FR2655733A1 - Dispositif pour prelever des echantillons sur un materiau solide. - Google Patents

Dispositif pour prelever des echantillons sur un materiau solide. Download PDF

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Abstract

Ce dispositif comprend essentiellement un système de découpe (10) du matériau en tranches, un système d'appui (40), un plateau basculant (70) et un système de poinçonnage (80). Dans la réalisation préférée, on commence par couper le matériau en deux moitiés, après quoi on bascule des lits d'appui (42) pour mettre les moitiés du matériau horizontales et on déplace le système de découpe (10) pour couper le matériau en tranches successives soutenues par le plateau (73). Le plateau (73) est alors basculé et amené au-dessus du système de poinçonnage (80) qui prélève les échantillons. Application notamment aux échantillons de matériaux mous tels que du bitume d'enrobage de corps irradiés contenu dans des fûts (100).

Description

L'invention a trait à un dispositif pour prélever des échantillons sur un matériau solide, à des emplacements éventuellement à l'intérieur du matériau
Une application envisagée d'un tel dispositif est le prélèvement d'échantillons de bitume d'enrobage de matériaux irradiés à l'intérieur de fûts métalliques. Les matériaux irradiés sont versés dans les fûts avec du bitume chaud qu'on laisse ensuite se solidifier pour constituer une gangue solide autour des corps irradiés.
On peut éprouver le besoin d'examiner la répartition des corps irradiés à l'intérieur des fûts après la solidification. C'est pour cela qu'on a conçu une machine rendant aisés les prélèvements d'échantillons à l'intérieur de masses solides, éventuellement à des emplacements différents et choisis par l'utitisateur en fonction des prélèvements précédents.
On a cherché à limiter autant que possible les interventions manuelles, aussi bien pour des raisons ergonomiques qu'à cause du caractère dangereux des corps irradiés enrobés. La machine pourrait toutefois trouver emploi pour des applications différentes en ce qui concerne la forme ou la nature du matériau solide de prélèvement ; les moyens de la réalisation qui sera ultérieurement décrite subiront alors des modifications évidentes pour l'homme du métier.
Le dispositif comprend, sous sa forme la plus générale, un système d'appui du matériau laissant le matériau coulisser vers une extrémité de prélèvement et dépasser du système d'appui à cette extrémité, un système de découpe du matériau en tranches à l'extrémité de prélèvement, un système de poinçonnage mobile par translation alternative de manière à traverser les tranches et à en prélever des échantillons, ainsi qu'un plateau mobile entre une première position où le matériau coulissant vers l'extrémité de prélèvement vient buter contre lui et une seconde position face au système de poinçonnage.
Avantageusement, le système d'appui du récipient comporte un lit basculant entre une position horizontale de coulissement du matériau et une position verticale de réception du matériau, le lit comprenant une console sur laquelle le matériau est posé en position verticale du lit ; ou, le cas échéant, deux lits basculant chacun entre une position horizontale de coulissement du matériau, les lits étant alors en prolongement, et une position verticale de réception du matériau, les lits étant alors parallèles et de part et d'autre du matériau, chaque lit comprenant une console sur laquelle te matériau est posé en position verticale du lit. Le système de découpe est alors agencé pour séparer le matériau reçu entre les lits en deux parties saisies chacune par un lit respectif.
Le système de découpe comprend avantageusement deux colonnes parallèles encadrant le matériau et sur lesquelles coulissent deux curseurs entre lesquels est tendue une lame coupante. Si nécessaire, on peut ajouter deux autres curseurs coulissant sur les colonnes et sur lesquels coulissent deux scies à disque perpendiculairement aux colonnes, les disques s'étendant dans un même plan.
Le plateau est avantageusement vertical à la première position et comprend alors des appendices de support des tranches.
On va maintenant passer à une description plus détaillée de l'invention à l'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif et qui représentent une réalisation d'une machine conforme à l'invention
- la figure 1 est une vue d'ensemble de la machine ;
- la figure 2 détaille le système de découpe et le système d'appui à lits basculants ;
- la figure 3 représente le système de soulèvement et de renversement et explicite la découpe du matériau en tranches ; et
- la figure 4 représente le système de poin çonnage plus en détail.
Un bâti 1, représenté figure 1 et formé généralement de poutrelles entrecroisées, maintient en position déterminée les différents systèmes constituant la machine. Ces systèmes sont d'une façon générale mobiles entre eux, et c'est ainsi que le bâti 1 comprend deux couples 2 et 3 de profilés en
U qui forment des rails parallèles et longitudinaux permettant à un système de découpe 10 et à un système à plateau basculant 70 de coulisser indépendamment dans une direction longitudinale au moyen de roulettes d'appui. Les déplacements des systèmes mobiles peuvent être effectués notamment par des courroies, des crémaillères ou des vis sans fin commandées manuellement ou par des moteurs. Un autre couple de rails 4 permet à un équipage mobile 81 d'un système de poinçonnage 80 d'être déplacé en direction transversale par rapport au système à plateau basculant 70.
