CA2055461A1 - Sonde autopropulsee, notamment pour penetrer dans une matiere pulverulente - Google Patents
Sonde autopropulsee, notamment pour penetrer dans une matiere pulverulenteInfo
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Abstract
Sonde pour pénétrer et se déplacer notamment dans une masse de matière pulvérulente. L'invention est relative à une sonde (1) apte à pénétrer et se déplacer dans une masse de matière comportant : - une enceinte, - une zone de frappe avant (3) et/ou une zone de frappe arrière (4) axialement opposées, pour transmettre des impulsions à ladite enceinte, - un piston frappeur (2) et, - des moyens moteurs pour la mise en mouvement dudit piston frappeur (2) de façon à le projeter contre une zone de frappe (3,4) solidaire de l'enceinte, des moyens d'alimentation en air comprimé alimentant les moyens moteurs, caractérisée par le fait que les frottements de l'enceinte et d'éventuels éléments de guidage rigidement liés à ladite enceinte dans une matière pulvérulente sont compris entre une valeur inférieure f insuffisante pour assurer le maintien de la sonde lors du recul du piston frappeur (2) et une valeur supérieure F empêchant l'avancement de la sonde lors du choc du piston frappeur (2) sur la zone de frappe (3,4) de façon à permettre l'avancement de la sonde dans de la matière pulvérulente.
Description
2 ~
Sonde pour pénétrer et se deplacer notamment dans une masse de matière pulvérulente.
L'invention se rapporte principalement à un dispositif, par exemple de type sonde pour pénétrer et se déplacer dans une masse de matière pulvérulente ou pondereuse typiquement des grains, des graines ou du sable.
Le dispositif selon la presente im ention peut pénétrer et se déplacer à l'intérieur de la masse de matière pulvérulente se trouvant par exemple dans un tas, dans une for~ation géologique dans une cale de bateau, ou dans un silo ou toute autre unité de stockage. ~
Il est connu d'une part de réaliser des appareils à
percussion pour pénétrer à l'intérieur d'un solide. Par exemple, des perceuses à percussion permettent de forer un trou dans du béton ou les torpillefi terrestres décrites dans le brevet francais 72 51742 publié sous le numéro 2 161732 permettent d'effectuer des forages dans le sol.
Il n'a jamais été envisagé d'utiliser des dispositifs à
percussion pour pénétrer ou se déplacer dsns des matières pulvérulentes. De plus, les dispositifs de type connu ne permettent pas une telle utilisation dans la mesure où dans une matière pulvérulente, comme par exemple des grains, la résistance à
l'avancement provient principalement des frottements sur les cotés du dispositif. Par contre dans les solides, la résistance à
l'avancement provient principalement de la difficulté d'effectuer un trou. La présence du trou diminue les pressions exercées sur les côtés de l'appareil. ainsi, lors des essais effectués lors de la mise au point de l'invention, les appareils de type connu, qui concentrent 80 % de leur énergie en tete arrêtaient leur progression à l'intérieur d'une masse de grains au bout de quelques mètres. Le corps de la torpille terrestre était immobile tandis que la tete vibrait sans produire aucun avancement. Ue plus, la Société
déposantc a découvert que les sondes présentanl des trop faibles frot(emellts l~ar r~ppor~ ci ]a matiere pulvéru]ente n'arrivent pas ~i progresscr. l.a valeur fj du rrottement de ~'enccinte de ]a sonde ainsi que d'éventucls el~ment~ de ~,uidage re]i~ ri~;i<lement l'enceinte doi.t être supérieure a Ia valeur r minimale pour laquelle le recul du piston frappeur provoque un recul de la sonde.
~ien entendu, la valeur fi du frottement doit être inférieure à
la valeur F maximale pour laquelle l'impact du piston frappeur sur la ~one de frappe n'arrive plus à faire progresser la sonde.
L'homme du métier determine la valeur optimale du frottement en tenant compte de la masse et de la fréquence propre de la scnde, ainsi que la quantité de nouvement communi.qué par les moyens moteurs au piston rappeur. Lefi essais permettent d'optimiser la valeur du frottement et ceci pour diverses charges tractées ou poussées. La valeur fi peut être modifiée, notamment augmentée, par l'adjor,ction d'éléments de guidage rigidement fixés à
l'enceinte de la sonde. La valeur fi du frottement est sensiblement proportionnelle à la surface de la sonde et des moyens de guldage ra~outés. Ainsi, pour augmenter la valeur fi, il est possible aussi bien d'ajouter un tube de guidage long de faible diamètre qu'un tube de guidage plus court d'un diamètre supérieur.
Le choix des éléments de guidage à ra~outer est déterminé par la géométrie du container de la matière pulvérulente à explorer ou des traitements à effectuer à l'intérieur de ladite matière pulvérulente.
Il n'existe aucune méthode connue, pour pénétrer à
l'intérieur d'une masse pulvérulente de minerai, de sable ou de grains.
25Le cas du grain est particulièrement important. En effet, pour inspecter ou protéger efficacement et durablement les grains de céréales contre des parasites, il est nécessaire de pouvoir pénétrer dans la masse. Or, la protection des réserves ceréalières du monde est un des ob~ectifs économiques ma~eurs de notre temps.
Le fait de détruire des parasites permet de donner à manger aux hommes.
I,e dispositif selor. la présente invention permet de pénétrer et de se déplacer à l'intérieur d'une masse pulverulente pour cffectuer les observations nécessaires, pour pré].ever des écllar,tillonfi, ou pOUl effectuer un traitement d~fiire. ~'our p~nétrer et se déplacer dans ].a maSFe, le dispositi r selon la présente inventi.oll comrorte un piston frappeur desti.n~ a donner des cl~ocs 2 ~
sur au moins une zone de Irappe. La zcne de frappe étant reliée, de préférence rigidement, à la structure du dispositir selon la présente invention, le choc du piston frappeur fiur la zone de frappe provoque l'avancement de la sonde.
Dans un exemple de réalisation, la sonde selon la présente invention a une forme d'ogive.
La mise en mouvement du piston frappeur est obtenu par une action de moyens moteurs. Dans une première variante de réalisation de la sonde selon la présente invention, les moyens moteurs sont électromagnétiques, par exemple de type moteur linéaire. Dans une variante avantageuse de la sonde selon la présente invention, le piston frappeur est entraîné par un fluide. Dans une variante particulièrement avantageuse de la sonde selon la présente invention, le fluide est de l'air comprimé.
L'utilisation de fluides pour l'entraînement du piston frappeur évite la génération d'étincelles très dangereuses par exemple dans un silo à grains dont l'atmosphère peut être un milieu tonant.
L'utilisation de l'air comprimé comme fluide d'entra~nement du piston frappeur n'impose plus d'éviter impérativement, toute fuite dudit fluide. Au contralre, il peut s'avérer avantageux d'effectuer l'échappement de l'air à
l'intérieur de la masse pulvérulente à pénétrer. Ainsi, d'une part, on évite de devoir realiser un tuyau d'évacuation du gaz d'échappement, et d'autre part, on assure une fluidification de la masse pulvérulente, ce qui facilite l'avancement de la sonde selon la présente invention.
Cette fluidification est particulièrement efficace, dans le cas du grain, si l'échappement s'effectue sur les flancs de la sonde. De plus, l'échappement de l'air à l'intérieur de la masse pulvérulente permet de l'utiliser pour véhiculer des produits de traitemer,t. I,'air peut par exemple selvir de vecteur pour véhiculer des produits destinés à élininer les parasites à l'intérieur d'une masse de grains. Par e~ernple1 on peut injecter du bromure de méthyle de form-lle C1i3 Br.
Avantageusemellt, la sorde selon la presellte inver,tior coml-c)rte une zone de frarpe arriere et des moyens pour pe~lettre au 2 ~
piston frappeur de venir frapper uniquement, ou principalement sur cette zone de frappe arrière. Ceci permet a la sonde d'effectuer une marche arriere, pour, par exemple effectuer une manoeuvre ou en vue de sa récupération.
Avantageusement, la sonde selon la présente invention comporte des moyens de telecommande pour passer soit en marche avant soit en marche arriere.
Selon le milieu à traiter, on utilisera par exemple une télécommande à ondes électromagnétiques, par exemple à ondes radio ou une commande par fluides. ~e signal de commande electromagnétique est recu par un récepteur de module de télécommande de type connu. La télécommande par fluide est effectuée avantageusement par un vérin rotatif tel que décrit plus loin.
Dans une variante avantageuse de réalisation, la t~lecommande du sens de marche est effectuée par rotation d'un cable par exemple en acier.
Avantageusement, en l'absence de slgnaux de télécommande, l'apparell est automatiquement placé en marche arrière. Ainsi, en cas de panne du dispositif de télécommande, il est toujours possible de récupérer la sonde, par exemple en lui envoyan~
uniquement l'énergie motrice. On obtient une commande de marche arrière, en l'absence des signaux de télécommande par exemple en utilisant un ressort de rappel assurant un positionnement en marche arrière, dont la force devra être vaincue pour passer en marche avant, ou, dans l'exemple d'un vérin rotatif, la surface de commutation pour passer en marche arrière efit nettement supérieure à celle nécessaire pour passer en marche avant.
Dans le cas de télécommande pneumatique, on utilise soit, un tuyau pour commander la marche avant, un tuyau pour commander la marche arrière, en p]us du tuyau d'alimentation du piston frappeur, soit un unique tuyau pour commander la marche avant, comportant une presslon supéri~ure a la pression d'alimentation du piston frappeur, le tuyau d'a~imentation du piston frappeur assurant une alimentation de 1A commande de, par exemp]e, la marche arrière.
A~antageusement, le tuyau d'alimentation en ~luide, et/ou en encr&ie e~ectrique e~t d'un ~iametre aUsci faib]c- ~ue pos~ib]e, - ::
:: , 2~3~
pour minimiser les frottements. Avantageusernent, on utilise des tuyaux ombilicaux comportant des tuyaux surmoulés nécessaires à
l'alimentation en énergie et pour véhiculer les informations de télécommande et/ou comportant des câbles transmettant par leur rotation les signaux de teléconmmande.
La sonde selon la présente invention peut être équipée de moyens d'acquisition des données.
Pour permettre une inspection visuelle de la matière pulvérulente, on utilise soit des endoæcopes notamment à fibres optiques soit des caméras de télévision, travaillant par exemple dans le spectre visible ou dans l'infrarouge.
Des transducteurs électroacoustiques, par exemple piézoé]ectriques, permettent la réalisation d'échographies.
Des réceptacles dont l'ouverture peut être télécommandée, permettent le prélèvement d'échantillons de la matière pulvérulente.
Des thermomètres, par exemple à thermocouple, permettent la mesure de température.
Des manomètres permettent la mesure de la pression exercée par la matière pulvérulente et/ou par des gaz qu'elle renferme.
20Des électrodes permettent de mesurer la résistivité
électrique de la matière pulvérulente.
Des émetteurs d'ondes électromagnétiques par exemple des rayons gamma, des rayons X, d'ondes d'hyperfréquenceJ et/ou des ondes radio permettent de mesurer la nature ou l'état de la matière pulverulente. Il en est de même des émetteurs et/ou récepteurs de particules comme par exemple les rayonnements alpha ou bêta.
Dans une variante de réalisation, la sonde comporte unlquement un émetteur ou uniquement le récepteur, le récepteur ou l'émetteur complémentaire se trouvant soit à l'extérieur de la masse de matière pulvérulente, soit sur une ou plusieurs sondes par exemple suivant des trajectoires parallèles.
La longueur d'onde de l'énergie émise est adaptée à la nature de la matière qu'on va rencontrer et/ou aux caracteristiques qu'on va devoir mesurer ou determiner. Il en est de même des traitemellts efrectués SUI ]es signaux recus comme l-ar exemp]e ]e traitenlent rJ~)P~Lr:R ou l'éliminatioll d'échos fixes.
