Brevet FR3129146A1 — publié le 20230519

Dispositif de façonnage de grains comportant un conteneur (1) pour stocker lesdits grains, une trémie (20) alimentée en grains qui est placée en sortie du conteneur (1), un poste de traitement des grains et un dispositif de transport desdits grains entre la trémie (20) et le poste de traitement. Il comporte un système de régulation automatisé du niveau de remplissage de la trémie (20) apte à maintenir ledit niveau entre deux seuils de remplissage respectivement haut et bas, ledit système de régulation comportant des moyens de mesure (9) du niveau de remplissage de la trémie (20) relié à des moyens de contrôle du débit de sortie des grains du conteneur (1). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Dispositif de façonnage de grains La présente invention se situe dans le domaine du façonnage des grains en général. Par grains, il doit par exemple être entendu au sens de l’invention des céréales, des graines protéagineuses, des graines fourragères, des graines oléagineuses, etc. Par façonnage, on entend la mise en œuvre d’opérations très diverses se rapportant à ces grains, par exemple des opérations de nettoyage, de triage, de calibrage de lots de grains en vue de leur stockage, de leur conservation, des process de protection de grains, de production d’aliment pour le bétail, etc. Dans tous les cas concernés par l’invention, qui est plus spécifiquement centrée sur un dispositif de façonnage des grains, celui-ci est véhiculé selon un flux dynamique depuis un conteneur de stockage vers un poste de travail des grains qui réalise la fonction pour laquelle le dispositif est prévu. Par exemple, pour le triage et l’enrobage de grains par des produits phytosanitaires, enrobage qui nécessite l’application desdits produits sur chaque graine, cette application s’effectue dans un poste d’enrobage intégré à un dispositif plus complet comprenant notamment des moyens d'alimentation en grains à traiter. Pour un triage de grains, le poste de travail réalise le tri, et est alimenté en grains non triés depuis le conteneur de stockage. De fait, les graines non enrobées ou les grains non triés constituent la matière première dudit dispositif de façonnage, matière première qui est stockée dans un conteneur en amont du dispositif. L'invention se situe plus particulièrement au niveau de l’alimentation, qu’elle aide en fait à réguler. Pour assurer la continuité de l’alimentation, il est prévu de réguler le flux des grains, et donc de mesurer, au cours du transfert, au moins un paramètre lié au débit des grains transférés ou à la quantité transportée, de sorte qu’il n’y ait pas d’insuffisance dans l’alimentation en continu, ou au contraire pas de surplus de grains s’accumulant à l’entrée du poste fonctionnel. Sur site, les graines par exemple destinées à être triées sont généralement stockées dans une remorque basculante agricole ou routière dont la benne comporte une trappe. En ouvrant cette trappe, les grains s’écoulent avec un flux très variable en fonction de la charge des grains dans la benne, et/ou en fonction des déchets obstruant plus ou moins la sortie, et/ou encore en fonction de l’angle de levée de la benne, etc. En général, une trémie est prévue pour recevoir les grains à traiter, située en aval du conteneur (la benne) de stockage et en amont de moyens de transport les acheminant vers le poste fonctionnel. A la base de cette trémie, il y a également une trappe régulant le flux de sortie du grain qui va alimenter par exemple un trieur via une vis, ou au moyen d’un élévateur à godets ou à palettes. Dans l’exemple du triage, le réglage de cette trappe de sortie de la trémie se fait par l’opérateur en fonction de la qualité de triage recherché. Le triage du grain nécessite typiquement un subtil équilibre entre les vents et le chargement du grain, et il ne faut pas qu’il y ait une rupture d’alimentation ou des variations de débit. La difficulté à régler l’ouverture de la trappe du conteneur de stockage pour faire correspondre son débit au débit de la trappe de la trémie engendre la présence d’un opérateur dédié à cette surveillance : il faut parfois ouvrir la trappe de la benne, et parfois la fermer. C’est une tâche fastidieuse, et surtout qui monopolise une personne à temps plein alors que, par exemple dans une ferme, les bras disponibles ne sont jamais de trop. La présente invention a pour but de proposer une solution contribuant à l’automatisation de la régulation du flux de grains dans un dispositif de façonnage de grains comportant classiquement un conteneur pour stocker lesdits grains bruts à traiter, une trémie alimentée en grains qui est placée en sortie du conteneur, un poste de travail des grains et un dispositif de transport desdits grains entre