Brevet FR2982229A1 — publié le 20130510

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif mobile de chargement en sable d'une sablière de locomotive. Etat de la technique Les locomotives de train ou de tram sont équipées d'un dis- positif permettant d'augmenter l'adhérence entre la roue et le rail dans la zone de contact de la roue en acier sur le rail en acier. En effet, dans certaines circonstances, par exemple au démarrage surtout si le train est lourd ou en pente, il peut être nécessaire d'augmenter cette adhérence. Cela se fait en introduisant du sable au contact de la roue et du rail. Le sable est fourni par un dispositif appelé sablière constitué par un réservoir contenant du sable sec et d'une descente en forme de tuyau débouchant à l'avant de la roue. La distribution de sable est commandée par un actionneur. Il faut de temps à autre remplir la sablière avec du sable. Cela se fait par une trappe de remplissage située sur le côté de la locomotive. Le remplissage se fait manuellement. L'opération est délicate et relativement pénible. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un moyen 20 simple et robuste permettant de faciliter le remplissage de la sablière d'une locomotive, qui soit facile à entretenir et utilisable comme équipement mobile. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif mobile de 25 chargement en sable d'une sablière de locomotive, caractérisé en ce qu'il comprend : un châssis mobile portant : - une trémie recevant une réserve de sable, - une tuyauterie de transport de sable reliée à une soufflante générant 30 un flux d'air de transport à basse pression, ayant d'amont en aval : * une entrée reliée à la soufflerie, * un organe d'arrivée de sable formé par une jonction de tuyaux en Y, avec une branche principale de section réduite dans laquelle débouche une branche auxiliaire, en biais, reliée à la sortie de la tré- 35 mie pour introduire le sable dans le flux d'air traversant la branche principale, * une conduite montante se poursuivant par un col de cygne redescendant, relié à un séparateur air/ sable et ensuite à un tuyau souple pour arriver dans la sablière. Le dispositif de chargement selon l'invention est un appareil très simple tant pour sa réalisation que pour son utilisation. Il se remplit avec du sable sec mis dans la trémie de préférence couverte d'un couvercle pour éviter d'être mouillé par la pluie, ce qui le rendrait inutilisable pour cette application. Le dispositif se transporte facilement à côté de la sablière de véhicule à recharger, puis l'opérateur place le tuyau souple dans la sablière, met en route le moteur de la machine soufflante pour créer un flux d'air et ensuite il libère le sable de la trémie pour qu'il soit transporté par le flux d'air jusque dans la sablière, l'air étant séparé en grand partie du sable dans le séparateur air/ sable. L'ensemble est robuste car le seul élément non statique est la machine soufflante qui est de préférence équipée d'un petit moteur thermique rendant l'ensemble non seulement mobile si le châssis est équipé de roues, mais permettant son utilisation de façon indépendante de toute source d'énergie électrique. De façon avantageuse, la sortie de la trémie à sable est munie d'une vanne guillotine qui un fonctionnement robuste dans un environnement tel que celui du sable et permet de n'ouvrir la trémie pour envoyer du sable dans la tuyauterie de transport que lorsque celle-ci est parcourue par un flux d'air de façon à éviter que ne se forment des bouchons de sable qui interdiraient ensuite le passage du flux d'air et par conséquent le fonctionnement du dispositif de chargement. De façon avantageuse, la jonction entre l'extrémité inférieure de la colonne montante et la sortie de l'organe d'arrivée de sable, est formée par un coude démontable ou par un coude muni d'un manchon à bouchon. Dans les deux cas, si un bouchon de sable se forme en général au bas de la conduite montante, il est facile de l'éliminer en ouvrant la tuyauterie à cet endroit. Cela permet également d'accéder à la partie horizontale de la tuyauterie, bien que celle-ci soit moins sujette à un bouchage par un bouchon de sable en cas de mauvaise utilisation de la machine. De manière avantageuse, la partie supérieure de la trémie est munie de barreaux, de façon à laisser libre accès à la trémie pour le sable, et permettre de poser un sac de sable sur la trémie pour ensuite l'ouvrir par exemple en le découpant et laisser le sable couler dans la trémie. Suivant une autre caractéristique avantageuse, la trémie est munie d'un couvercle comme déjà indiqué, de manière à éviter que la trémie même vide ne soit mouillée ou que si elle contient du sable, le sable ne soit mouillé. Enfin, le dispositif mobile de chargement comporte de préfé- rence des roues équipant le châssis. Le châssis est également muni avantageusement d'une poignée ou d'un brancard pour le déplacer, le pousser ou le tirer. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'un dispositif mobile de chargement en sable d'une sablière de locomotive représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique du dispositif de chargement de sable selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective schématique d'un dispositif mobile de chargement, - la figure 3 est une vue de côté simplifiée du dispositif de chargement selon l'invention, - la figure 4 est une vue isométrique schématique de la trémie du dispositif de la figure 1, - la figure 5 est une vue de côté de l'organe d'arrivée de sable, - la figure 6A est une vue de côté d'un premier mode de réalisation du coude reliant la partie horizontale de la tuyauterie à la conduite mon- tante, - la figure 6B montre un autre mode de réalisation du coude reliant la partie horizontale de la tuyauterie à la conduite montante, - la figure 7 est une vue en perspective du séparateur air/sable, - la figure 8A est une vue en perspective du couvercle de sablière, - la figure 8B est une vue de dessus du couvercle de sablière de la figure 8A. Description de mode de réalisation de l'invention La figure 1 est un schéma très simplifié d'un dispositif mobile de chargement en sable d'une sablière de locomotive ou autre véhicule tracteur sur rail, cette sablière étant représentée par le bloc S muni d'une trappe T. La sablière S ou du moins sa trappe T d'entrée sont situées à des hauteurs différentes selon le type de véhicule. Le dispositif mobile de chargement 100 se compose d'un châssis 110, par exemple muni de roues orientables 111 et de bras ou de poignées 112 pour tirer ou pousser le dispositif ou le manoeuvrer comme une brouette. Le châssis 110 est équipé d'une trémie 120 dans laquelle l'utilisateur déverse le sable sec et criblé contenu dans des sacs et d'un système de transport pneumatique de sable composé d'une tuyauterie 130 dont l'entrée 131 est reliée à une machine soufflante 140 en amont d'un organe d'arrivée de sable 150 par un tuyau droit 134 et un coude 133. Ensuite, la tuyauterie remonte après un tuyau droit 135 et un coude 136 par une conduite montante 137 ayant en partie supérieure un col de cygne 138 pour redescendre dans un séparateur air/ sable 160 muni d'un tuyau souple qui se place dans la trappe T de la sablière S. La machine soufflante 140 est un équipement entraîné par un petit moteur thermique 141, de préférence un moteur électrique, pour être indépendant de la source d'alimentation et ne pas nécessiter de branchement électrique qui peut ne pas être disponible dans certaines conditions d'utilisation. L'organe d'arrivée de sable 150 situé sous la trémie 120 est constitué par une jonction de tuyauterie en Y, formée d'une branche principale 151 intégrée dans la tuyauterie 130 et d'une branche auxiliaire 152, débouchant en biais dans la branche principale et reliée à la sortie de la trémie 120 La machine soufflante 140 débouche par une conduite descendante 132 dans la branche horizontale 134 de la tuyauterie, équipée de l'organe d'arrivée de sable 150. La sortie 122 de la trémie 120 est de préférence équipée d'une vanne guillotine 170 permettant de ne libérer le sable vers l'organe d'arrivée de sable 150 que sur commande. La jonction entre le tuyau droit 135 sensiblement horizontal de la tuyauterie 130 et la conduite montante 137, est réalisée de préférence par un coude 136 relié de manière amovible ou accessible à l'extré- mité de la branche horizontale 135 et à l'entrée de la conduite montante 137, pour qu'en cas de bouchage de la tuyauterie par refoulement ou redescente de sable dans la conduite montante, le bouchon puisse être éliminé par le démontage du coude 136. L'accès du coude 136 peut également se réaliser par un 35 coude muni d'un manchon à bouchon démontable de préférence dans le prolongement de la conduite montante 137. Le séparateur air/sable 160 permet d'évacuer la plus grande partie de l'air ayant transporté le sable avant l'entrée dans la sablière S. La sortie du séparateur 160 est équipée d'un tuyau souple 5 139 que l'on place dans la trappe de la sablière. Le dispositif mobile de chargement en sable 