~ vantageusement, dans une premiere variante de réalisation, la sonde selon la présente invention comporte à
l'avant un tube de grande longueur et de faible diamètre fixé
rigidement à l'enceinte. Par exemple, ledit tube a 2 mètres de longueur et 2 cm de diamètre.
Dans une seconde variante de réalisation, la sonde selon la presente invention comporte à l'avant un tube de diamètre important con,me par exemple voisin ou légèrement supérieur au diamètre de l'enceinte. Ce tube est fixé rigidement 2 l'enceinte.
Dans une variante de réalisation, ce tube a 2 m de longueur et 80 mm de diamètre, l'enceinte de la sonde présentant une longueur d'un mètre et 70 mm de diamètre avec une surépaisseur au niveau d'un échappement lstéral où le diamètre de la sonde est égal à 80 mm. Un tel tube sera appelé tube de guidage dans la suite du brevet dans la mefiure où il améliore la pénétration en ligne droite de la sonde. De plus, le tube de guidage facillte la récupération de la sonde.
Le tube de guidage assure l'obtention de la valeur de frottement dans la masse pulvérulente désirée pour optimiser l'avancement de la sonde. Il est bien entendu qu'un tube de guidage peut contenir des produits ou des équipements à déposer à
l'intérieur de la masse des produits pulvérulents.
Dans le cas d'une pénétration verticale dans du grain, une sonde selon la présente invention dépourvue de tube de guidage, lors de la marche arrlère, s'arrête dans le meilleur des cas à deux mètres de la surface, souvent à 4 à 6 mètres. La sonde ne trouve plus l'appui pour pouvoir reculer. Le tube de guidage qui constitue dans ce cas un pieu rigide enfoncé dans le grain, permet la remontée de la sonde ~usqu'à la surface par la seule utilisation de la percussion.
Avantageusement, l'extrémité avant de la sonde ou du tube de guidage est munie de moyens d'amortissement, par exemple constitues par un bloc de caoutchouc. Les moyens d'amortissement évitent d'endommager le conteneur comportant la matiere pulvérulente, par exemple le fond de la cale d'un bateau ou le fond d'un silo.
, ,:
.
2 ~
Avantageusement, les moyens pour prélever des échantillons sont situés près de l'extrémité avant du tube de guidage. Ainsi, le prélèvement d'échantillons est effectué deux mètres à 1'avant du corps de la sonde. Cet espace de deux mètres est particulièrement important dans le cas où, de par la puissance motrice et la nature du matériau à pénétrer, la profondeur de la pénétration de la sonde est limitée.
Avant~geusement, la sonde selon la présente invention, ou le tube de guidage, s'il est présent, est munie de moyens pour déposer des matériaux solides dans la masse de matière pulverulente. Par exemple, on flxe au corps à déposer un capuchon accroch~ à la sonde, ou avantageusement à l'extrémité avant du tube de guidage.
Dans une variante de réalisation, la matière à déposer est accrochée à un anneau retenu par des butées, avantageusement décalé, (ce qui permet d'augmenter le diamètre de l'anneau par rapport au diamètre du tube de guidage). Lors du recul de la sonde selon la présente invention, l'anneau ou le capuchon, ainsi que les matériaux qui y sont accrochés sont abandonnés.
Avantageusement, la sonde selon 1A présente invention comporte des moyens de guidage. Par exemple, le moyen de guidage consiste en des excroissances susceptibles de sortir sur la p~riphérie de l'enceinte. La sortie d'une excroissance romp la symétrie de la sonde et empêche le déplacement rectiligne. La sortie des excroissances est avantageusement programmée ou télécommandée.
Avantageusement, la sonde selon la présente invention comporte des moyens pour connaItre la position dans laquelle elle se trouve.
Les moyens d'acquisition des données sont couplées avec des moyens d'enregistrement des données recueillies par les moyens d'flcquisition des données et/ou transmis a des opérateurs ou des moyens d'enregistrement se trouvant à la surface.
Avantageusement, ~a sonde selon lA présente invention comporte des n-oyens d'accrocllage, avanta&eusement ~1aces Ll ]'avant ou ~ l'arrière pour déposer des tubes à l'intérieur de la masse de matière pulverulente. Avalltageusement, la position du tube ne gene pas le retrait de la sonde, en marche arriere. Dans une variante de réalisation, la sonde traverse, par exemple un tas de matiere pulvérulente, entralnant derrière un tube qui sort par l'autre côté.
L'invention a principalement pour objet une sonde apte à
pénétrer et à se déplacer dans une masse de matière comportant :
- une enceinte, - une ~one de frappe avant et/ou une ~one de frappe arrière axialement opposéés, pour transmettre des impulsions 2 ladite enceinte, - un piston frappeur, et - des moyens moteurs pour la mise en mouvement dudit piston frappeur de fason à le projeter contre une zone de frappe solidalre de l'enceinte, des moyens d'alimentation en air comprimé
alimentant les moyens moteurs, caractérisée par le fait que les frottement6 de l'enceinte et d'éventuels éléments de guidage rigidement liés à ladite enceinte dans une matière pulvérulente sont compris entre une valeur inférieure f insuffisante pour assurer le maintien de la sonde lors du recul du piston frappeur et une valeur supérieure F empêchant l'avancement de la sonde lors du choc du piston frappeur sur la ~one de frappe de fason à
permettre l'avancement de la sonde dans de la matière pulvérulente et notamment des produitfi agricoles.
L'invention a également pour objet un procédé de traitement d'une masse pulvérulente organique notamment les produits agricoles ou des grains, caractérisée par le fait qu'il comporte une étape consistant à faire pénétrer une sonde à
percussion dans la masse à traiter.
L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après des figures données comme des exemples non limitatifs parmi lesquels :
- La figure 1 est un schéma illustrant le principe de fonctionnement de la sonde selon la présente invention ;
- la figure 2 est un schéma illustrant un premier exemple de réalisation d'une sonde selor. la prësente invention ;
- la ~igure 3 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'une sonde se]on la présente invention en marche avant - la figure 4 est une vue en coupe de la sonde de la figure 3 en marche arrière ;
- la figure 5 est une vue en coupe d'un vérin rotatif susceptible d'etre mis en oeuvre dans une sonde selon la présente invention ;
- la figure 6 est un schéma explicatif du fonctionnement du vérin de la figure 5, - la figure 7 est une vue en coupe dtun dispositif d'un prélèvement d'échantil]on susceptible d'etre mis en oeuvre dans la sonde selon l'invention ;
- la figure 8 illustre l'utilisation de sondes selon la présente invention dans la cale d'un bateau ;
- la figure 9 illustre l'utilisation de sondes selon la présente invention dans un tas de matière pulvérulente.
Sur les figures 1 à 9, on a utili~é les mêmes références pour désigner les mêmes éléments.
Sur la figure 1 on peut voir un exemple de réalisation de sondes selon la présente invention. La fionde 1 comporte une enceinte dans laquelle est ménagé un évldement contenant un piston frappeur. L'évidement comporte une zone de frsppe 3. Les chocs répétés du piston frappeur 2 sur la zone de frappe 3 permettant de faire avancer la sonde 1. Avantageusement, l'évidement pratiqué
dsns l'enceinte de la sonde 1 comporte une zone de frappe 4 axialement opposée à la zone de frappe 3. Le choc du piston frappeur 2 sur la zone de frappe 4 fait reculer la sonde 1. La sonde 1 comporte des moyens moteurs 5 destinés à l'entralnement du piston frappeur 2. Les moyens moteurs 5 communiquent un mouvement du piston frappeur 2 en direction de la zone de frappe 3 ou de la zone de frappe 4.
Au moment du choc du piston frappeur 2 sur une zone de frappe 3 ou 4, l'énergie cinétique du piston frappeur est en grande partie transmise à l'enceinte de la sonde 1 qui ainsi avance, ou recule, selon le sens de marche.
Divers types de moyens moteurs 5 sont susceptib]es d'etre mis en oellvre dan~s la sonde I selon la prcsentc invention. Par exemple, on lltili~ie des moyer,s électriques ou ~]ectroDIagnétiques pOUl ol~tcnir Ul; déplacement du pistoll f]-appeur 2. D.llls un te] n;ode ' 2 ~
- ~o -de realisation, les moyens moteurs comportent par exemple des électroaimants ou des moteurs linéaires. Dans une variante de réalisation, le piston frappeur 2 est entraîné par un moteur hydraulique. ~e fluide d'entraînement est par exemple de l'huile ou de l'eau.
Avantageusement, on utilise des moyens moteurs 5 pneumatiques. Le piston frappeur 2 est entraIné par de l'air comprimé.
Dans une première varial.te de réalisation, la sonde selon la présente invention est autonome et comporte une source d'énergie. Les sondes 1 entralnées par des moyens moteurs électriques comportent des batteries d'accumu]ateur. Dans le cas de moyens moteurs 5 pneumatiques, la sonde 1 comporte une bouteille d'air comprimé.
Dans une seconde variante de réalisation, la sonde 1 selon la présente invention comporte un câble 6 ou un tuysu d'alimentat~on en énergie. Le cable 6 assure la fourniture à la sonde 1 de l'énergie qui est nécessaire pour fonctionner, par exemple sous forme de fluides sous pression et/ou d'un courant zo électrique.
Avantageusement, le tuyau ou câble 6 est de faible dlam~tre, par exemple 30 mm. Le câble 6 et/ou la sonde 1 pourrait comporter un revêtement pour réduire les frottements avec la matiere pulvérulente.
Avantageusement, le câble 6 véhicule aussi des signaux de commande destinés à un dispositif de commande 7. Le dispositif de commande 7 permet par exemple de changer le sens de marche de la sonde 1, pour par exemple passer de la marche avant à la marche arrière. L'utilisation d'un signal de télécommande 8 pour commander le changement du sens de marche améliore la fiabilité et la facilité d'utilisation de la sonde 1 selon la présente invention.
Avantageusement, la sonde 1 comporte des moyens permettant de connaltre sa position à l'intérieur de la masse de matiere pulvérulente, un dispositif simple pour connaître sa position, par exemp]e dans le cas d'un déplacemer,t vertical consiste en des gra(luations de longueur inscrites sur le cable 6. Pour connaître . :
2~53~
d'éventuels écarts angulaires, ain~i que pour des sondes autonomes il peut s'averer avantageux d'utiliser un dispositif 49 de determination de position. ~e dispositif 49 comporte par exemple un emetteur d'ondes radio. Ia détermination de la position de la sonde 1 dans la masse de matiere pulvérulente se fera par exemple par triangulation en utilisant deux ou trois antennes de réception directives.
Avantageusement, la sonde 1 selon la présente invention comporte des moyens 43 d'acquisition des données. L'acquisition des données peut être faite complémentairement à un traitement à
effectuer sur la matière pulvérulente, contrôler le traitement en cours ou constituer la principale motivation de l'envoi de la sonde 1 selon la présente invention.
Dans une première variante de réalisation les moyens d'acquisition de données 43 sont couplés avec des enregistreurs.
Dans une seconde variante de réalisation, les dispositifs d'acquisition des donnée~ sont reliés à la surface par l'lntermédiaire du câble 6.
Une variante particulière d'un dispositif d'acquisition de donn~es consiste en un dispositif dit de prise d'échantillon. Ce dispositif sera plus particulièrement uti]e pour par exemple prélever à une profondeur prédéterminee des échantillons des graines, par exemple à l'intérieur d'un silo, d'un tas ou d'une cale de bateau.