la trémie et le poste de travail. Selon l’invention, le dispositif est tel qu’il comporte un système de régulation automatisé du niveau de remplissage de la trémie apte à maintenir ledit niveau entre deux seuils de remplissage respectivement haut et bas, ledit système de régulation comportant des moyens de mesure du niveau de remplissage de la trémie relié à des moyens de contrôle du débit de sortie des grains du conteneur. En réalité, les moyens de contrôle du débit des grains en sortie du conteneur sont asservis à la mesure du niveau de remplissage de la trémie, de sorte à pouvoir agir sur ce débit, pour l’augmenter si la mesure révèle un remplissage insuffisant de la trémie, ou pour le diminuer dans l’hypothèse inverse selon laquelle la trémie est trop remplie. Sur un plan économique, l’invention permet un gain substantiel, en libérant un professionnel de la gestion manuelle du débit de grains. Selon une configuration possible, les moyens de mesure du niveau de remplissage de la trémie peuvent comporter un capteur de distance fixé au-dessus de la trémie et mesurant la distance entre la surface supérieure des grains contenus dans la trémie et ledit capteur. Connaissant le positionnement relatif du capteur et de la trémie, il est aisé d’enregistrer des valeurs de distance étalons, correspondant aux deux seuils de remplissage définissant l’intervalle comprenant les niveaux de remplissage acceptables. Selon une possibilité avantageuse, le capteur de distance peut être un capteur à ultrason ou un capteur photosensible munis d’un émetteur respectivement d’un rayon ultrasonore ou d’un rayon lumineux et d’un récepteur respectivement d’un rayon ultrasonore ou d’un rayon lumineux. Dans une telle configuration, la mesure du temps parcouru par le signal au cours d’un trajet aller entre l’émetteur du capteur et la surface supérieure du contenu signalant le niveau de grains et le trajet retour entre les grains et le récepteur du capteur, connaissant la vitesse de propagation du signal, permet de mesurer le niveau de remplissage de la trémie. De préférence, le capteur de distance peut être fixé au-dessus de la trémie par des moyens de fixation amovibles. De préférence encore, lesdits moyens de fixation amovibles peuvent comporter au moins un aimant attaché au capteur, qui permet une fixation immédiate à un emplacement que l’utilisateur considère comme adéquat pour une bonne mesure du taux de remplissage. On a mentionné que la trémie était alimentée par un conteneur de stockage des grains, par exemples des graines de céréales. Selon un aspect de l’invention, le conteneur peut comporter une ouverture surmontant la trémie et permettant aux grains de tomber par gravité dans ladite trémie. Dans ce cas, au moins une fraction de ladite ouverture est obstruée par un dispositif d’obturation motorisé réglable continûment entre une position de fermeture totale empêchant tout franchissement de l’ouverture par des grains et une position d’ouverture maximale, le degré d’ouverture étant asservi aux moyens de mesure du niveau de remplissage de la trémie. Selon des modalités de contrôle possibles, le degré d’ouverture des moyens motorisés d’obturation peut être géré de manière à être inversement proportionnel au niveau de remplissage mesuré. C’est donc la mesure du niveau de grains dans la trémie qui influe sur l’ouverture de passage des grains en sortie du conteneur, permettant un contrôle en temps réel du remplissage de celle-ci. Dès que le niveau est trop bas, la surface de l’ouverture du conteneur est agrandie, ou une plus grande surface est libérée, et un volume supérieur de grains tombe dans la trémie. A l’inverse, quand les moyens de mesures détectent un niveau trop haut dans la trémie, par exemple au-dessus du seuil supérieur, l’ouverture dans le conteneur est au moins partiellement refermée, diminuant ou stoppant le débit de grains en sortie dudit conteneur. Selon une configuration possible, le dispositif d’obturation motorisé peut consister en : - une bavette mobile devant l’ouverture, - des moyens moteurs actionnant la bavette, et - une unité de commande des moyens moteurs reliée au capteur. Ces trois éléments permettent respectivement d’agir sur la surface de l’ouverture (c’est la fonction de la bavette mobile), de la déplacer pour accroître ou diminuer la surface active de l’ouverture (fonction des moyens moteurs), et de commander les moyens moteurs en fonction du niveau de grains dans la trémie (c’est la fonction de l’unité de commande, qui contient des composants électroniques à cet effet). Plus précisément, l’ouverture dans le conteneur peut être une fenêtre d’allure rectangulaire, la bavette peut être un écran pivotant de surface apte à recouvrir ladite ouverture, et les moyens moteurs peuvent