Installation de transport et de manipulation d'échantillons de matière
La présente invention concerne une installation desbinée au transport et à la manipulation d'échantillons de matière et notamment d'échantillons de ciment en vue de son analyse fréquente au cours de sa fabrication et sans contamination d'un échantillon à l'autre.
L'installation suivant l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend des cartouches munies d'un bouchon amovible, un poste d'expédition et un poste de réception, des moyens pneumatiques d'envoi des cartouches d'un poste à l'autre et vice versa, chacun des deux postes comprenant un plateau à la périphérie duquel est disposée une pince porte-cartouche pour tenir celle-ci verticalement, ledit plateau étant pourvu de moyens pour faire occuper à la pince successivement différentes positions par rotation d'un angle déterminé, ladite pince étant en liaison mécanique avec un dispositif lui faisant effectuer un basculement de 1800 pendant le passage d'une position à la suivante ou laissant son axe vertical, des moyens étant prévus d'une part, au poste d'expédition, pour faire saisir la cartouche par la pince à son arrivée, la déboucher, la nettoyer par soufflage,
I'ouverture étant vers le bas, nettoyer le bouchon par soufflage, remplir la cartouche, la reboucher et l'expédier vers la réception, des moyens étant également prévus pour contrôler le déroulement correct des opérations et l'absence ou la présence du bouchon et son positionnement correct, et des moyens étant prévus au poste de réception pour recevoir la cartouche, la déboucher, malaxer son contenu, la vider, la reboucher et la réexpédier ainsi que des moyens de contrôle analogues à ceux du poste d'expédition.
La description ci-après et les dessins annexés se rapportent à un exemple particulier de réalisation d'une installation de transport et de manipulation d'échantillons de ciment suivant l'invention. Cette installation comprend un poste d'expédition et un poste de réception utilisant des cartouches qui sont garnies du produit à analyser au poste d'expédition et envoyées par voie pneumatique au poste de réception qui renvoie la cartouche vide par le même procédé.
Les fig. 1 et 2 représentent une pince porte-cartouche en coupe respectivement par le plan BB de la fig. 2 et par le plan AA de la fig. 1, la cartouche étant montrée à la fig. 1 uniquement.
La fig. 3 est une vue en perspective partiellement en coupe d'un mécanisme de clabotage destiné à faire pivoter la cartouche.
La fig. 4 représente schématiquement les huit positions occupées par une cartouche au poste d'expédition.
La fig. 5 illustre les conditions existant avant le retour de la cartouche au poste d'expédition.
La fig. 6 montre une vue de profil schématique d'un dispositif extracteur du bouchon de la cartouche.
La fig. 7 schématise un dispositif pneumatique de nettoyage de la cartouche.
Comme montré à la fig. 1, une cartouche comprend un corps cylindrique creux 10, muni à sa partie inférieure, fermée, d'une jupe 1 1 en matériau élastique, pour assurer l'étanchéité lors de la circulation de la cartouche dans le conduit pneumatique. La partie supérieure du corps cylindrique 10 est ouverte et coiffée d'un bouchon 12 équipé d'un bouton 13 pour sa prise par les dispositifs mécaniques de débouchage et de bouchage. Pendant les différentes opérations automatiques qui se déroulent aux postes d'expédition et de réception, la cartouche est maintenue dans une pince spéciale représentée aux fig. 1 et 2. La fig. 2 est une coupe transversale par le plan AA de la fig. 1, cartouche enlevée, tandis que la fig. 1 est une coupe longitudinale par le plan BB de la fig. 2.
La cartouche présente trois gorges circulaires 14, 15 et 16 qui servent à sa préhension par la pince et à sa localisation en position exacte. La pince comprend 3 pièces mobiles, 17, 18 et 19 munies de griffes telles que 20 pour la pièce 17 et 21 pour la pièce 19. La pièce 18 est constituée de la même façon que la pièce 17. Ces griffes sont en portion de cercle et sont destinées à s'adapter dans les gorges de la cartouche. La pièce 19 a ses bords équipés de crémaillères 22 qui engrènent avec des pignons 23 à axes fixes, lesquels engrènent d'autre part avec des crémaillères 24 et 25 portées respectivement par les pièces 17 et 18 qui sont soumises à l'action de ressorts 26. Des pièces de guidage non représentées permettent aux pièces 17, 18 et 19, de coulisser dans des plans parallèles, perpendiculaires à l'axe de la cartouche.