100 tel que décrit très schématiquement, fonctionne de manière très simple. Après avoir placé le tuyau souple 139 dans la trappe T de la sablière S à recharger, il suffit de lancer tout d'abord la machine souf- 10 fiante 140 pour créer un flux d'air, puis ouvrir la vanne guillotine 170 de la trémie 120 chargée de sable, pour introduire le sable dans le flux d'air par l'intermédiaire de l'organe d'arrivée de sable 150. Lorsque la sablière du véhicule est remplie ou chargée au niveau souhaité, on ferme la vanne guillotine 170 pour arrêter l'arrivée de sable, puis on arrête le flux d'air en 15 coupant la machine soufflante 140. Comme la machine soufflante 140 est pratiquement juxtaposée à la trémie 120 ou est intégrée dans le corps de la trémie, les vibrations de la machine soufflante 140 sont suffisantes pour assurer la descente régulière du sable dans la trémie. 20 La trémie 120 est de préférence équipée d'un couvercle de façon à éviter que le sable ne soit mouillé par temps de pluie, le chargement des sablières de locomotives ou autres véhicules, se faisant en général à l'extérieur le long d'un quai. Le dispositif mobile de chargement en sable 100 sera décrit 25 de manière plus détaillée à l'aide des différentes figures 2 à 7. Les figures 2 et 3 montrent un mode de réalisation du dispositif mobile de chargement en sable 100 se composant d'un châssis 110 formé de tubes 113 carrés ou rectangulaires, mécano-soudés, dont certains forment des pieds munis de roues 111 pour le déplacement. La tré- 30 mie 120 intègre le compartiment 125 recevant la machine soufflante 140 et son moteur 141. Le dessus 126 de ce compartiment 125 est fermé pour constituer un emplacement avec une rehausse 127 dans le prolongement de la rehausse au-dessus de la trémie 120. Le dessus de la trémie 120 est muni de barreaux 128 pour permettre de reposer un sac de sable et de 35 l'ouvrir pour le déverser dans la trémie. Le couvercle de la trémie n'est pas représenté. Sur le côté, la rehausse 127 est munie de la poignée 112 qui pourrait également être fixée directement à l'une des traverses du châssis 110. La tuyauterie de transport de sable 130 est formée par un 5 assemblage de tuyaux et de coudes 131-138 de grande section. Ces tuyaux sont des tuyaux en matière plastique du commerce avec des coudes et des emmanchements. L'organe d'arrivée de sable 150 est constitué par une culotte de section réduite tant pour la branche horizontale formant la branche principale 151, que pour la branche auxiliaire 152 re10 liée à la sortie 122 de la trémie 120. Cette réduction de section de la branche principale 151 permet d'accélérer le flux d'air à l'arrivée du sable pour lui communiquer l'énergie cinétique pour la remontée dans la conduite montante 137 et le passage du col de cygne 138. Dans cet exemple de réalisation, le compartiment 125 de la 15 machine soufflante 140 est représenté en pointillé. La sortie 122 de la trémie 120 est reliée dans cet exemple, directement à l'organe d'arrivée de sable 150. La figure 4 est une vue isométrique d'une trémie 120 combinée au compartiment 125 recevant la machine soufflante 140. La trémie 20 120 a une section polygonale et se termine en partie basse 121 par une forme en tronc de pyramide jusqu'à la sortie 122 circulaire munie des moyens de raccordement à la branche auxiliaire 152 de l'organe d'arrivée de sable 150. La figure 5 est une vue à échelle agrandie de l'organe d'arri- 25 vée de sable 150 dans la partie horizontale de la tuyauterie, sous la trémie 120 représentée partiellement mettant en évidence la forme de la culotte avec sa branche principale 151 de section réduite par rapport à la partie amont 134 et à la partie aval 135 de la tuyauterie horizontale et la branche inclinée 152, dont l'inclinaison fait un angle aigu par rapport à la 30 direction horizontale, dans le sens du flux d'air circulant de la droite vers la gauche. La figure 6A montre un mode de réalisation de la tuyauterie 130 avec une vanne guillotine 170 à la sortie 122 de la trémie 120 avant l'entrée dans la branche auxiliaire 152 de l'organe d'arrivée de sable 150, 35 ainsi qu'un coude 136A relié par deux raccords démontables 136A1, 136A2 à la partie horizontale de la tuyauterie et à l'extrémité inférieure de la conduite montante 137. En cas d'accumulation de sable dans la conduite montante 137, il suffit de dévisser au moins l'un des raccords 136A1, 136A2, de préférence le raccord 136A2 relié à la conduite montante 127 pour dégager le coude 136A et permettre au bouchon de sable de