Avantageusement, la sonde 1 selon la présente invention comporte un tube de guidage 9. Un tube de guidage 9 placé dans l'axe de la sonde 1 assure une trajectoire en ligne droite de la sonde. De plus, le tube de guidage prolonge la portée de la sonde dans le cas où sa pénétration de la matière pulvérulente serait limitée. Ainsi, comme illustré sur la figure 1, le dispositif 10 de prélèvement d'échantillons ainsi qu'un autre appareil d'acquisition de données 43 sont placés à l'extrémité du tube de guidage 9.
~vantageusement, la sonde 1 selon la présente invention comporte des moyens de &uidage.
l)ans ]'exemp]e i]lustré sur ]~ rigure 1, ]a sonde comllorte des excroissances 4I su~cel-tib]cs de ~ortir sur la p~ripl\érie de la sonde.
2 ~ ?
Sur la figure 1, l'excroissance 41 supérieure est sortie et l'excroissance 48 inferieure est er position rentrée. Dans ce cas là, sous l'action de l'excroissance 41 supérieure, la sonde aurait tendance à aller vers le bas de la figure 1.
5 Avantageusement, la sortie et l'entrée des excroissances 41 sont télécommandées Les signaux de télécommandes sont par exemple véhiculés par le câble 6.
Lz sonde 1 selon la présente invention peut être utilisée pour pousser ou tra;ner des di~positifs solides à déposer à
17intérieur d'une masse de matiere pulvérulente.
Par exemple, la sonde 1 traîne un corps solide filiforme 12 par exemple une bande, un câble, une ligne ou une corde. Dans l'exemple illustré ~ur la figure 1, le corps est destiné à être abandonné. Il est accroché à un capuchon 11, par exemple à
l'extrémité avant du tube de guidage 9. Lors du recul de la sonde 1, le capuchon n'aura plus d'appui, le corpfi 12 restera dans la position déterminée par la position extrême du tube de guidage 9.
Il est bien entendu que l'accrochage à un autre endroit des éléments à tralner ou à pousser, co~ne par exemple à l'arrière de la sonde, ne sort pas du cadre de la présente invention.
Sur la figure 2, on peut voir un exemple de réalisation de sonde 1 selon la préfiente invention à entraInement pneumatique. Les détails de moteurs pneumatiques connus ne sont pas représentés sur la flgure 2.
Une originalité de la sonde 1 réside notamment dans le fnit qu'elle comporte des moyens 16 permettant l'échappement de l'air comprimé dans la masse de la matière pulvérulente. Par exemple, la sonde 1 comporte des lumières 15 mettant en communication l'air ayant servi à propulser le piston frappeur 2 a~ec une surface d'échappement 16 située à la périphérie de la sonde 1. L'échappement radial est nettement plus efficace que par exemple un échappement arrière. De plus, l'échappement radial permet de f]uidifier la matière pulvérulente, ce qui diminue les frotten-en~s s'opposant à l'avancement du cab]e 6. I.a surface 16 comporte un Filtre empêchant la penétral:ioll de la matière pulverulente dans la sonde I tout en permett2nt l't~cllappement de l'air vers ]'extérieur. le filtre doit être adapte à ]a Otl aux . .
- ~3 -matières pu]vérulentes dans lesauelles doit pénétrer la sonde 1.
Par exemple, pour le grain on a utilisé un filtre particulièrement performant réalisé avec du bronze fritté.
L'échappement direct de l'air dans la masse évite d'avoir une canalisation destinée à l'évacuation de l'air à l'extérieur de la matiere pulvérulente. Une telle canalisation par suite de frottements augmenterait 12 résistance à l'avancement de la sonde 1. De plus, l'air s'échappant de la masse de matière pulvérulente peut avoir un effet bénéfique sur celle-ci. Par exemple, l'injection d'air sec dans une masse de grains permet de participer à son assèchement et par suite, d'améliorer sa conservation. Il est même possible d'augmenter le débit de l'air d'échappement sans faire avancer la sonde pour améliorer le sèchage.
L'effet bénéfique de l'air d'échappement peut être l~ augmenté en lul additionnant des produits de traitement. Par exemple, on peut ajouter à l'air comprimé assurant l'avancement de la sonde, des produits destinés à éliminer les parasites des grains de céréales. On obtient ainsi une excellente diffusion des produits, par exemple gazeux comme le bromure de méthyle ou du PH3. De tels produits in~ecté~ dans un ga~ de propulsion sont par exemple mesurés avec ùne balance. La position de la sonde 1 pour laquelle on effectue la ou les injections est déterminee à l'aide de graduations présentes sur le câble 6, et/ou en utilisant les moyens 49 de détermination de la position de la sonde 1.
Il est bien entendu que l'échappement de l'air à la périphérie de la sonde est particulièrement performant avec des sondes destinées à pénétrer dans une masse pulvérulente. Toutefois il est bien entendu que l'utilisation d'un échappement radial avec des sondes de type à percussion classique ne sort pas du cadre de la présente invention.
Dans l'exemple illustré sur la figure 2, l'extrémité avant du tube de guidage 9 comporte des butées ou épaulements 14 décalées dans le sens de la longueur. Les butées décalées 14 permettent l'flccrochage d'un anneau 13 de grand diamètre I] est possible d'accrocher un corps filiforme 12 a d&poser dans ]a masse de mat1el-e pu]verulente ~`a l'anneau 13. Son grand diamètre assllre son détachement à couy sûr lors du retrait en marche arrière de la sonde 1.
Sur les figures 3 et 4, on peut voir un exemple de realisation d'une sonde 1 selon la présente in~ention entra;nement pneumatique.
Sur la figure 3, la sonde est dans une position de marche arriere. La sonde 1 des figures 3 et 4 comporte une enceinte rigide, y compris au niveau des zones 3, 4. L'enceinte peut être démontée pour l'entretien. Toutefois, le fait d'assurer la rigidité
de l'enceinte, y compris au niveau des zones de frappe 3, 4 permet un bon avancement dans la matière pulvérulente.
En effet, l'énergie cinétique transmise par le piston frappeur 2 à la zone de frappe avant 3 est répartie sur toute la périphérie de l'enceinte de la sonde 1. Par contre, dans des vartantes de réalisation, la sonde 1 selon la présente invention (non illustrée) comportant une tête reliée par des moyens élastiques comme des ressorts ou des pièces de caoutchouc au reste de l'enceinte de la sonde, 80 % d'énergie est concentrée sur la tête.
L'utilisation d'une sonde rigide évite de casser les éléments de matière pulvérulente dans laquelle elle pénètre. On évite par exemple de casser des grains de céréales. Le fait d'éviter de casser les grains de céréales est très important. D'une part, les grains cassés seront éliminés, par exemple avant la mouture par des opérations de calibrage. La masse de grains cassés est perdue. D'autre part, le chargement comportant des grains cassés est considéré comme étant de mauvaise qualité et présentent donc une valeur inférieure à un chargement ne comportant pas de grains cassés.
Dans l'exemple des figures 3 et 4, le piston frappeur 2 comporte une face avant tronconique solidarisée avec un corps sensiblement cylindrique. I.a face avant vient frapper sur la zone de fr~,ppe 3 pour la marche avant, tandis que la partie cylindrique vient frapper sur un eraulemerlt de la zone de frappe arrière 4.
I,e pis~on fr<trr,eur 2 n'est pas parftiten1ellt etanche vers ~'avar,t. Jl comporte par exemple, une rainure 47 perme--allt a l'air de pénétrer sur sa face avant. Le piston fraypeur comporte d'atltre - , .:
: .
part à l'arrière de sa partie cylindrique une lumière 20.
l'arrière, le piston frappeur 2 comporte une bague d'étanchéité 90.
La face interne de la partie cylindrique du piston frappeur 2 coulisse le long d'une chemise 59 compcrtant trois lumières cylindriques alignés 48, 37, 38. Le vérin rotatif 18 comporte une lumière cylindrique 19 traversant sa paroi et une rainure 17 de forme allongée. La lumière 19 et la rainure 17 sont placées à 90 . ~a lumière 19 est susceptible d'être mise en communication avec la lumière 4~. ~a rainure 17 est susceptible de mettre en communicatiorl les lumières 37 et 38.
~a position illustrée sur la figure 3 correspond à la marche arriere de la sonde selon la présente invention. La lumière 19 est mise en communication avec la lumière 48. Par contre, les lumières 37 et 38 sont isolées n'étant pas reliées par la rainure 17.
Sur la figure 3, le piston frappeur 2 est illustré dans sa position arrière, L'air comprimé arrive par la canalisation 6 et par l'axe du vérin rotatif 18. Il pousse le piston frappeur 2 en direction de la zone de frappe 3. La lumière 20 du piston frappeur 2 est mi~e en communication par l'intermédlaire des lumières 48 et 19 avec la sortie d'air comprimé. L'air comprimé s'échappe par l'intennédiaire d'une lumière non représentée et à travers l'échappement en bronze fritté 16. Une partie de l'air passe sur la face avant du piston frappeur 2 par la rainure 47. Son avance a comprimé l'air se trouvant devant sa face avant. De plus, la face avant du piston frappeur 2 a une surface supérieure à la face arrière. L'air comprimé se trouvant devant la face avant du piston frappeur fait reculer celui-ci et en reculant rebouche les lumières 48 et 19 (qui ne sont plus en communication avec les lumières 20) par lesquelles s'effectue l'échappement. Le piston frappeur 2 vient céder son énergie cinétique à la zone de frappe 4. ~e piston se retrouve dans la position dans laquelle il est illustré sur la figure 3 et le cycle recommence.
Sur commande pneumatique, le vérin rotatif 18 effectue un quart de tour pour se trouver dans 1a position i]1ustree sur la figure 4 correspGnd à ]a marche avant. Dans un tel cas, 1a lumiere 19 ne commuTlique p]us avec la lumiere 48. Par contre, la lumière 17 re]ie les ].umi.ères 37 et 38. ~'air comprimé provenant de la canalisation 6 traverse la lumière 20 et la rainure 47, Il pousse le piston frappeur 2 en direction de la zone de frappe annulaire 4.
Le recul du piston frappeur 2 ferme la lumière 20. La lumière 20 recouvre la lumière 37 ce qui permet l'echappement à travers : la lumière 22, la lumière 37, la rainure 17, la lumière 38, malgré la présence du joint 90. Il n'y a plus d'air comprimé à l'avant du piston 2. Le piston frappeur 2 vient percuter la zone de frappe 3 sous l'action de l'air arrivant par la canalisation 6. Ayant perdu son énergie cinétique, il est repoussé par l'air comprimé. On se retrouve au début d'un nouveau cycle.
Sur la figure 5, on peut voir un exemple de réalisation d'un vérin rotatif 18 susceptible d'être mis en oeuvre dans la sonde selon la présente invention. Le vérin 18 comporte un bâti 29 auquel est fixée une pièce fixe 23. Un canal d'air central 26 est limité par une conduite 27 ainsi qu'une pièce mobile 28. La pièce mobile 28 est solidaire d'une pièce de forme tubulaire (non représentée sur la figure) pouvant par exemple comporter des lumières de commande. Le vérin rotatif 18 peut recevoir un fluide de commande, par exemple de l'air comprimé dans deux cavités 24 et 25 ménagées entre la pièce fixe 23 et la pièce mobile 28. En appliquant le fluide de commande à la cavité 24, on provoque le déplacement de la pièce mobile 28 dans la direction de la flèche 30. En appliquant le fluide de commande dans la cavité 25, on provoque le déplacement de la pièce mobile 28 dans la direction de la flèche 31.
Dans une variante de réalisation, la pièce tubulaire 27 et la pièce mobile 28 sont solidarisées.
Dans la réalisation de la figure 5, l,a pièce mobile 28 peut effectuer une rotation de trois-quarts de tour.