Les pièces 17 et 18 peuvent être déplacées en exerçant un effort sur des tiges 27 et 28 qui leur sont solidaires et qui émergent du boitier 29 contenant l'ensemble du mécanisme. La cartouche étant correctement disposée, en appuyant sur les tiges 27 et 28, on engage les griffes des pièces 17 et 18 dans les gorges 16 et 14 de la cartouche tandis que les crémaillères 25 font tourner les pignons 23 qui font progresser les crémaillères 22 de la pièce 19 de façon à faire engager simultanément la griffe 21 dans la gorge 15. Des ressorts 26 repoussent les crémaillères 25 pour l'ouverture de la pince.
Le boîtier 29 de la pince a une forme générale parallélipipédique et présente deux ouvertures circulaires 30 et 31 pour l'introduction de la cartouche suivant un processus qui sera expliqué plus loin. L'ouverture 30 débouche vers le bas sur une partie tubulaire entourant la jupe 11. Une pièce 32 solidaire d'une tige 33 munie d'un poussoir 34 sert à verrouiller la pince en position fermée; en poussant vers le haut la pièce 32 au moyen du poussoir 34, elle vient se placer au-dessus de la pièce 17, libérant celle-ci et la pince s'ouvre. En refermant la pince par action sur les tiges 27, 28, la pièce 32 redescend poussée par un ressort 61 et la pince est automatiquement verrouillée.
L'ensemble de la pince est maintenu dans un étrier 35 porté au bout d'un axe 36 lui-même lié à un plateau circulaire 37 capable d'occuper successivement 8 positions angulairement équidistantes. La cartouche parcourt donc successivement ces 8 positions à chacune desquelles une opération est effectuée; ces opérations seront exposées en détail plus loin. Entre deux positions successives, la cartouche peut ou bien rester dans la même position par rapport au plateau, ou bien effectuer un basculement de 1800 par la rotation de l'axe 36.
Ces opérations sont réalisables grâce à un mécanisme de clabotage dont la fig. 3 montre une vue en perspective partiellement en coupe. Le plateau circulaire 37 sur lequel est installé l'axe 36 par l'intermédiaire d'un palier 38, est surmonté d'une couronne dentée conique indépendante 39 avec laquelle engrène un pignon calé sur l'axe 36. Le plateau 37 est entraîné en rotation par l'intermédiaire d'une couronne dentée intérieure 41, au moyen d'un mécanisme non représenté qui le fait progresser, chaque fois qu'il en reçoit la commande, d'un huitième de tour. Le plateau 37 est solidaire d'un moyeu 42 auquel est fixé un plateau 43 dont le rebord présente une denture radiale 44, tout cet ensemble tournant sur deux roulements dans un boîtier 60.
Un plateau 45, fixé au bâti 46 du mécanisme, est disposé parallèlement et coaxialement au plateau 43 et possède une denture identique tournée vers celle de ce dernier.
Un troisième plateau 47, fixé sur un axe 48, possède sur chacune de ses faces une denture capable de s'emboîter alternativement dans les creux des dentures des plateaux 43 et 45 par coulissement longitudinal de l'axe 48. Celui-ci possède une extrémité cannelée 49 dont les cannelures sont engagées dans des rainures correspondantes d'un manchon 50 solidaire de la couronne dentée conique 39. L'axe 48 est commandé par un mécanisme qui enclenche le plateau 47 soit avec le plateau supérieur 43, soit avec le plateau inférieur fixe 45. Lorsque la tige 48 est poussée vers le haut, le plateau 47 étant solidarisé avec le plateau 44, I'est donc aussi avec le moyeu 42 et le plateau 37.