s'écouler. Cette opéra- tion de débouchage se fait très simplement et très rapidement et le type de raccord 136A1, 136A2 utilisé pour les tuyaux en plastique, n'est pas sensible aux éventuels grains de sable qui pourraient rester sur les éléments à réunir dans le raccord. La figure 6B montre une autre forme de réalisation de la jonction entre la partie horizontale 135 de la tuyauterie 130 et la conduite montante 137 par un coude 136B comportant un manchon 136B1 situé dans le prolongement de la colonne montante 137 et comportant un bouchon dévissable 136B2 pour évacuer le bouchon de sable qui pourrait se former dans la conduite montante 137. Le coude 136B est relié définitivement aux conduites 135 et 137. Cette solution est plus pratique que celle de la figure 6A, mais sur le plan fluidique, elle est moins intéressante à cause de la perte de charge plus importante que dans le cas du coude en quart de cercle 136A de la figure 6A. La figure 7 montre la structure d'un séparateur d'air 160 avec en entrée une collerette 161 de dimension égale à celle de la sortie du col de cygne 138 et en partie basse, un manchon 163 de dimension réduite recevant le tuyau souple 139. Ces deux parties sont reliées par des entretoises 162 réparties sur une surface conique et l'ensemble est entou- ré d'un voile perméable pour laisser s'échapper l'air et retenir le sable. Les figures 8A, 8B montrent un couvercle de sablière 180 composé de deux anneaux 181, 183 reliés par quelques entretoises 182 de façon à former un passage d'air. L'anneau 183 de petite dimension reçoit le tuyau souple 139 et le maintient en place. L'intervalle entre le grand anneau 181 qui correspond à l'ouverture de la trappe T de la sablière et le petit anneau 183, permet à l'air de transport de s'échapper.35 NOMENCLATURE 100 110 111 112 113 120 121 122 125 126 127 128 130 131 132 133 134 135 136 136A 136A1 136A2 136B 136B1 136B2 137 138 139 140 141 150 151 152 160 161 162 dispositif mobile de chargement châssis roues/roues orientables poignée tube du châssis trémie partie basse de la trémie sortie de la trémie compartiment dessus du compartiment rehausse barreaux tuyauterie entrée conduite descendante coude tuyau droit tuyau droit coude coude raccord raccord coude prolongement/manchon bouchon conduite montante col de cygne tuyau souple machine soufflante moteur organe d'arrivée de sable branche principale branche auxiliaire séparateur air/ sable manchon entretoise REVENDICATIONS1°) Dispositif mobile de chargement en sable d'une sablière de locomotive caractérisé en ce qu'il comprend : un châssis mobile (111) portant : - une trémie à sable (120), - une tuyauterie de transport de sable (130) reliée à une machine souf- flante (140) générant un flux d'air de transport à basse pression, la tuyauterie ayant : * une entrée (131) reliée à la machine soufflante (140), * un organe d'arrivée de sable (150) formé par une jonction de tuyaux (151, 152) en Y, avec une branche principale (151) de section réduite dans laquelle débouche une branche auxiliaire (152), en biais, reliée à la sortie (122) de la trémie (120) pour introduire le sable dans le flux d'air traversant la branche principale (151), * une conduite montante (137) se poursuivant par un col de cygne (138) redescendant, relié à un séparateur air/ sable (160) et ensuite à un tuyau souple (139) pour arriver dans la sablière (S). 2°) Dispositif mobile de chargement en sable selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que la sortie (122) de la trémie est munie d'une vanne guillotine (170). 3°) Dispositif mobile de chargement en sable selon la revendication 1, caractérisé en ce que 25 la jonction entre l'extrémité inférieure de la colonne montante (137) et la sortie de l'organe d'arrivée de sable (150), est formée par un coude démontable (136A). 4°) Dispositif mobile de chargement en sable selon la revendication 1, 30 caractérisé en ce que la jonction entre l'extrémité inférieure de la colonne montante (137) et la sortie de l'organe d'arrivée de sable (150) est formée par un coude (136B) muni d'un manchon (136B1) à bouchon (136B2). 35 5°) Dispositif mobile de chargement en sable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie supérieure de la trémie (120) est munie de barreaux (128).6°) Dispositif mobile de chargement en sable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la trémie (120) est munie d'un couvercle. 7°) Dispositif mobile de chargement en sable selon la revendication 1, caractérisé en ce que le châssis (110) est muni de roues (111).10