Le système de découpe 10 comprend en particulier un portique 11 constitué de deux colonnes verticales 12a, 12b de part et d'autre du matériau à découper, réunies par un montant supérieur transversal 13. Chacune des colonnes 12 est pourvue d'un pied 14 porteur de deux roulettes 15 (une seule apparaît) d'appui sur un rail 2. Sur chaque colonne 12 coulissent un curseur supérieur 16 et un curseur inférieur 17.
Les curseurs supérieurs 16 se déplacent selon des mouvements identiques et servent à tendre une lame coupante, ici un câble 18, qui les unit. On utilise pour les commander simultanément un moteur 19 fixé au sommet du montant 13 et qui entraîne par l'intermédiaire d'une courroie 20 un axe 21, en appui au sommet des colonnes 12a, 12b juste au-dessous du montant 13, en rotation. L'axe 21 porte à ses deux extrémités deux poulies 22a, 22b entraînant chacune une courroie 23 accrochée à un curseur supérieur 16 respectif et qui est tendue le long de la face interne de la colonne associée 12a ou 12b à l'aide d'une poulie inférieure de tension 24 dont une seule apparaît sur la figure 1.
Les curseurs inférieurs 17 sont par contre généralement situés à des hauteurs différentes sur leur colonne respective 12a ou 12b et sont commandés par des systèmes indépendants comprenant en particulier (figure 2) une courroie 25 tendue entre une poulie supérieure 26 et une poulie inférieure 27 disposées sur la face externe de la colonne 12a ou 12b.
Chaque curseur inférieur 17 comprend une armature plane 28 qui porte quatre roulettes à gorge 29 engagées dans les arêtes rectilignes d'une partie en profilé plat de la face antérieure des colonnes 12a et 12b, ainsi que, sur sa face opposée, quatre roulettes 30 servant à maintenir une glissière 31 à l'extrémité de laquelle une scie 32 à disque 33 est fixée. Un système non représenté permet de déplacer
la glissière 31 sur les roulettes 30 dans une direction horizontale et transversale. L'axe des disques 33 est longitudinal ; il en résulte que les deux scies 32 découpent dans un même plan, auquel appartient également le câble 18.
Les figures 1 et 2 représentent également un système d'appui 40 d'un fût 100 d'enrobage de bitume ; ce système d'appui 40 se compose essentiellement d'un plateau circulaire 41 qui tourne sur le bâti 1 autour d'un axe vertical et de deux lits 42a et 42b aptes à basculer autour d'axes horizontaux et parallèles par rapport au plateau circulaire 41 pour prendre une position, représentée sur les figures 1 et 2, où ils sont parallèles et de part et d'autre du fût 100 de manière à l'enserrer et une position, représentée sur la figure 3, où ils ont été basculés en s'éloignant l'un de l'autre et occupent une position horizontale où ils supportent une moitié du fût 100 et de son contenu.
Chaque lit 42a ou 42b se compose d'une armature métallique quadrangulaire 43 mobile en rotation dans un socle 44 fixé au plateau circulaire 41 sous l'action d'un moteur 45. Chaque lit 42 porte une console inférieure 46 d'appui du fût 100, deux patins 47, 47' enserrant le fond du fût 100 et deux roulettes supérieures 48, 48' enserrant le sommet du fût 100 et permettant au fût 100 de rouler verticalement entre elles. Enfin, chaque lit 42a ou 42b porte un crochet 49 à son sommet ; chaque crochet 49 est lié à une vis 50 de manière à pouvoir pivoter par rapport à elle et la vis 50 est engagée dans un écrou 51 Lié au lit 42a ou 42b respectif. Un dévissage partiel de la vis 50 permet au crochet 49 de saisir la collerette verticale du fût 100 pour maintenir ce dernier plaqué contre les consoles 46, le patin 47, 47' et les roulettes 48, 48'.
La figure 3 représente donc un des lits 42a à l'état couché ; on distingue nettement l'axe de rotation 52 autour duquel il tourne.
On représente également en détail un système de soulèvement et de renversement 60 du récipient qui se compose essentiellement d'un vérin 61 fixe par rapport au bâti et dont la tige 62 orientée verticalement porte à son sommet un vé 63 qui peut cependant pivoter par rapport à la tige 62.