Comme le plateau 47 est toujours embrayé, par les cannelures 49, avec le manchon 50 et donc avec la couronne 39, il s'ensuit que la couronne 39 est couplée rigidement avec le plateau 37 et que, par conséquent, pendant la rotation de celui-ci, le pignon 40 ne tourne pas. La pince porte-cartouche reste donc verticale pendant cette rotation; le mécanisme est dit en position de clabotage.
Si, au contraire, l'axe 48 est tiré vers le bas de façon à enclencher le plateau 47 avec le plateau fixe 48, la couronne 39 devient fixe également et, pendant la rotation du plateau 37, le pignon 40 roule sur la couronne 39, entraînant la pince porte-cartouche; le mécanisme est dit en position de déclabotage. Le rapport du nombre de dents du pignon 40 et de la couronne 39 est établi de telle sorte qu'à une rotation d'un huitième de tour du plateau 37 corresponde une rotation de la cartouche de 1800. I1 va de soi que le nombre de dents des plateaux 43, 45 et 47 est un multiple de 8.
La fig. 4 représente schématiquement les huit positions occupées par une cartouche au cours de ce processus réalisé au poste d'expédition.
La position 1 est celle de départ, après que la cartouche vide, renvoyée par le côté réception, a été reçue au poste d'expédition. Avant l'arrivée de la cartouche, les choses se présentent comme illustré à la fig. 5: le conduit d'arrivée 51, le boîtier 29 de la pince et le conduit d'aspiration 52 forment un ensemble étanche. Lorsque la cartouche arrive, après freinage, elle actionne un contact de fin de course qui commande le serrage de la pince par un poussoir 53 et elle se verrouille après retrait de celui-ci comme il a été dit plus haut. Ensuite, le conduit d'arrivée 51 se retire vers le bas et le conduit d'aspiration 52 vers le haut de façon à libérer la pince et la cartouche et celle-ci est transportée en position 2, son axe restant vertical.
En position 2, un extracteur de bouchon, porté au bout d'un bras 54 (fig. 4), pouvant pivoter autour d'un axe 55, s'adapte autour du bouton 13 (fig. 1) du bouchon de la cartouche. La fig. 6 montre une vue de profil schématique de cet extracteur; il comprend, fixé à l'extrémité du bras 54, un vérin 56 dont la tige porte à son extrémlité une pièce 57 dans laquelle vient s'introduire le bouton 13 du bouchon de la cartouche lors de son déplacement de la position 1 à la position 2.
Une fois celle-ci atteinte, après une temporisation, le cylindre 56 est actionné et le bouchon est enlevé. Un dispositif à contact, non représenté, contrôle l'absence du bouchon et le dispositif représenté fig. 3 est déclaboté de façon que, pendant le passage de la position 2 à la position 3, la cartouche effectue une rotation de 1800 de sorte qu'en arrivant à cette dernière position, elle se trouve avec l'ouverture vers le bas. Pendant ce temps, le bras (54) pivote de façon à transporter le bouchon audessus de la position 6, diamétralement opposée à la position 2, en vue du rebouchage ultérieur de la cartouche.
La cartouche étant arrivée en position 3, elle y subit un nettoyage par un dispositif pneumatique qui monte automatiquement vers la cartouche et qui est schématisé à la fig. 7. I1 comprend deux tubes 58 et 59 concentriques, le premier venant se placer à l'intérieur de la cartouche et le deuxième à l'extérieur. Le tube 58 est soumis à une pression d'air et le tube 59 à une dépression de sorte que l'air soufflé dans la cartouche chasse les particules qui pourraient y adhérer et elles sont entraînées par le courant d'air d'aspiration du tube 59. Après une certaine temporisation, ce dispositif de nettoyage redescend. En même temps que la cartouche, le bouchon, qui se trouve en position 6, est nettoyé par soufflage au moyen d'un autre dispositif qui s'escamote pendant la descente du premier.