consister en un vérin relié à l’écran de la bavette par un arbre. Le fonctionnement est alors classiquement le suivant : le vérin est actionné, en fonction des signaux émanant du capteur, de sorte que sa tige mobile puisse déplacer en rotation l’arbre qui fait pivoter l’écran de la bavette, lequel tourne entre une position plaquée au contact d’une paroi du conteneur dans laquelle est pratiquée l’ouverture, devant l’ouverture, et une position angulaire d’angle plus ou moins élevé qui gère le débit des grains autorisés à franchir l’ouverture. Alternativement, le dispositif d’obturation motorisé de l’ouverture peut consister en une trappe coulissant le long de l’ouverture, et qui est directement actionnée par des moyens d’entraînement et asservie aux moyens de mesure. Alternativement encore, il peut y avoir une trappe et une bavette, la trappe n‘étant alors pas utilisée pour faire varier le degré d‘ouverture et la bavette étant placée devant la portion laissée ouverte par la trappe. De préférence, le dispositif d’obturation motorisé est attaché au conteneur par des moyens de fixation amovibles, de manière à pouvoir aisément changer sa position pour l’adapter à des conteneurs différents. Il est à noter que de tels conteneurs sont dans tous les cas munis d’une ouverture permettant leur vidange, par exemple équipée d’une trappe coulissante pour gérer manuellement le débit de grains en sortie, et que l’existence d’un dispositif additionnel tel que proposé selon la présente invention n’est qu’une option qui doit pouvoir être installée et désinstallée aisément. Sur un site, une ferme par exemple, il faut de plus que le dispositif d’obturation motorisé puisse être installé sur les différents conteneurs existants (remorques…) susceptibles d’être remplis de grains à enrober. Il n’est pas question d’en installer à demeure sur plusieurs types de conteneurs. Il est donc avantageux de pouvoir fixer de manière temporaire une possibilité de gestion motorisée d’ouverture, par exemple d’une trappe, sur tout type de remorque, quelle que soit leur origine. Il est à noter qu’un professionnel qui se déplace de ferme en ferme peut être confronté à cette problématique jusqu’à dix fois dans la journée, et l’amovibilité joue donc un rôle essentiel, autant pour la praticité que sur un plan économique. De préférence encore, les moyens de fixation amovibles peuvent consister en au moins un aimant attaché au dispositif d’obturation motorisé. Il suffit alors, pour l’installation, de poser l’ensemble à côté de l’ouverture équipant le conteneur de stockage, de sorte que l’écran de la bavette soit positionné en face de l’ouverture, ou d’une partie au moins de l’ouverture si celle-ci dispose d’un moyen de clore la partie non couverte par l’écran. Si l’ouverture présente par exemple une trappe, celle-ci est ouverte d’une surface qui n’excède pas la surface couverte par l’écran de la bavette. Les avantages et les caractéristiques du dispositif d’enrobage de grains selon l'invention ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte aux dessins annexés, lesquels en représentent un mode de réalisation non limitatif. représente une vue schématisée de face du dispositif d’obturation motorisé de l’invention ; montre une vue en perspective d’une trémie guidant les grains vers une fenêtre de sortie de la trémie débouchant sur des moyens de transport des grains vers un poste fonctionnel ; représente un capteur de distance selon l’invention fixé en l’occurrence à un dispositif de transport des grains disposé en sortie de la trémie, la fixation lui permettant d’être positionné au-dessus de la trémie ; et montre une vue générale de l’invention, faisant apparaître un conteneur pour stocker les grains bruts à traiter, une trémie alimentée en grains qui est placée en sortie du conteneur, et un dispositif de transport desdits grains entre la trémie et un poste de façonnage non représenté. En référence à la , la paroi du conteneur 1 visible sur la figure présente une ouverture dont l’accès est contrôlé par une trappe 2 à commande manuelle. En partie basse de celle-ci, une bavette 3 rotative par liaison à un arbre 4 horizontal pivotant peut obturer la fraction inférieure de surface correspondante de l’ouverture, lorsqu’elle n’est pas fermée par la trappe 2, à condition qu’elle soit plaquée contre ladite fraction inférieure. Toute rotation de l’écran de la bavette 3 l’écartant de la paroi ouvre progressivement le passage, et permet un débit réglable des grains franchissant l’ouverture. La rotation de l’arbre 4 est imprimée par un vérin 5 dont l’extrémité de la tige mobile est articulée à un excentrique 6 fixé à l’arbre 4. La commande en rotation est donc limitée à un déplacement angulaire d’amplitude de l’ordre de 90° ou un peu