Dans une variante de réalisation particulièrement avantageuse, une pi.èce tournante permet de déterminer le sens de marche de la sonde. Cette pièce tournante est entrainée par la rotation d'un cable, par exemple en acier.
~ur la fi.gure 6, on a repréfiente trois coupes a travers la fionde 1. La fi.gure 6a correspond a la coupe selon ~. de la figure . . ' ~ --~Q~
4. La figure ~f correspond à la coupe selon AA de la figure 4. La figure 6c correspond à la coupe selon AA de la sonde de la figure 3.
Dans l'exempJe de la figure 6, l'alimentation en air comprimé de commande est assuré par des rainures 24, 25 de section semi-circulaire. La pièce mobile 28 est solidaire de la pièce 27 de forme tubulaire. ~,a rotation de la pièce 20 correspond a 90. Dans l'exemple illustré sur la figure 6a, l'échappement est fait par des lumières 73 et 74. L'utilisation d'un nombre supérieur de lumières ne sort pas du cadre de la présente invention.
Sur la figure 7, on peut voir un exemple de réalisation d'un dispositif 10 pour la prise d'échantillon. Avantageusement, le dispositif 10 pour la prise d'échantillon peut être fixé de fason amovible à l'extrémité du tube de guidage 9. Dans l'exemple de la figure 7, la fixation est assurée par une goupille 34. Le dispositif 10 comporte un volume interne 35 destiné à recevoir des échantillons de matière pulvérulente. Le volume 35 est délimité par l'extrémité du tube 9, par un bouchon avant 32 et par un tube 39.
Le bourhon 32 efit fixé par une goupille 33. L'originalité du dispositif réside dans la présence d'un tube 58 susceptible de glisfier coa~ialement sur le tube 39. Ce glissement du tube 5~ par rapport au tube 39 est limité par une goupille 41 traversant une rainure 40 pratiquée dans le tube 39. Le tube 39 comporte une lumière 36. Un axe 61, solidarisé avec le tube 58 traverse une lumière de forme allongée 40 pratiquée dans le tube 39. La lumière allongée 40 délimite le déplacement relatif des tubes 39 et 58.
Dans une position extrême par une lumière 57 du tube 39 est recouverte par la lumière 57 du tube 58. Dans ce cas, le volume 35 est mis en communication avec l'extérieur, ce qui en provoque le remplissage par la matière pulvérulente, par exemple du grain.
Dans un second exemple de réalisation du dispositif 10 selon la présente invention, la lumière 40 du tube 39 est de longueur suffisante pour que, dans la position e~trême, la lumière 36 du tube 39 soit bouchée par le tube 5~3.
I.orsque l'on inverse le sens de marche, soit qu'on ait atteint la profondeur désiree, soit p.-r uue mal)oeuvl~e destinée uniqllemellt au remplissage du volume 35, les tubes 3g et 5~ glissent l'un sur l'autre, par suite de frottenents exerces p<-r la matiere . .
'' ~--: . :
pulvérulente sur le tube externe 58. A un mo~ent, le~ deux lumières 57 ~t 36 Pont l'une en face de l'autre et l'on assiste au rempli~sage du volume 35. Le rempli~sage du volume 35 cesse automatiquement quand ce volume est plein. Cn peut donc continuer le retrait de la sonde selon la pré~ente invention. Dans le second exemple de réalisation, le remplissage s'effectue uniquement lors du passage de la lumière 57 devant la lumière 36. Le retrait du difipositif lG entraîne la fermeture de la lumière 36. Le grai.n prélevé à l'endroit de la manoeuvre ne risque pas d'e2tre mélangé
avec d'autres grains entourant la sonde pendant son retrait.
Dans une première variante de réalisation du vérin rotatif 18 selon la présente invention, la pièce tubulaire 27 assure l'étanchéité du canal central 26 par rapport aux cavités 23, 24.
Dans cette variante de réalisation, il est avsntageux de doter la pièce mobile 28 de surface sensiblement égale débouchant dans chacune des cavités 23, 24.
Dans un second exemple de réalisation du vérion rotatif selon la présente invention, la cavité 23 ou 24 correspondant à la commande de marche arrière est reliée au canal central 26. Ainsi, on économise un tuyau pour amener le signal de commande de marche arriè.re. De plus, en l'absence de signal de télécommande, la sonde est placée en marche arrière, ce qui en permet la récupération en cas de panne. Dans la seconde variante de réalisation du vérin 18, il peut s'avérer avantageux de munir la pièce mobile 28 de surfaces inégales débouchant dans les cavités 23 et 24. Par exemple, une surface supérieure du côté de la cavité correspondante à la marche avant permet de commander le passage en marche avant avec un air comprimé à la même pression que celui qui sert à l'alimentation de moyens moteurs.
Sonde pour pénétrer et se deplacer notamment dans une masse de matière pulvérulente.
L'invention se rapporte principalement à un dispositif, par exemple de type sonde pour pénétrer et se déplacer dans une masse de matière pulvérulente ou pondereuse typiquement des grains, des graines ou du sable.
Le dispositif selon la presente im ention peut pénétrer et se déplacer à l'intérieur de la masse de matière pulvérulente se trouvant par exemple dans un tas, dans une for~ation géologique dans une cale de bateau, ou dans un silo ou toute autre unité de stockage. ~
Il est connu d'une part de réaliser des appareils à
percussion pour pénétrer à l'intérieur d'un solide. Par exemple, des perceuses à percussion permettent de forer un trou dans du béton ou les torpillefi terrestres décrites dans le brevet francais 72 51742 publié sous le numéro 2 161732 permettent d'effectuer des forages dans le sol.
Il n'a jamais été envisagé d'utiliser des dispositifs à
percussion pour pénétrer ou se déplacer dsns des matières pulvérulentes. De plus, les dispositifs de type connu ne permettent pas une telle utilisation dans la mesure où dans une matière pulvérulente, comme par exemple des grains, la résistance à
l'avancement provient principalement des frottements sur les cotés du dispositif. Par contre dans les solides, la résistance à
l'avancement provient principalement de la difficulté d'effectuer un trou. La présence du trou diminue les pressions exercées sur les côtés de l'appareil. ainsi, lors des essais effectués lors de la mise au point de l'invention, les appareils de type connu, qui concentrent 80 % de leur énergie en tete arrêtaient leur progression à l'intérieur d'une masse de grains au bout de quelques mètres. Le corps de la torpille terrestre était immobile tandis que la tete vibrait sans produire aucun avancement. Ue plus, la Société
déposantc a découvert que les sondes présentanl des trop faibles frot(emellts l~ar r~ppor~ ci ]a matiere pulvéru]ente n'arrivent pas ~i progresscr. l.a valeur fj du rrottement de ~'enccinte de ]a sonde ainsi que d'éventucls el~ment~ de ~,uidage re]i~ ri~;i<lement l'enceinte doi.t être supérieure a Ia valeur r minimale pour laquelle le recul du piston frappeur provoque un recul de la sonde.
~ien entendu, la valeur fi du frottement doit être inférieure à
la valeur F maximale pour laquelle l'impact du piston frappeur sur la ~one de frappe n'arrive plus à faire progresser la sonde.
L'homme du métier determine la valeur optimale du frottement en tenant compte de la masse et de la fréquence propre de la scnde, ainsi que la quantité de nouvement communi.qué par les moyens moteurs au piston rappeur. Lefi essais permettent d'optimiser la valeur du frottement et ceci pour diverses charges tractées ou poussées. La valeur fi peut être modifiée, notamment augmentée, par l'adjor,ction d'éléments de guidage rigidement fixés à
l'enceinte de la sonde. La valeur fi du frottement est sensiblement proportionnelle à la surface de la sonde et des moyens de guldage ra~outés. Ainsi, pour augmenter la valeur fi, il est possible aussi bien d'ajouter un tube de guidage long de faible diamètre qu'un tube de guidage plus court d'un diamètre supérieur.
Le choix des éléments de guidage à ra~outer est déterminé par la géométrie du container de la matière pulvérulente à explorer ou des traitements à effectuer à l'intérieur de ladite matière pulvérulente.
Il n'existe aucune méthode connue, pour pénétrer à
l'intérieur d'une masse pulvérulente de minerai, de sable ou de grains.
25Le cas du grain est particulièrement important. En effet, pour inspecter ou protéger efficacement et durablement les grains de céréales contre des parasites, il est nécessaire de pouvoir pénétrer dans la masse. Or, la protection des réserves ceréalières du monde est un des ob~ectifs économiques ma~eurs de notre temps.
Le fait de détruire des parasites permet de donner à manger aux hommes.
I,e dispositif selor. la présente invention permet de pénétrer et de se déplacer à l'intérieur d'une masse pulverulente pour cffectuer les observations nécessaires, pour pré].ever des écllar,tillonfi, ou pOUl effectuer un traitement d~fiire. ~'our p~nétrer et se déplacer dans ].a maSFe, le dispositi r selon la présente inventi.oll comrorte un piston frappeur desti.n~ a donner des cl~ocs 2 ~
sur au moins une zone de Irappe. La zcne de frappe étant reliée, de préférence rigidement, à la structure du dispositir selon la présente invention, le choc du piston frappeur fiur la zone de frappe provoque l'avancement de la sonde.
Dans un exemple de réalisation, la sonde selon la présente invention a une forme d'ogive.
La mise en mouvement du piston frappeur est obtenu par une action de moyens moteurs. Dans une première variante de réalisation de la sonde selon la présente invention, les moyens moteurs sont électromagnétiques, par exemple de type moteur linéaire. Dans une variante avantageuse de la sonde selon la présente invention, le piston frappeur est entraîné par un fluide. Dans une variante particulièrement avantageuse de la sonde selon la présente invention, le fluide est de l'air comprimé.
L'utilisation de fluides pour l'entraînement du piston frappeur évite la génération d'étincelles très dangereuses par exemple dans un silo à grains dont l'atmosphère peut être un milieu tonant.
L'utilisation de l'air comprimé comme fluide d'entra~nement du piston frappeur n'impose plus d'éviter impérativement, toute fuite dudit fluide. Au contralre, il peut s'avérer avantageux d'effectuer l'échappement de l'air à
l'intérieur de la masse pulvérulente à pénétrer. Ainsi, d'une part, on évite de devoir realiser un tuyau d'évacuation du gaz d'échappement, et d'autre part, on assure une fluidification de la masse pulvérulente, ce qui facilite l'avancement de la sonde selon la présente invention.
Cette fluidification est particulièrement efficace, dans le cas du grain, si l'échappement s'effectue sur les flancs de la sonde. De plus, l'échappement de l'air à l'intérieur de la masse pulvérulente permet de l'utiliser pour véhiculer des produits de traitemer,t. I,'air peut par exemple selvir de vecteur pour véhiculer des produits destinés à élininer les parasites à l'intérieur d'une masse de grains. Par e~ernple1 on peut injecter du bromure de méthyle de form-lle C1i3 Br.
Avantageusemellt, la sorde selon la presellte inver,tior coml-c)rte une zone de frarpe arriere et des moyens pour pe~lettre au 2 ~
piston frappeur de venir frapper uniquement, ou principalement sur cette zone de frappe arrière. Ceci permet a la sonde d'effectuer une marche arriere, pour, par exemple effectuer une manoeuvre ou en vue de sa récupération.
Avantageusement, la sonde selon la présente invention comporte des moyens de telecommande pour passer soit en marche avant soit en marche arriere.
Selon le milieu à traiter, on utilisera par exemple une télécommande à ondes électromagnétiques, par exemple à ondes radio ou une commande par fluides. ~e signal de commande electromagnétique est recu par un récepteur de module de télécommande de type connu. La télécommande par fluide est effectuée avantageusement par un vérin rotatif tel que décrit plus loin.
Dans une variante avantageuse de réalisation, la t~lecommande du sens de marche est effectuée par rotation d'un cable par exemple en acier.