Le dispositif de la fig. 3 restant déclaboté, la cartouche passe à la position 4 en effectuant une nouvelle rotation de 1800 de sorte que lorsqu'elle s'y arrête, elle a son ouverture tournée vers le haut. A ce moment, le dispositif est reclaboté pour que la cartouche reste dans la position verticale lors de son déplacement ultérieur.
La position 4 est une position d'attente d'une commande, venant d'une autre partie de l'installation, pour passer en position 5.
Lorsque la cartouche arrive en position 5, elle se trouve sous une vanne-tiroir qui s'ouvre pendant un temps préréglé pour remplir la cartouche du produit à analyser; la vanne se referme et la cartouche passe en position 6 où elle est rebouchée après une temporisation réglable, après quoi elle arrive en position 7 où se fait un contrôle de la présence du bouchon et de son positionnement correct, conditions indispensables pour la continuation du cycle, ainsi qu'un déclabotage qui provoquera une rotation de la cartouche de 1800 au cours de son passage en position 8 et le bras transporteur est ramené en position 2.
Lorsque la cartouche est en position 8, elle s'y trouve la tête en bas au-dessus du conduit de départ dont la vanne s'ouvre; la pince est déverrouillée par le poussoir 34 et la cartouche tombe par gravité dans le conduit de départ; après une certaine chute, le conduit de départ se ferme et la pression d'air est appliquée pour envoyer la cartouche vers la réception. La pince vide effectue une rotation sur elle-même en passant à la position 1 et un reclabotage se fait de façon que la pince se trouve en état de recommencer le cycle avec une nouvelle cartouche.
Du côté réception, il y a également, comme du côté expédition, un plateau similaire, pouvant occuper 8 positions successives, équipé d'une pince porte-cartouche de même constitution mais les opérations qui ont lieu aux différentes positions présentent quelques différences.
La pince de réception étant en position 1, elle forme, tout comme au poste d'émission, un ensemble étanche avec les conduits d'arrivée et d'aspiration (voir fig. 5).
La cartouche, venant par le conduit d'arrivée, actionne, après freinage, un contact de fin de course qui donne l'ordre de verrouillage de la pince; les conduits d'arrivée et d'aspiration se dégagent respectivement vers le bas et vers le haut et la pince avec la cartouche, se déplace vers la position 2 où, après temporisation, le bouchon est enlevé et son absence contrôlée, après quoi l'ensemble pince-cartouche se dirige vers la position 3 tandis que le bras portant l'extracteur de bouchon, semblable à celui de l'émission, transporte le bouchon à la position 6 diamétralement opposée.
En position 3, la cartouche vient se placer en dessous d'un petit malaxeur qui descend pour brasser le produit pendant un temps préréglé et remonte ensuite. Un déclabotage s'opère afin que la cartouche puisse déverser son contenu en position 4 dans un entonnoir de forme prévue à cet effet, ce qui se fait dès que l'ordre est donné, et le mouvement continue jusqu'en position 5 où la cartouche se retrouve avec l'ouverture vers le haut. Là, un clabotage se produit et, si nécessaire, la cartouche reste en attente pour sa vérification et son remplacement éventuels par déverrouillage manuel de la pince et la cartouche passe ensuite en position 6 où, après une temporisation, s'effectue son rebouchage.
En position 7, se fait le contrôle de la présence du bouchon et de son positionnement correct, conditions indispensables à la continuation du cycle, ainsi qu'un déclabotage qui provoque une rotation de la cartouche de 1800 au cours de son passage à la position 8. Pendant ce temps, le bras transporteur de bouchon est ramené en position 2 pour attendre le cycle suivant. A la position 8, la cartouche se trouve la tête en bas au-dessus du conduit de départ dont la vanne s'ouvre; la pince est déverrouillée et la cartouche tombe dans le conduit. Après une certaine chute, la vanne du conduit de départ est refermée et la cartouche réexpédiée. Un clabotage est effectué et la pince passe en position 1 où elle se trouve en conditions de réception d'une nouvelle cartouche.