supérieur, qui suffit amplement à bouger l’écran de la bavette 3 entre deux positions extrêmes de fermeture et d’ouverture, cette dernière position libérant largement le passage pour les grains stockés dans le conteneur 1. L’amplitude du déplacement est donnée par une unité de commande électronique solidarisée à un support 7 auquel est également fixé le vérin 5. Cette amplitude est fonction du signal émis par le capteur de distance, signal qui peut être véhiculé de manière filaire depuis ledit capteur jusqu’à ladite unité, via un câble 8. La transmission du signal peut bien entendu se faire sans câblage, par un protocole de transmission sans fil classique. L’autre extrémité de ce câble 8 est reliée au capteur 9, lequel est monté sur une structure telle que celle qui apparaît en figures 2 et 3, à l’extrémité libre d’un bras 10 par exemple fixée à un support 11 attaché à un dispositif de transport 30 de sorte à se trouver au-dessus d’une trémie 20. Celle-ci comporte notamment un plan incliné 22 qui permet aux grains de glisser, par gravité, vers une fenêtre 21 de sortie, qui peut aussi être munie d’une trappe, et en sortie de laquelle se trouve un dispositif de transport 30 des grains, de type élévateur à godets, vers un poste de travail réalisant la fonction du dispositif (non représenté). Lorsque le support 11 est fixé sur le dispositif de transport 30 à un niveau plus élevé que l’ouverture de la trémie 20, le bras 10 se positionne au-dessus du volume enclos par ladite trémie 20, et peut donc mesurer le niveau des grains à l’intérieur de celle-ci, c’est-à-dire le niveau de remplissage. L’ensemble des équipements décrits en référence aux figures annexées apparaît en et permet l’alimentation automatisée et continue de la trémie 20 tampon, et par conséquent du poste fonctionnel disposé en aval de ces équipements. Dans une ferme, le conteneur 1 de stockage peut par exemple être constitué d’une remorque dont une vue partielle est montrée en et qui constitue le conteneur 1 contenant les grains non traités, près de laquelle on place la trémie 20 qui les réceptionne en vue d’alimenter à son tour un dispositif transporteur 30, lequel les achemine finalement vers le poste fonctionnel, finalité du dispositif. Pour que les opérations puissent être automatisées dans de bonnes conditions, les débits d’entrée et de sortie de la trémie 20 tampon doivent être sinon égalisés, du moins gérés de sorte qu’ils soient du même ordre de grandeur. Ainsi, le débit de grains à la sortie de la remorque ou conteneur de stockage 1 doit être régulé en fonction du débit que le dispositif transporteur 30 est capable de traiter en sortie de la trémie 20 tampon. Le taux de remplissage de ladite trémie 20 doit de préférence rester sensiblement constant, le niveau de remplissage correspondant étant compris entre deux seuils respectivement maximal et minimal, et situé optimalement au voisinage de leur milieu. En l’absence de système d’automatisation, un opérateur doit être présent pour régler en permanence, manuellement, la trappe de fermeture 2 dans la paroi du conteneur 1, et observer le bon déroulement du process. Cela implique la présence continue dudit opérateur, qui ouvre ou ferme la trappe 2 de manière variable en fonction de son observation empirique du degré de remplissage de la trémie 20. L’opérateur n’est plus disponible pour d’autres tâches, et est au contraire accaparé par l’unique travail de surveillance du niveau de grain. Dans le système de l’invention, lorsque le capteur 9 détecte indirectement un différentiel de débit non acceptable entre l’entrée et la sortie, par augmentation ou au contraire diminution indue du niveau des grains dans la trémie 20, signalant respectivement que le débit d’entrée est supérieur ou inférieur au débit de sortie, un signal correspondant est émis à destination du dispositif motorisé d’obturation de l’ouverture du conteneur 1 de stockage. En d’autres termes, lorsque le capteur 9 signale que le niveau dans la trémie 20 tampon est en dehors d’une certaine plage prédéterminée, une action sur la bavette 3 de fermeture est initiée par l’unité de commande et de traitement électronique. Si le niveau de grains dans la trémie 20 est trop élevé, le vérin 5 bascule la bavette 3 en direction de la paroi du conteneur 1 pour freiner le flux de grains qui tombent dans la trémie 20 et pour diminuer par conséquent le débit d’entrée. Si le niveau de grains est trop bas, le vérin 5 est commandé pour faire basculer la bavette 3 en sens inverse, pour l’écarter de ladite paroi en vue d’augmenter le flux de grains et par conséquent le débit d’entrée dans la trémie 20. Une caractéristique importante de l’invention réside dans l’amovibilité de la fixation de certains éléments qui la composent, à savoir le