Avantageusement, en l'absence de slgnaux de télécommande, l'apparell est automatiquement placé en marche arrière. Ainsi, en cas de panne du dispositif de télécommande, il est toujours possible de récupérer la sonde, par exemple en lui envoyan~
uniquement l'énergie motrice. On obtient une commande de marche arrière, en l'absence des signaux de télécommande par exemple en utilisant un ressort de rappel assurant un positionnement en marche arrière, dont la force devra être vaincue pour passer en marche avant, ou, dans l'exemple d'un vérin rotatif, la surface de commutation pour passer en marche arrière efit nettement supérieure à celle nécessaire pour passer en marche avant.
Dans le cas de télécommande pneumatique, on utilise soit, un tuyau pour commander la marche avant, un tuyau pour commander la marche arrière, en p]us du tuyau d'alimentation du piston frappeur, soit un unique tuyau pour commander la marche avant, comportant une presslon supéri~ure a la pression d'alimentation du piston frappeur, le tuyau d'a~imentation du piston frappeur assurant une alimentation de 1A commande de, par exemp]e, la marche arrière.
A~antageusement, le tuyau d'alimentation en ~luide, et/ou en encr&ie e~ectrique e~t d'un ~iametre aUsci faib]c- ~ue pos~ib]e, - ::
:: , 2~3~
pour minimiser les frottements. Avantageusernent, on utilise des tuyaux ombilicaux comportant des tuyaux surmoulés nécessaires à
l'alimentation en énergie et pour véhiculer les informations de télécommande et/ou comportant des câbles transmettant par leur rotation les signaux de teléconmmande.
La sonde selon la présente invention peut être équipée de moyens d'acquisition des données.
Pour permettre une inspection visuelle de la matière pulvérulente, on utilise soit des endoæcopes notamment à fibres optiques soit des caméras de télévision, travaillant par exemple dans le spectre visible ou dans l'infrarouge.
Des transducteurs électroacoustiques, par exemple piézoé]ectriques, permettent la réalisation d'échographies.
Des réceptacles dont l'ouverture peut être télécommandée, permettent le prélèvement d'échantillons de la matière pulvérulente.
Des thermomètres, par exemple à thermocouple, permettent la mesure de température.
Des manomètres permettent la mesure de la pression exercée par la matière pulvérulente et/ou par des gaz qu'elle renferme.
20Des électrodes permettent de mesurer la résistivité
électrique de la matière pulvérulente.
Des émetteurs d'ondes électromagnétiques par exemple des rayons gamma, des rayons X, d'ondes d'hyperfréquenceJ et/ou des ondes radio permettent de mesurer la nature ou l'état de la matière pulverulente. Il en est de même des émetteurs et/ou récepteurs de particules comme par exemple les rayonnements alpha ou bêta.
Dans une variante de réalisation, la sonde comporte unlquement un émetteur ou uniquement le récepteur, le récepteur ou l'émetteur complémentaire se trouvant soit à l'extérieur de la masse de matière pulvérulente, soit sur une ou plusieurs sondes par exemple suivant des trajectoires parallèles.
La longueur d'onde de l'énergie émise est adaptée à la nature de la matière qu'on va rencontrer et/ou aux caracteristiques qu'on va devoir mesurer ou determiner. Il en est de même des traitemellts efrectués SUI ]es signaux recus comme l-ar exemp]e ]e traitenlent rJ~)P~Lr:R ou l'éliminatioll d'échos fixes.
~ vantageusement, dans une premiere variante de réalisation, la sonde selon la présente invention comporte à
l'avant un tube de grande longueur et de faible diamètre fixé
rigidement à l'enceinte. Par exemple, ledit tube a 2 mètres de longueur et 2 cm de diamètre.
Dans une seconde variante de réalisation, la sonde selon la presente invention comporte à l'avant un tube de diamètre important con,me par exemple voisin ou légèrement supérieur au diamètre de l'enceinte. Ce tube est fixé rigidement 2 l'enceinte.
Dans une variante de réalisation, ce tube a 2 m de longueur et 80 mm de diamètre, l'enceinte de la sonde présentant une longueur d'un mètre et 70 mm de diamètre avec une surépaisseur au niveau d'un échappement lstéral où le diamètre de la sonde est égal à 80 mm. Un tel tube sera appelé tube de guidage dans la suite du brevet dans la mefiure où il améliore la pénétration en ligne droite de la sonde. De plus, le tube de guidage facillte la récupération de la sonde.
Le tube de guidage assure l'obtention de la valeur de frottement dans la masse pulvérulente désirée pour optimiser l'avancement de la sonde. Il est bien entendu qu'un tube de guidage peut contenir des produits ou des équipements à déposer à
l'intérieur de la masse des produits pulvérulents.
Dans le cas d'une pénétration verticale dans du grain, une sonde selon la présente invention dépourvue de tube de guidage, lors de la marche arrlère, s'arrête dans le meilleur des cas à deux mètres de la surface, souvent à 4 à 6 mètres. La sonde ne trouve plus l'appui pour pouvoir reculer. Le tube de guidage qui constitue dans ce cas un pieu rigide enfoncé dans le grain, permet la remontée de la sonde ~usqu'à la surface par la seule utilisation de la percussion.
Avantageusement, l'extrémité avant de la sonde ou du tube de guidage est munie de moyens d'amortissement, par exemple constitues par un bloc de caoutchouc. Les moyens d'amortissement évitent d'endommager le conteneur comportant la matiere pulvérulente, par exemple le fond de la cale d'un bateau ou le fond d'un silo.
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.
2 ~
Avantageusement, les moyens pour prélever des échantillons sont situés près de l'extrémité avant du tube de guidage. Ainsi, le prélèvement d'échantillons est effectué deux mètres à 1'avant du corps de la sonde. Cet espace de deux mètres est particulièrement important dans le cas où, de par la puissance motrice et la nature du matériau à pénétrer, la profondeur de la pénétration de la sonde est limitée.
Avant~geusement, la sonde selon la présente invention, ou le tube de guidage, s'il est présent, est munie de moyens pour déposer des matériaux solides dans la masse de matière pulverulente. Par exemple, on flxe au corps à déposer un capuchon accroch~ à la sonde, ou avantageusement à l'extrémité avant du tube de guidage.
Dans une variante de réalisation, la matière à déposer est accrochée à un anneau retenu par des butées, avantageusement décalé, (ce qui permet d'augmenter le diamètre de l'anneau par rapport au diamètre du tube de guidage). Lors du recul de la sonde selon la présente invention, l'anneau ou le capuchon, ainsi que les matériaux qui y sont accrochés sont abandonnés.
Avantageusement, la sonde selon 1A présente invention comporte des moyens de guidage. Par exemple, le moyen de guidage consiste en des excroissances susceptibles de sortir sur la p~riphérie de l'enceinte. La sortie d'une excroissance romp la symétrie de la sonde et empêche le déplacement rectiligne. La sortie des excroissances est avantageusement programmée ou télécommandée.
Avantageusement, la sonde selon la présente invention comporte des moyens pour connaItre la position dans laquelle elle se trouve.
Les moyens d'acquisition des données sont couplées avec des moyens d'enregistrement des données recueillies par les moyens d'flcquisition des données et/ou transmis a des opérateurs ou des moyens d'enregistrement se trouvant à la surface.
Avantageusement, ~a sonde selon lA présente invention comporte des n-oyens d'accrocllage, avanta&eusement ~1aces Ll ]'avant ou ~ l'arrière pour déposer des tubes à l'intérieur de la masse de matière pulverulente. Avalltageusement, la position du tube ne gene pas le retrait de la sonde, en marche arriere. Dans une variante de réalisation, la sonde traverse, par exemple un tas de matiere pulvérulente, entralnant derrière un tube qui sort par l'autre côté.
L'invention a principalement pour objet une sonde apte à
pénétrer et à se déplacer dans une masse de matière comportant :
- une enceinte, - une ~one de frappe avant et/ou une ~one de frappe arrière axialement opposéés, pour transmettre des impulsions 2 ladite enceinte, - un piston frappeur, et - des moyens moteurs pour la mise en mouvement dudit piston frappeur de fason à le projeter contre une zone de frappe solidalre de l'enceinte, des moyens d'alimentation en air comprimé
alimentant les moyens moteurs, caractérisée par le fait que les frottement6 de l'enceinte et d'éventuels éléments de guidage rigidement liés à ladite enceinte dans une matière pulvérulente sont compris entre une valeur inférieure f insuffisante pour assurer le maintien de la sonde lors du recul du piston frappeur et une valeur supérieure F empêchant l'avancement de la sonde lors du choc du piston frappeur sur la ~one de frappe de fason à
permettre l'avancement de la sonde dans de la matière pulvérulente et notamment des produitfi agricoles.
L'invention a également pour objet un procédé de traitement d'une masse pulvérulente organique notamment les produits agricoles ou des grains, caractérisée par le fait qu'il comporte une étape consistant à faire pénétrer une sonde à
percussion dans la masse à traiter.
L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après des figures données comme des exemples non limitatifs parmi lesquels :
- La figure 1 est un schéma illustrant le principe de fonctionnement de la sonde selon la présente invention ;
- la figure 2 est un schéma illustrant un premier exemple de réalisation d'une sonde selor. la prësente invention ;
- la ~igure 3 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'une sonde se]on la présente invention en marche avant - la figure 4 est une vue en coupe de la sonde de la figure 3 en marche arrière ;
- la figure 5 est une vue en coupe d'un vérin rotatif susceptible d'etre mis en oeuvre dans une sonde selon la présente invention ;
- la figure 6 est un schéma explicatif du fonctionnement du vérin de la figure 5, - la figure 7 est une vue en coupe dtun dispositif d'un prélèvement d'échantil]on susceptible d'etre mis en oeuvre dans la sonde selon l'invention ;
- la figure 8 illustre l'utilisation de sondes selon la présente invention dans la cale d'un bateau ;
- la figure 9 illustre l'utilisation de sondes selon la présente invention dans un tas de matière pulvérulente.
Sur les figures 1 à 9, on a utili~é les mêmes références pour désigner les mêmes éléments.
Sur la figure 1 on peut voir un exemple de réalisation de sondes selon la présente invention. La fionde 1 comporte une enceinte dans laquelle est ménagé un évldement contenant un piston frappeur. L'évidement comporte une zone de frsppe 3. Les chocs répétés du piston frappeur 2 sur la zone de frappe 3 permettant de faire avancer la sonde 1. Avantageusement, l'évidement pratiqué
dsns l'enceinte de la sonde 1 comporte une zone de frappe 4 axialement opposée à la zone de frappe 3. Le choc du piston frappeur 2 sur la zone de frappe 4 fait reculer la sonde 1. La sonde 1 comporte des moyens moteurs 5 destinés à l'entralnement du piston frappeur 2. Les moyens moteurs 5 communiquent un mouvement du piston frappeur 2 en direction de la zone de frappe 3 ou de la zone de frappe 4.
Au moment du choc du piston frappeur 2 sur une zone de frappe 3 ou 4, l'énergie cinétique du piston frappeur est en grande partie transmise à l'enceinte de la sonde 1 qui ainsi avance, ou recule, selon le sens de marche.
Divers types de moyens moteurs 5 sont susceptib]es d'etre mis en oellvre dan~s la sonde I selon la prcsentc invention. Par exemple, on lltili~ie des moyer,s électriques ou ~]ectroDIagnétiques pOUl ol~tcnir Ul; déplacement du pistoll f]-appeur 2. D.llls un te] n;ode ' 2 ~
- ~o -de realisation, les moyens moteurs comportent par exemple des électroaimants ou des moteurs linéaires. Dans une variante de réalisation, le piston frappeur 2 est entraîné par un moteur hydraulique. ~e fluide d'entraînement est par exemple de l'huile ou de l'eau.
