence de la cellule par le nombre de spires, d'où l'importance de la vis. Soit dans le cas présent : un diamètre de 0.6 mètre avec 3 spires, nombres modifiables, plus de 5m40 (soit l'équivalent d'environ 25 va et vient manuels par pelletée de 3 litres).Dans notre cas la litière va donc subir un mouvement dans les 3 dimensions. -X mouvement longitudinal par l'entrainement des spires. -Y mouvement latéral par rotation. -Z par les vibrations verticales des dents. Le mouvement vibratoire Z est complété par un second mouvement en Z également , qui lui ne sera plus vibratoire mais une translation verticale , grâce à un déflecteur(6) (fig 6) situé sur toute la partie intérieure de la vis , ce déflecteur va remonter la litière dans la partie haute de la cellule pour la laisser tomber en pluie dans la partie basse de celle ci, cette action de chocs répétés sépare le crottin de la litière et refait passer les crottins et le gâteau plusieurs fois sur le tamis au même endroit en lui faisant faire une marche arrière dans l'espace interne de la cellule. Par gravité la litière, débarrassée du crottin et du gâteau, passe au travers du grillage calibré et tombe sur un tapis roulant (7) ou autre moyen de translation, qui la rejettera par l'avant de la machine pour rejoindre la litière propre du box où si on le désir, dans un récipient. Le crottin et les parties de Gâteau trop gros pour passer au travers du grillage calibré seront expulsés par l'arrière de la machine au moyen de l'éjecteur(14), pour être récupérés dans un bac ou autre. Le nombre de spires et leurs diamètres peuvent être variables suivant le débit de triage et la qualité de triage désirée. Les spires servent au cheminement de la matière à trier, vers l'arrière, en leur faisant parcourir sur le tamis, un chemin linéaire obligatoire, de longueur connue et calculée. L'ensemble de la cellule (fig 7) est supportée par 2 axes sur lesquels sont fixés deux pignons à la denture spécifique (8-8b).L'ensemble est entrainé par un motoréducteur électrique (13) 10 alimenté par secteur où batterie, la puissance est transmise à deux pignons maitres (8) par l'arbre de transmission principale, les deux autres pignons (8b) sont des pignons fous, obligatoire pour retirer la cellule par le dessus de la machine. L'arbre maitre est muni à son extrémité d'un couple conique (10) chargé de renvoyer la puissance à angle droit sur un autre arbre de transmission (11) qui lui, est muni à son autre 15 extrémité d'un pignon relié au rouleau entraineur du tapis roulant(7) par une chaine (12). L'ensemble du système est maintenu dans un bâti métallique (fig 8,9) composé de deux flasques latérales reliées entre elles par des entretoises métalliques (15).Ce bâti supporte les paliers et un train roulant(16) permettant le déplacement de la trieuse. L'ensemble de la trieuse est plus ou moins inclinable sur l'axe des roues afin d'augmenter où réduire la qualité du triage. 20 A titre d'exemple non limitatif, cette machine mesure 90 cm de long, 62 cm de large et 92 cm de haut, son poids est d'environ 70 kg, elle est tractable à la main où derrière un engin motorisé. Cette machine est surtout destinée aux équidés où aux centres comportant des animaux effectuant des excréments de consistance assez dure sur une litière, mais cette invention peut avoir d'autres champs d'applications. 25 30 REVENDICATIONS1)Machine à trier la litière des box , des chevaux ou autres animaux, pour en retirer le crottin et les parties de litière agglomérées par les urines appelées « gâteau » de la litière propre ou récupérable, ou autres matières, difficilement séparables, collantes, s'agglomérant, se compactant ou colmatant les tamis, caractérisée en ce qu'elle est composée d' une cellule de triage rotative composée d'un tamis (5) à maille calibrée et adaptée à la qualité de triage souhaitée et d'une vis transporteuse (4) implantée sur la périphérie interne de la cellule, celle-ci ayant pour mission d'effectuer la translation de la litière dans l'axe X, obligeant la matière à trier à parcourir une distance linéaire calculée et appropriée sur le tamis pour obtenir la qualité de triage souhaitée ; la litière à trier (M) est introduite dans la cellule, elle va subir les mouvements de la cellule, ces mouvements ayant pour but de séparer la litière propre de l'agglomérat crottin-gâteau, en les rejetant séparément par des orifices, permettant leur récupération séparée et distincte ; l'ensemble est disposé dans un châssis incluant les différentes pièces nécessaires au bon fonctionnement de la machine. 2) Machine à trier selon la revendication 1 caractérisé en ce que la vis transporteuse (3,4) comprend sur la totalité de son pourtour intérieur un déflecteur (6) qui fait remonter la matière (M) à trier à l'intérieur de la cellule lui faisant effectuer une marche arrière dans l'espace afin d'augmenter la qualité de triage . 3) Machine à trier selon la revendication 2 caractérisé en ce que la vis transporteuse (3,4) comprend une première spire, spire d'avalement (3) allant en se rétrécissant dans son diamètre central afin de mieux engamer la litière à trier et permettant également la pénétration de l'extrémité d'une trémie de grande largeur sans augmenter le diamètre de la cellule. 4) Machine à trier selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cellule de triage ne comporte pas d'axe central pour plusieurs raisons, rendre la cellule amovible , faciliter le chargement de la matière ainsi que l'expulsion du crottin-gâteau, ne pas altérer les vibrations en Z et surtout pour optimiser l'efficacité du déflecteur (6) , pour rendre cela possible , elle comporte 2 roues dentées (2) situées à chaque extrémité de l'axe longitudinal, ces deux roues dentées reposant sur 4 pignons (8,8b) qui ont pour rôle de supporter et mettre en mouvement la cellule. 5) Machine à trier selon la revendication 4 caractérisé en ce que la cellule de triage est amovible et interchangeable sans outil afin de permettre son nettoyage et son interchangeabilité. 6) Machine à trier selon la revendication 4 caractérisé en ce que les roues dentées (2) et les pignons (8,8b) possèdent des dents en matière plastique technique type polyéthylène ou polytétrafluoroéthylène permettant un glissement sans lubrification. 7) Machine à trier selon la revendication 4 caractérisé en ce que les roues dentées (2) et les 5 pignons (8,8b) possèdent des dents de forme tronc pyramidale afin de les rendre autonettoyantes. 8) Machine à trier selon la revendication 4 caractérisé en ce que les roues dentées (2) et les pignons (8,8b) possèdent des dents , de même module , mais dont la longueur a été modifiées sur un des ensembles , soit les roues dentées (2), soit les pignons (8 , 8b) , cette modification ayant pour but d'accentuer le triage en provocant des vibrations supplémentaires verticales en Z. 10 9) Machine à trier selon la revendication 1 caractérisé en ce que la litière récupérable est évacuée en dessous de la cellule de triage par un convoyeur à racleur ou un tapis roulant (7). 10) Machine à trier selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cellule de triage comporte un réglage d'inclinaison, sur l'axe Y, afin d'affiner le tri, l'axe d'inclinaison étant, dans le cas présent, l'essieu de la machine (16). 15 20 25 30