capteur et les moyens de contrôle du débit de sortie des grains du conteneur 1. Cela permet en pratique d’adapter l’invention à tout type de matériels déjà présents dans la ferme, notamment des bennes ou remorques classiques pour stocker les graines, voire de mettre en œuvre des variantes qui améliorent encore le degré d’adaptabilité. Ainsi, l’utilisation d’aimants pour fixer le support 7 du vérin permet de le positionner à peu près à n’importe quel emplacement sur le conteneur 1, et ouvre la possibilité d’une variante qui gère directement l’ouverture de la trappe coulissante à l’aide du vérin 5. Il suffit pour cela de fixer la partie fixe au-dessus de la trappe 2, et la partie mobile sur la trappe, dans les deux cas au moyen d’aimants qui rendent facile tout réglage positionnel, voire toute adaptation de l’amplitude de fonctionnement de la trappe. De même, le support 11 du bras 10 supportant le capteur de distance 9 peut être aimanté et fixable de manière amovible sur le dispositif de transport 30. L’invention ne se limite pas aux exemples qui sont décrits auparavant en référence aux figures, elle englobe au contraire des variantes de forme par exemple pour les moyens obturateurs, les moyens moteurs (moteurs électriques), les capteurs, etc. Dispositif de façonnage de grains comportant un conteneur (1) pour stocker lesdits grains, une trémie (20) alimentée en grains qui est placée en sortie du conteneur (1), un poste de travail des grains et un dispositif de transport desdits grains entre la trémie (20) et le poste de travail, caractérisé en ce qu’il comporte un système de régulation automatisé du niveau de remplissage de la trémie (20) apte à maintenir ledit niveau entre deux seuils de remplissage respectivement haut et bas, ledit système de régulation comportant des moyens de mesure (9) du niveau de remplissage de la trémie (20) relié à des moyens de contrôle du débit de sortie des grains du conteneur (1). Dispositif de façonnage de grains selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de mesure du niveau de remplissage de la trémie (20) comportent un capteur (9) de distance fixé au-dessus de la trémie (20) et mesurant la distance entre la surface supérieure des grains contenues dans la trémie (20) et ledit capteur (9). Dispositif de façonnage de grains selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le capteur (9) de distance est un capteur à ultrason ou un capteur photosensible muni d’un émetteur respectivement d’un rayon ultrasonore ou d’un rayon lumineux et d’un récepteur respectivement d’un rayon ultrasonore ou d’un rayon lumineux. Dispositif de façonnage de grains selon l’une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le capteur (9) de distance est fixé au-dessus de la trémie (20) par des moyens de fixation amovibles. Dispositif de façonnage de grains selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de fixation amovibles comportent au moins un aimant attaché au capteur (9). Dispositif de façonnage de grains selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conteneur (1) comporte une ouverture surmontant la trémie (20) et permettant aux grains de tomber par gravité dans ladite trémie (20), au moins une fraction de ladite ouverture étant obstruée par un dispositif d’obturation (3) motorisé réglable continûment entre une position de fermeture totale empêchant tout franchissement de l’ouverture par des grains et une position d’ouverture maximale, le degré d’ouverture étant asservi aux moyens de mesure (9) du niveau de remplissage de la trémie (20). Dispositif de façonnage de grains selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif d’obturation motorisé consiste en : une bavette (3) mobile devant l’ouverture, des moyens moteurs (5) actionnant la bavette (3), et une unité de commande des moyens moteurs reliée au capteur (9). Dispositif de façonnage de grains selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’ouverture dans le conteneur (1) est une fenêtre d’allure rectangulaire, la bavette (3) est un écran pivotant de surface apte à recouvrir ladite ouverture, et les moyens moteurs consistent en un vérin (5) relié à l’écran de la bavette (3) par un arbre (4). Dispositif de façonnage de grains selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif d’obturation motorisé de l’ouverture consiste en une trappe coulissant le long de l’ouverture. Dispositif de façonnage de grains selon l’une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le dispositif d’obturation motorisé est attaché au conteneur (1) par des moyens de fixation amovibles. Dispositif de façonnage de grains selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de fixation amovibles consistent en au moins un aimant attaché au dispositif d’obturation motorisé.