Le système à plateau basculant 70 est représenté principalement sur les figures 1 et 4. Il comprend une armature 71 coulissant sur les rails 3 à l'aide de roulettes 72 et d'un vérin 75 et un plateau 73 proprement dit monté sur l'armature 71 grâce à une charnière transversale qui lui permet de basculer entre une position verticale et une position horizontale. Le plateau 73 est pourvu d'appendices 74 destinés à retenir les tranches découpées du fût 100, comme on va le décrire plus loin.
L'équipage mobile 81 du système de poinçonnage 80 comprend un vérin supérieur 82 dont la tige 83 porte une chape 84 terminée par le bas par une collerette 85 d'appui et pourvue par ailleurs de deux leviers 86 basculants et sur lesquels sont installés des crochets de fixation 87.
Un poinçon 88 peut être lié de manière amovible à la chape 84. Il comprend à cet effet une collerette supérieure 89 munie d'un liseré inférieur 90 circonférentiel. Après avoir plaqué les collerettes 85 et 89 l'une contre l'autre, il suffit de redresser les leviers 86 pour établir la fixation car les crochets 87 retiennent le liseré 90.
Si l'on excepte la collerette supérieure 89, le poinçon 88 a une forme généralement tubulaire mais qui, dans le cas d'échantillons de bitume, a reçu malgré tout une forme un peu plus compliquée : sa paroi interne est généralement cylindrique et entoure donc un volume de diamètre constant sauf à proximité du bord inférieur de coupe 91 où ce diamètre diminue légèrement ; quant à sa paroi extérieure, elle est tout d'abord également cylindrique puis montre un léger épaulement 92 avant de s'amenuiser rapidement en direction du bord de coupe 91 selon un arrondi 93. Les figures 1 et 4 montrent enfin, liés au bâti 1, une butée de débourrage 94 dressée verticalement, ainsi qu'un vérin de chasse 105 longitudinal en face du sommet de la butée de débourrage 94.
Voici comment s'effectue le processus de prélèvement d'échantillons avec la machine pour un fût 100 partiellement rempli de bitume solidifié, jusqu'à une ligne de remplissage 101 qui présente une retassure centrale importante. Après avoir dégagé le portique 11 et légèrement écarté les lits 42a et 42b, le fût 100 est glissé entre les lits 42a et 42b au moyen d'un palan non représenté jusqu'à reposer sur les consoles 46. Quand l'accostage a eu lieu, les lits 42a et 42b sont ramenés en position verticale pour que les patins 47, 47' et les roulettes 48, 48' serrent le fût 100. Les crochets 49 sont mis en place.
Le portique 11 est ensuite approché de manière que le plan de découpe du câble 18 et des disques 33 passe sensiblement par le milieu du fût 100. Par des mouvements appropriés horizontaux et verticaux d'une des scies 32, le fût 100 est coupé sur une génératrice et sur au moins la moitié de ses faces inférieure et supérieure ; l'autre scie 32 est ensuite mise en oeuvre selon le même principe jusqu'à réaliser une découpe totale en ligne fermée. Les curseurs inférieurs 17a et 17b sont alors abaissés au maximum et les curseurs supérieurs 16a et 16b descendus : le câble 18 passe dans les parties découpées du fût 100 et coupe le bitume en deux moitiés, ce qui est rendu possible par la mollesse de ce matériau. il est alors possible de basculer les lits 42a et 42b : chacun d'eux entraîne une moitié 102 du fût 100.
On arrive à la position de la figure 3.
Quand le lit 42a est en position horizontale, le crochet 49 est enlevé et le vérin 61 mis en action pour que la moitié 102 soit soulevée par le vé 63 et retournée. Les parties pleines du fût 100, dans lesquelles on va prélever les échantillons, sont désormais tournées vers le plateau basculant 73.
Une fois que le vé 63 est descendu, la moitié 102 repose à nouveau sur les patins 47, 47' et les roulettes 48 et 48', et on la fait rouler jusqu'à ce qu'elle bute contre le plateau 73 qui est alors vertical. Le portique 11 est rapproché de manière à couper une tranche d'extrémité 103 de la moitié 102 présentant une largeur suffisamment faible pour qu'elle repose sur les appendices 74. Comme précédemment, les scies 32 découpent le métal du fût 100 et le câble 18 coupe le bitume.
Si on veut prélever un échantillon de la tranche 103 ainsi découpée, on exécute les opérations qui vont être décrites à présent, mais si on s'inté- resse plutôt à une autre tranche, celle qui vient d'être découpée est enlevée par un palan, la partie de la moitié 102 qui n'a pas été enlevée est déplacée jusqu a entrer en butée contre le plateau 73 et une nouvelle tranche est découpée. Ces découpes et enlèvements sont éventuellement répétés jusqu a ce qu'on parvienne à une tranche intéressante.