Avantageusement, on utilise des moyens moteurs 5 pneumatiques. Le piston frappeur 2 est entraIné par de l'air comprimé.
Dans une première varial.te de réalisation, la sonde selon la présente invention est autonome et comporte une source d'énergie. Les sondes 1 entralnées par des moyens moteurs électriques comportent des batteries d'accumu]ateur. Dans le cas de moyens moteurs 5 pneumatiques, la sonde 1 comporte une bouteille d'air comprimé.
Dans une seconde variante de réalisation, la sonde 1 selon la présente invention comporte un câble 6 ou un tuysu d'alimentat~on en énergie. Le cable 6 assure la fourniture à la sonde 1 de l'énergie qui est nécessaire pour fonctionner, par exemple sous forme de fluides sous pression et/ou d'un courant zo électrique.
Avantageusement, le tuyau ou câble 6 est de faible dlam~tre, par exemple 30 mm. Le câble 6 et/ou la sonde 1 pourrait comporter un revêtement pour réduire les frottements avec la matiere pulvérulente.
Avantageusement, le câble 6 véhicule aussi des signaux de commande destinés à un dispositif de commande 7. Le dispositif de commande 7 permet par exemple de changer le sens de marche de la sonde 1, pour par exemple passer de la marche avant à la marche arrière. L'utilisation d'un signal de télécommande 8 pour commander le changement du sens de marche améliore la fiabilité et la facilité d'utilisation de la sonde 1 selon la présente invention.
Avantageusement, la sonde 1 comporte des moyens permettant de connaltre sa position à l'intérieur de la masse de matiere pulvérulente, un dispositif simple pour connaître sa position, par exemp]e dans le cas d'un déplacemer,t vertical consiste en des gra(luations de longueur inscrites sur le cable 6. Pour connaître . :
2~53~
d'éventuels écarts angulaires, ain~i que pour des sondes autonomes il peut s'averer avantageux d'utiliser un dispositif 49 de determination de position. ~e dispositif 49 comporte par exemple un emetteur d'ondes radio. Ia détermination de la position de la sonde 1 dans la masse de matiere pulvérulente se fera par exemple par triangulation en utilisant deux ou trois antennes de réception directives.
Avantageusement, la sonde 1 selon la présente invention comporte des moyens 43 d'acquisition des données. L'acquisition des données peut être faite complémentairement à un traitement à
effectuer sur la matière pulvérulente, contrôler le traitement en cours ou constituer la principale motivation de l'envoi de la sonde 1 selon la présente invention.
Dans une première variante de réalisation les moyens d'acquisition de données 43 sont couplés avec des enregistreurs.
Dans une seconde variante de réalisation, les dispositifs d'acquisition des donnée~ sont reliés à la surface par l'lntermédiaire du câble 6.
Une variante particulière d'un dispositif d'acquisition de donn~es consiste en un dispositif dit de prise d'échantillon. Ce dispositif sera plus particulièrement uti]e pour par exemple prélever à une profondeur prédéterminee des échantillons des graines, par exemple à l'intérieur d'un silo, d'un tas ou d'une cale de bateau.
Avantageusement, la sonde 1 selon la présente invention comporte un tube de guidage 9. Un tube de guidage 9 placé dans l'axe de la sonde 1 assure une trajectoire en ligne droite de la sonde. De plus, le tube de guidage prolonge la portée de la sonde dans le cas où sa pénétration de la matière pulvérulente serait limitée. Ainsi, comme illustré sur la figure 1, le dispositif 10 de prélèvement d'échantillons ainsi qu'un autre appareil d'acquisition de données 43 sont placés à l'extrémité du tube de guidage 9.
~vantageusement, la sonde 1 selon la présente invention comporte des moyens de &uidage.
l)ans ]'exemp]e i]lustré sur ]~ rigure 1, ]a sonde comllorte des excroissances 4I su~cel-tib]cs de ~ortir sur la p~ripl\érie de la sonde.
2 ~ ?
Sur la figure 1, l'excroissance 41 supérieure est sortie et l'excroissance 48 inferieure est er position rentrée. Dans ce cas là, sous l'action de l'excroissance 41 supérieure, la sonde aurait tendance à aller vers le bas de la figure 1.
5 Avantageusement, la sortie et l'entrée des excroissances 41 sont télécommandées Les signaux de télécommandes sont par exemple véhiculés par le câble 6.
Lz sonde 1 selon la présente invention peut être utilisée pour pousser ou tra;ner des di~positifs solides à déposer à
17intérieur d'une masse de matiere pulvérulente.
Par exemple, la sonde 1 traîne un corps solide filiforme 12 par exemple une bande, un câble, une ligne ou une corde. Dans l'exemple illustré ~ur la figure 1, le corps est destiné à être abandonné. Il est accroché à un capuchon 11, par exemple à
l'extrémité avant du tube de guidage 9. Lors du recul de la sonde 1, le capuchon n'aura plus d'appui, le corpfi 12 restera dans la position déterminée par la position extrême du tube de guidage 9.
Il est bien entendu que l'accrochage à un autre endroit des éléments à tralner ou à pousser, co~ne par exemple à l'arrière de la sonde, ne sort pas du cadre de la présente invention.
Sur la figure 2, on peut voir un exemple de réalisation de sonde 1 selon la préfiente invention à entraInement pneumatique. Les détails de moteurs pneumatiques connus ne sont pas représentés sur la flgure 2.
Une originalité de la sonde 1 réside notamment dans le fnit qu'elle comporte des moyens 16 permettant l'échappement de l'air comprimé dans la masse de la matière pulvérulente. Par exemple, la sonde 1 comporte des lumières 15 mettant en communication l'air ayant servi à propulser le piston frappeur 2 a~ec une surface d'échappement 16 située à la périphérie de la sonde 1. L'échappement radial est nettement plus efficace que par exemple un échappement arrière. De plus, l'échappement radial permet de f]uidifier la matière pulvérulente, ce qui diminue les frotten-en~s s'opposant à l'avancement du cab]e 6. I.a surface 16 comporte un Filtre empêchant la penétral:ioll de la matière pulverulente dans la sonde I tout en permett2nt l't~cllappement de l'air vers ]'extérieur. le filtre doit être adapte à ]a Otl aux . .
- ~3 -matières pu]vérulentes dans lesauelles doit pénétrer la sonde 1.
Par exemple, pour le grain on a utilisé un filtre particulièrement performant réalisé avec du bronze fritté.
L'échappement direct de l'air dans la masse évite d'avoir une canalisation destinée à l'évacuation de l'air à l'extérieur de la matiere pulvérulente. Une telle canalisation par suite de frottements augmenterait 12 résistance à l'avancement de la sonde 1. De plus, l'air s'échappant de la masse de matière pulvérulente peut avoir un effet bénéfique sur celle-ci. Par exemple, l'injection d'air sec dans une masse de grains permet de participer à son assèchement et par suite, d'améliorer sa conservation. Il est même possible d'augmenter le débit de l'air d'échappement sans faire avancer la sonde pour améliorer le sèchage.
L'effet bénéfique de l'air d'échappement peut être l~ augmenté en lul additionnant des produits de traitement. Par exemple, on peut ajouter à l'air comprimé assurant l'avancement de la sonde, des produits destinés à éliminer les parasites des grains de céréales. On obtient ainsi une excellente diffusion des produits, par exemple gazeux comme le bromure de méthyle ou du PH3. De tels produits in~ecté~ dans un ga~ de propulsion sont par exemple mesurés avec ùne balance. La position de la sonde 1 pour laquelle on effectue la ou les injections est déterminee à l'aide de graduations présentes sur le câble 6, et/ou en utilisant les moyens 49 de détermination de la position de la sonde 1.
Il est bien entendu que l'échappement de l'air à la périphérie de la sonde est particulièrement performant avec des sondes destinées à pénétrer dans une masse pulvérulente. Toutefois il est bien entendu que l'utilisation d'un échappement radial avec des sondes de type à percussion classique ne sort pas du cadre de la présente invention.
Dans l'exemple illustré sur la figure 2, l'extrémité avant du tube de guidage 9 comporte des butées ou épaulements 14 décalées dans le sens de la longueur. Les butées décalées 14 permettent l'flccrochage d'un anneau 13 de grand diamètre I] est possible d'accrocher un corps filiforme 12 a d&poser dans ]a masse de mat1el-e pu]verulente ~`a l'anneau 13. Son grand diamètre assllre son détachement à couy sûr lors du retrait en marche arrière de la sonde 1.
Sur les figures 3 et 4, on peut voir un exemple de realisation d'une sonde 1 selon la présente in~ention entra;nement pneumatique.
Sur la figure 3, la sonde est dans une position de marche arriere. La sonde 1 des figures 3 et 4 comporte une enceinte rigide, y compris au niveau des zones 3, 4. L'enceinte peut être démontée pour l'entretien. Toutefois, le fait d'assurer la rigidité
de l'enceinte, y compris au niveau des zones de frappe 3, 4 permet un bon avancement dans la matière pulvérulente.
En effet, l'énergie cinétique transmise par le piston frappeur 2 à la zone de frappe avant 3 est répartie sur toute la périphérie de l'enceinte de la sonde 1. Par contre, dans des vartantes de réalisation, la sonde 1 selon la présente invention (non illustrée) comportant une tête reliée par des moyens élastiques comme des ressorts ou des pièces de caoutchouc au reste de l'enceinte de la sonde, 80 % d'énergie est concentrée sur la tête.
L'utilisation d'une sonde rigide évite de casser les éléments de matière pulvérulente dans laquelle elle pénètre. On évite par exemple de casser des grains de céréales. Le fait d'éviter de casser les grains de céréales est très important. D'une part, les grains cassés seront éliminés, par exemple avant la mouture par des opérations de calibrage. La masse de grains cassés est perdue. D'autre part, le chargement comportant des grains cassés est considéré comme étant de mauvaise qualité et présentent donc une valeur inférieure à un chargement ne comportant pas de grains cassés.
Dans l'exemple des figures 3 et 4, le piston frappeur 2 comporte une face avant tronconique solidarisée avec un corps sensiblement cylindrique. I.a face avant vient frapper sur la zone de fr~,ppe 3 pour la marche avant, tandis que la partie cylindrique vient frapper sur un eraulemerlt de la zone de frappe arrière 4.
I,e pis~on fr<trr,eur 2 n'est pas parftiten1ellt etanche vers ~'avar,t. Jl comporte par exemple, une rainure 47 perme--allt a l'air de pénétrer sur sa face avant. Le piston fraypeur comporte d'atltre - , .:
: .
part à l'arrière de sa partie cylindrique une lumière 20.
l'arrière, le piston frappeur 2 comporte une bague d'étanchéité 90.
La face interne de la partie cylindrique du piston frappeur 2 coulisse le long d'une chemise 59 compcrtant trois lumières cylindriques alignés 48, 37, 38. Le vérin rotatif 18 comporte une lumière cylindrique 19 traversant sa paroi et une rainure 17 de forme allongée. La lumière 19 et la rainure 17 sont placées à 90 . ~a lumière 19 est susceptible d'être mise en communication avec la lumière 4~. ~a rainure 17 est susceptible de mettre en communicatiorl les lumières 37 et 38.
~a position illustrée sur la figure 3 correspond à la marche arriere de la sonde selon la présente invention. La lumière 19 est mise en communication avec la lumière 48. Par contre, les lumières 37 et 38 sont isolées n'étant pas reliées par la rainure 17.
Sur la figure 3, le piston frappeur 2 est illustré dans sa position arrière, L'air comprimé arrive par la canalisation 6 et par l'axe du vérin rotatif 18. Il pousse le piston frappeur 2 en direction de la zone de frappe 3. La lumière 20 du piston frappeur 2 est mi~e en communication par l'intermédlaire des lumières 48 et 19 avec la sortie d'air comprimé. L'air comprimé s'échappe par l'intennédiaire d'une lumière non représentée et à travers l'échappement en bronze fritté 16. Une partie de l'air passe sur la face avant du piston frappeur 2 par la rainure 47. Son avance a comprimé l'air se trouvant devant sa face avant. De plus, la face avant du piston frappeur 2 a une surface supérieure à la face arrière. L'air comprimé se trouvant devant la face avant du piston frappeur fait reculer celui-ci et en reculant rebouche les lumières 48 et 19 (qui ne sont plus en communication avec les lumières 20) par lesquelles s'effectue l'échappement. Le piston frappeur 2 vient céder son énergie cinétique à la zone de frappe 4. ~e piston se retrouve dans la position dans laquelle il est illustré sur la figure 3 et le cycle recommence.
Sur commande pneumatique, le vérin rotatif 18 effectue un quart de tour pour se trouver dans 1a position i]1ustree sur la figure 4 correspGnd à ]a marche avant. Dans un tel cas, 1a lumiere 19 ne commuTlique p]us avec la lumiere 48. Par contre, la lumière 17 re]ie les ].umi.ères 37 et 38. ~'air comprimé provenant de la canalisation 6 traverse la lumière 20 et la rainure 47, Il pousse le piston frappeur 2 en direction de la zone de frappe annulaire 4.
Le recul du piston frappeur 2 ferme la lumière 20. La lumière 20 recouvre la lumière 37 ce qui permet l'echappement à travers : la lumière 22, la lumière 37, la rainure 17, la lumière 38, malgré la présence du joint 90. Il n'y a plus d'air comprimé à l'avant du piston 2. Le piston frappeur 2 vient percuter la zone de frappe 3 sous l'action de l'air arrivant par la canalisation 6. Ayant perdu son énergie cinétique, il est repoussé par l'air comprimé. On se retrouve au début d'un nouveau cycle.
Sur la figure 5, on peut voir un exemple de réalisation d'un vérin rotatif 18 susceptible d'être mis en oeuvre dans la sonde selon la présente invention. Le vérin 18 comporte un bâti 29 auquel est fixée une pièce fixe 23. Un canal d'air central 26 est limité par une conduite 27 ainsi qu'une pièce mobile 28. La pièce mobile 28 est solidaire d'une pièce de forme tubulaire (non représentée sur la figure) pouvant par exemple comporter des lumières de commande. Le vérin rotatif 18 peut recevoir un fluide de commande, par exemple de l'air comprimé dans deux cavités 24 et 25 ménagées entre la pièce fixe 23 et la pièce mobile 28. En appliquant le fluide de commande à la cavité 24, on provoque le déplacement de la pièce mobile 28 dans la direction de la flèche 30. En appliquant le fluide de commande dans la cavité 25, on provoque le déplacement de la pièce mobile 28 dans la direction de la flèche 31.
Dans une variante de réalisation, la pièce tubulaire 27 et la pièce mobile 28 sont solidarisées.
Dans la réalisation de la figure 5, l,a pièce mobile 28 peut effectuer une rotation de trois-quarts de tour.
Dans une variante de réalisation particulièrement avantageuse, une pi.èce tournante permet de déterminer le sens de marche de la sonde. Cette pièce tournante est entrainée par la rotation d'un cable, par exemple en acier.
~ur la fi.gure 6, on a repréfiente trois coupes a travers la fionde 1. La fi.gure 6a correspond a la coupe selon ~. de la figure . . ' ~ --~Q~
4. La figure ~f correspond à la coupe selon AA de la figure 4. La figure 6c correspond à la coupe selon AA de la sonde de la figure 3.
Dans l'exempJe de la figure 6, l'alimentation en air comprimé de commande est assuré par des rainures 24, 25 de section semi-circulaire. La pièce mobile 28 est solidaire de la pièce 27 de forme tubulaire. ~,a rotation de la pièce 20 correspond a 90. Dans l'exemple illustré sur la figure 6a, l'échappement est fait par des lumières 73 et 74. L'utilisation d'un nombre supérieur de lumières ne sort pas du cadre de la présente invention.
Sur la figure 7, on peut voir un exemple de réalisation d'un dispositif 10 pour la prise d'échantillon. Avantageusement, le dispositif 10 pour la prise d'échantillon peut être fixé de fason amovible à l'extrémité du tube de guidage 9. Dans l'exemple de la figure 7, la fixation est assurée par une goupille 34. Le dispositif 10 comporte un volume interne 35 destiné à recevoir des échantillons de matière pulvérulente. Le volume 35 est délimité par l'extrémité du tube 9, par un bouchon avant 32 et par un tube 39.
Le bourhon 32 efit fixé par une goupille 33. L'originalité du dispositif réside dans la présence d'un tube 58 susceptible de glisfier coa~ialement sur le tube 39. Ce glissement du tube 5~ par rapport au tube 39 est limité par une goupille 41 traversant une rainure 40 pratiquée dans le tube 39. Le tube 39 comporte une lumière 36. Un axe 61, solidarisé avec le tube 58 traverse une lumière de forme allongée 40 pratiquée dans le tube 39. La lumière allongée 40 délimite le déplacement relatif des tubes 39 et 58.
Dans une position extrême par une lumière 57 du tube 39 est recouverte par la lumière 57 du tube 58. Dans ce cas, le volume 35 est mis en communication avec l'extérieur, ce qui en provoque le remplissage par la matière pulvérulente, par exemple du grain.
Dans un second exemple de réalisation du dispositif 10 selon la présente invention, la lumière 40 du tube 39 est de longueur suffisante pour que, dans la position e~trême, la lumière 36 du tube 39 soit bouchée par le tube 5~3.
I.orsque l'on inverse le sens de marche, soit qu'on ait atteint la profondeur désiree, soit p.-r uue mal)oeuvl~e destinée uniqllemellt au remplissage du volume 35, les tubes 3g et 5~ glissent l'un sur l'autre, par suite de frottenents exerces p<-r la matiere . .
'' ~--: . :
pulvérulente sur le tube externe 58. A un mo~ent, le~ deux lumières 57 ~t 36 Pont l'une en face de l'autre et l'on assiste au rempli~sage du volume 35. Le rempli~sage du volume 35 cesse automatiquement quand ce volume est plein. Cn peut donc continuer le retrait de la sonde selon la pré~ente invention. Dans le second exemple de réalisation, le remplissage s'effectue uniquement lors du passage de la lumière 57 devant la lumière 36. Le retrait du difipositif lG entraîne la fermeture de la lumière 36. Le grai.n prélevé à l'endroit de la manoeuvre ne risque pas d'e2tre mélangé
avec d'autres grains entourant la sonde pendant son retrait.
Dans une première variante de réalisation du vérin rotatif 18 selon la présente invention, la pièce tubulaire 27 assure l'étanchéité du canal central 26 par rapport aux cavités 23, 24.
Dans cette variante de réalisation, il est avsntageux de doter la pièce mobile 28 de surface sensiblement égale débouchant dans chacune des cavités 23, 24.
Dans un second exemple de réalisation du vérion rotatif selon la présente invention, la cavité 23 ou 24 correspondant à la commande de marche arrière est reliée au canal central 26. Ainsi, on économise un tuyau pour amener le signal de commande de marche arriè.re. De plus, en l'absence de signal de télécommande, la sonde est placée en marche arrière, ce qui en permet la récupération en cas de panne. Dans la seconde variante de réalisation du vérin 18, il peut s'avérer avantageux de munir la pièce mobile 28 de surfaces inégales débouchant dans les cavités 23 et 24. Par exemple, une surface supérieure du côté de la cavité correspondante à la marche avant permet de commander le passage en marche avant avec un air comprimé à la même pression que celui qui sert à l'alimentation de moyens moteurs.
3~ Sur la figure 8, on peut voir trois exemples d'utilisation de la Ponde 1 selon la présente invention dans une cale de bateau
4?, I..a sonde 1 situee le plus à gauche comporte un dispositif d'ac(luiPition des données 43 destiné à s'assurer quc ].eP grains ~.tockes dans la cale 42 sont de bonne ~ualité et en bon etat de con~ervation. On effec~-le par exemple une inspection optique, une .. , . ~ . .
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. ' .
mesure de ]'humidité, la pression, de température, de résistivité
électrique et/ou on effectue un prélèvement des grains.
La ~onde 1 centrale effectue le dépôt permanent d'un corps solide filiforme 12. Il s'agit par exe~ple d'un tuyau ou d'une gaine destinée à être remplie avec des pastilles pour un traitement désiré, typiquement l'élimination de parasites.
~ a sonde 1 de droite descend un tuyau 45 destiné à
effectuer la pulvérisation dar,s la matière pulvérulente 46. Ce tuyau de pulvérisation 45 est remonté en meme temps que la sonde l.
Il est bien entendu possible de n'effectuer une ou certaines des opérations précitées. Il est par exemple possible de vérifier le taux d'humidité puis d'effectuer le sèchage des grai.ns ou d'effectuer l'élimination des parasites uniquement en cas de détection de la présence ou de risclue de présence de ceux-ci.
Sur la figure 9, on peut voir un exemple d'utilisation de la sonde 1 selon la présente invention dans un tas de matière pulvérulente 46. La matière pulvérulente 46 est par exemple du grain. Dans un tel cas, il est possi.ble de de~cendre verticalement une sonde 1 de la même manière que les sondes utilisées dans la cale 42 de la figure 8. De plus, il est possible de faire pénétrer une sonde 1 horizontalement, ou même selon une inclinaison non nulle. Dans un exemple de la figure 9, la sonde horizontale fait pénétrer dans le tas de matière pulvérulente 46 un tuyau 47 destiné
à son aération ou à son traitement. Une fois les tuyaux déposés dans la masse de la matière pulvérulente, il est possible d'effectuer le traitement (par exemple aération/séchage, injection de C~33 ~r ou P~3) même sans disposer de sonde selon la présente invention. Dans l'exemple de réalisation, ].a sonde l pousse selon le sens de la flèche Fl le tuyau 47. Dans un autre exemple de réalisation, la sonde 1 commence par avancer selon la direction Fl 1usqu'à ce qu'elle ait traversé le tas de matière pulvérulente b6.
Une fois ressortie de l'autre côté, on lui accroche les tuyaux 47.
Elle les entralne à l'intérieur du tas de matière pulvérulente 46 lors du recul en marche arriere, selon la f].èche F2.
Dans une variante de realisation, non i1]u~tree, la sonde seJ.on la présente invention entr..lne c]evant e]].e, un tul~e c]ont le diam~tre interne est supcrieur C?U é~al au diam~tre cle la T~artie ].a - , :
' ' :
. ' ' ' ~ ~ 3 ~ A ~ '~
plus large de la sonde. Le tu~e est entraîné, par exemple, grace à
un épaulement et une goupille. Une fois le tube mis en place, la sonde se retire par l'intérieur du tube. Avantageusement, un raccord evite la pénétration de matière pulvérulente à l'interieur du tube lors de la progression, tout en diminuant de par sa orme, la résistance à l'avancement.
La sonde selon la présente invention est particulièrement performante pour effectuer des traîtements et notamment des prélèvements dans une masse de produits agricoles, notamment des grains de céréales stockés par exemple en tas, dans un silo ou une cale d'un bateau à une profondeur supérieure à 3 mètres. En effet, pour de telles profondeurs, il n'existe aucun moyen permettant le traitement direct, le prélèvement d'echantillons ou l'inspection.
Une variante du procédé selon la présente invention consiste à introduire un produit dénaturant permettant le marquage de la masse de la matière pulvérulente, notamment des grains. Un tel marquage permet de distinguer par exemple les grains destinés à
l'alimentation animale. Le produit dénaturant peut être introduit soit en utilisant des tuyaux disposés à l'intérieur de la masse de matière pulvérulente soit, avantageusement, par pulvérisation par une introductlon du produit dénaturant dans l'air d'entrainement de la sonde.
L'invention s'applique principalement à la détection, l'acquisition de données et au dépôt de tuyaux d~ns la matière pulvérulente et/ou pondéreuse et notamment des produits agricoles ainsi ~u'au traitement de ces matières.
L'invention s'applique principalement au traitement des graines de céréales.
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mesure de ]'humidité, la pression, de température, de résistivité
électrique et/ou on effectue un prélèvement des grains.
La ~onde 1 centrale effectue le dépôt permanent d'un corps solide filiforme 12. Il s'agit par exe~ple d'un tuyau ou d'une gaine destinée à être remplie avec des pastilles pour un traitement désiré, typiquement l'élimination de parasites.
~ a sonde 1 de droite descend un tuyau 45 destiné à
effectuer la pulvérisation dar,s la matière pulvérulente 46. Ce tuyau de pulvérisation 45 est remonté en meme temps que la sonde l.
Il est bien entendu possible de n'effectuer une ou certaines des opérations précitées. Il est par exemple possible de vérifier le taux d'humidité puis d'effectuer le sèchage des grai.ns ou d'effectuer l'élimination des parasites uniquement en cas de détection de la présence ou de risclue de présence de ceux-ci.
Sur la figure 9, on peut voir un exemple d'utilisation de la sonde 1 selon la présente invention dans un tas de matière pulvérulente 46. La matière pulvérulente 46 est par exemple du grain. Dans un tel cas, il est possi.ble de de~cendre verticalement une sonde 1 de la même manière que les sondes utilisées dans la cale 42 de la figure 8. De plus, il est possible de faire pénétrer une sonde 1 horizontalement, ou même selon une inclinaison non nulle. Dans un exemple de la figure 9, la sonde horizontale fait pénétrer dans le tas de matière pulvérulente 46 un tuyau 47 destiné
à son aération ou à son traitement. Une fois les tuyaux déposés dans la masse de la matière pulvérulente, il est possible d'effectuer le traitement (par exemple aération/séchage, injection de C~33 ~r ou P~3) même sans disposer de sonde selon la présente invention. Dans l'exemple de réalisation, ].a sonde l pousse selon le sens de la flèche Fl le tuyau 47. Dans un autre exemple de réalisation, la sonde 1 commence par avancer selon la direction Fl 1usqu'à ce qu'elle ait traversé le tas de matière pulvérulente b6.
Une fois ressortie de l'autre côté, on lui accroche les tuyaux 47.
Elle les entralne à l'intérieur du tas de matière pulvérulente 46 lors du recul en marche arriere, selon la f].èche F2.
Dans une variante de realisation, non i1]u~tree, la sonde seJ.on la présente invention entr..lne c]evant e]].e, un tul~e c]ont le diam~tre interne est supcrieur C?U é~al au diam~tre cle la T~artie ].a - , :
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plus large de la sonde. Le tu~e est entraîné, par exemple, grace à
un épaulement et une goupille. Une fois le tube mis en place, la sonde se retire par l'intérieur du tube. Avantageusement, un raccord evite la pénétration de matière pulvérulente à l'interieur du tube lors de la progression, tout en diminuant de par sa orme, la résistance à l'avancement.
La sonde selon la présente invention est particulièrement performante pour effectuer des traîtements et notamment des prélèvements dans une masse de produits agricoles, notamment des grains de céréales stockés par exemple en tas, dans un silo ou une cale d'un bateau à une profondeur supérieure à 3 mètres. En effet, pour de telles profondeurs, il n'existe aucun moyen permettant le traitement direct, le prélèvement d'echantillons ou l'inspection.
Une variante du procédé selon la présente invention consiste à introduire un produit dénaturant permettant le marquage de la masse de la matière pulvérulente, notamment des grains. Un tel marquage permet de distinguer par exemple les grains destinés à
l'alimentation animale. Le produit dénaturant peut être introduit soit en utilisant des tuyaux disposés à l'intérieur de la masse de matière pulvérulente soit, avantageusement, par pulvérisation par une introductlon du produit dénaturant dans l'air d'entrainement de la sonde.
L'invention s'applique principalement à la détection, l'acquisition de données et au dépôt de tuyaux d~ns la matière pulvérulente et/ou pondéreuse et notamment des produits agricoles ainsi ~u'au traitement de ces matières.
L'invention s'applique principalement au traitement des graines de céréales.
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Claims (21)
1 - Sonde (1) apte à pénétrer et se déplacer dans une masse de matière comportant :
- une enceinte, - une zone de frappe avant (3) et/ou une zone de frappe arrière (4) axialement opposées, pour transmettre des impulsions à
ladite enceinte, - un piston frappeur (2) et, - des moyens moteurs (5) pour la mise en mouvement dudit piston frappeur (2) de façon à le projeter contre une zone de frappe (3, 4) solidaire de l'enceinte, des moyens d'alimentation en air comprimé (6) alimentant les moyens moteurs (5), caractérisée par le fait que les frottements de l'enceinte et d'éventuels éléments de guidage rigidement liés à ladite enceinte dans une matière pulvérulente (46) sont compris entre une valeur inférieure f insuffisante pour assurer le maintien de la sonde lors du recul du piston frappeur (2) et une valeur supérieure F empêchant l'avancement de la sonde lors du choc du piston frappeur (2) sur la zone de frappe (3,4) de façon à permettre l'avancement de la sonde dans de la matière pulvérulente.
- une enceinte, - une zone de frappe avant (3) et/ou une zone de frappe arrière (4) axialement opposées, pour transmettre des impulsions à
ladite enceinte, - un piston frappeur (2) et, - des moyens moteurs (5) pour la mise en mouvement dudit piston frappeur (2) de façon à le projeter contre une zone de frappe (3, 4) solidaire de l'enceinte, des moyens d'alimentation en air comprimé (6) alimentant les moyens moteurs (5), caractérisée par le fait que les frottements de l'enceinte et d'éventuels éléments de guidage rigidement liés à ladite enceinte dans une matière pulvérulente (46) sont compris entre une valeur inférieure f insuffisante pour assurer le maintien de la sonde lors du recul du piston frappeur (2) et une valeur supérieure F empêchant l'avancement de la sonde lors du choc du piston frappeur (2) sur la zone de frappe (3,4) de façon à permettre l'avancement de la sonde dans de la matière pulvérulente.
2 - Sonde selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite sonde (1) est apte à pénétrer et à se déplacer dans une masse (46) de produit agricole.
3 - Sonde selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ladite sonde est apte à fie déplacer dans une masse de graines de céréales.
4 - Sonde selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée par le fait qu'au repos des moyens de télécommande la sonde (1) est en position de marche arrière.
- Sonde selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens (16, 22, 73, 74) d'échappement de l'air dans la masse pulvérulente (46) sur des côtes de la sonde (1) comprenant un filtre (16) alimenté en air d'échappement, pour empêcher la pénétration de la matière pulvérulente à l'intérieur de la sonde.
6 - Sonde selon la revendication 5 caractérisée par le fait que le filtre (16) alimenté en air d'échappement est réalisé
en bronze fritté.
en bronze fritté.
7 - Sonde selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens rotatifs de télécommande du sens de marche de la sonde commandés par un câble.
8 - Sonde selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens d'acquisition des données (10, 43)
9 - Sonde selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte un moyen (10) pour effectuer un prélèvement de matière pulvérulente (46).
10 - Sonde selon la revendication 9, caractérisée par le fait que le moyen (10) de prélèvement d'échantillon comporte deux tubes concentriques (38, 39) susceptibles de coulisser l'un par rapport à l'autre, chaque tube comportant une lumière (36, 37).
11 - Sonde selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte à l'avant un tube de guidage (9) de forme allongée, lié rigidement à l'enceinte de la sonde.
12 - Sonde selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de guidage comprenant des excroissances (48) sortant en présence de signaux de commande de guidage.
13 - Sonde selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens (49) de détermination de la position occupée par la sonde.
14 - Sonde selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de fixation pour pousser ou traîner des tubes (47) à déposer dans la masse pulvérulente (46).
- Procédé de traitement d'une masse pulvérulente organique notamment des produits agricoles ou des grains, caractérisé par le fait qu'il comporte une étape consistant à faire pénétrer une sonde (1) à percussion dans la masse (46) à traiter.
16 - Procédé selon la revendication 15, caractérisé par le fait que pour éliminer les parasites dans ladite masse, la sonde à
percussion est amenée à effectuer un dépôt aux endroits désirés d'une dose de fongicide nécessaire à l'élimination des parasites.
percussion est amenée à effectuer un dépôt aux endroits désirés d'une dose de fongicide nécessaire à l'élimination des parasites.
17 - Procédé selon la revendication 16, caractérisé par le fait que le fongicide utilisé contient du bromure de méthyle (CH3Br) .
18 - Procédé selon la revendication 15, caractérisé par le fait que pour effectuer un séchage de ladite masse, il comporte les étapes consistant à :
- introduire par une sonde (1) à percussion dans la masse pulvérulente à sécher (46) au moins un tuyau d'aération ;
- introduire de l'air sec à l'intérieur de la masse (46) pulvérulente.
- introduire par une sonde (1) à percussion dans la masse pulvérulente à sécher (46) au moins un tuyau d'aération ;
- introduire de l'air sec à l'intérieur de la masse (46) pulvérulente.
19 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisé par le fait que la sonde à percussion (1) comporte une zone de frappe avant (3) et/ou une zone de frappe arrière (4) reliées de façon rigide à l'enceinte de la sonde (1).
20 - Procédé selon la revendication 13, caractérisé par le fait qu'il comporte une étape de dépôt par la sonde de produit dénaturant permettant le marquage de la masse pulvérulente (46).
21 - Procédé selon la revendication 15, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes consistant à :
- faire pénétrer une sonde (1) à percussion dans une masse (46) de grains de céréales à une profondeur supérieure à 3 m ;
- effectuer un prélèvement de grains de céréales à
ladite profondeur supérieure à 3 m ;
- effectuer le retrait de la sonde (1) de la masse des grains de céréales.
- faire pénétrer une sonde (1) à percussion dans une masse (46) de grains de céréales à une profondeur supérieure à 3 m ;
- effectuer un prélèvement de grains de céréales à
ladite profondeur supérieure à 3 m ;
- effectuer le retrait de la sonde (1) de la masse des grains de céréales.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR90/02684 | 1990-03-02 | ||
| FR9002685A FR2659112A1 (fr) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | Sonde pour penetrer et se deplacer dans une masse de matiere pulverulente. |
| FR9002684A FR2659111A1 (fr) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | Sonde comprenant des moyens d'echappement d'air. |
| FR90/02685 | 1990-03-02 | ||
| PCT/FR1991/000166 WO1991012987A1 (fr) | 1990-03-02 | 1991-03-01 | Sonde autopropulsee, notamment pour penetrer dans une matiere pulverulente |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2055461A1 true CA2055461A1 (fr) | 1991-09-03 |
Family
ID=26227897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002055461A Abandoned CA2055461A1 (fr) | 1990-03-02 | 1991-03-01 | Sonde autopropulsee, notamment pour penetrer dans une matiere pulverulente |
Country Status (8)
| Country | Link |
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| EP (1) | EP0471065A1 (fr) |
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| AR (1) | AR244885A1 (fr) |
| AU (1) | AU650446B2 (fr) |
| BR (1) | BR9104809A (fr) |
| CA (1) | CA2055461A1 (fr) |
| WO (1) | WO1991012987A1 (fr) |
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