Le plateau 73 est alors basculé et déplacé pour mettre la tranche 103 horizontale et la faire venir sous le poinçon 88. En réglant le déploiement du vérin longitudinal 95 et en déplaçant judicieusement l'équipage mobile 81, il est possible de sélectionner l'emplacement de l'échantillon prélevé par le poinçon 88 qui est alors descendu jusqu'à toucher le plateau 73. Un mouvement inverse extrait le poinçon 88 de la tranche 103 tout en enlevant l'échantillon. Enfin, le poinçon 88 est amené au-dessus de la butée de débourrage 94 et abaissé au maximum, ce qui fait que la butée de débourrage 94 pénètre dans le poinçon 88. L'échantillon 104 est chassé vers le haut et finalement retiré par le vérin de chasse 105 d'une ouverture de la chape 84.
Un autre échantillon peut alors être prélevé en répétant les mêmes opérations sur un autre emplacement de la tranche 103 ou sur une autre tranche.
Quand l'intérêt porté à la moitié 102 posée sur le lit 42a est épuisé, il est possible de tourner le plateau circulaire 41 d'un demi-tour pour amener l'autre lit 42b devant le système à plateau basculant 70 et d'examiner l'autre moitié du fût 100.
D'autres modes acceptables de l'invention restent envisageables. Le système à lits basculants 42a et 42b est bien adapté à des fûts 100 présentant un balourd important, car on peut les amener à la machine sans précaution particulière avec un simple engin de levage. l'utilisation de deux lits 42a et 42b en liaison avec une découpe préliminaire autorise un examen visuel du remplissage.
Les patins 47 et 47' pourraient être remplacés par d'autres roulettes ; la longueur du moyen d'appui doit cependant être suffisante pour permettre des coulissements souhaités des moitiés 102 de fût 100 et amener l'extrémité de prélèvement à dépasser des lits 42a et 42b et buter contre le plateau 73.
D'une façon générale, les mouvements des pièces du dispositif peuvent être effectués par des systèmes divers tels que des moteurs, des vérins, ou des actions manuelles, suivant le choix du concepteur.

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif pour prélever des échantillons sur un matériau solide, caractérisé en ce qu'il comprend un système d'appui (40) du matériau laissant le matériau coulisser vers une extrémité de prélèvement et dépasser du système d'appui à cette extrémité, un système de découpe (10) du matériau en tranches (103) à l'extrémité de prélèvement, un système de poinçonnage (80) mobile par translations alternatives de manière à traverser les tranches et à en prélever des échantillons (104), ainsi qu'un plateau mobile (73) entre une première position où le matériau coulissant vers l'extrémité de prélèvement vient buter contre lui et une seconde position face au système de poinçonnage.
  2. 2. Dispositif pour prélever des échantillons sur un matériau solide selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (72, 81, 75) pour déplacer relativement le système de poinçonnage (80) et la seconde position du plateau (73).
  3. 3. Dispositif pour prélever des échantillons sur un matériau solide selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le plateau (73) est vertical à la première position et comprend des appendices (74) de support des tranches.
  4. 4. Dispositif pour prélever des échantillons sur un matériau solide selon la revendication 3, caractérisé en ce que le plateau (73) est mobile par basculement et horizontal à la seconde position, les tranches étant alors posées sur le plateau.
  5. 5. Dispositif pour prélever des échantillons sur un matériau solide selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le système d'appui (40) comporte un lit basculant (42) entre une position horizontale de coulissement du matériau et une position verticale de réception du matériau, le lit comprenant une console (46) sur laquelle le matériau est posé en position verticale du lit.
  6. 6. Dispositif pour prélever des échantillons sur un matériau solide selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le système d'appui (40) comporte deux lits (42a, 42b) basculant chacun entre une position horizontale de coulissement du matériau, les lits étant alors en prolongement, et une position verticale de réception du matériau, les lits étant alors parallèles et de part et d'autre du matériau, chaque lit comprenant une console (46) sur laquelle le matériau est posé en position verticale du lit, et le système de découpe (10) étant agencé pour séparer le matériau reçu entre les lits en deux parties (102) prises chacune par un lit respectif.
  7. 7. Dispositif pour prélever des échantillons sur un matériau solide selon la revendication 6, caractérisé en ce que les lits sont basculants sur une plateau (41) tournant autour d'un axe vertical.
  8. 8. Dispositif pour prélever des échantillons sur un matériau solide selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend un système (60) de soulèvement du matériau d'un lit en position horizontale et de renversement du matériau, par rotation d'un demi-tour autour d'un axe vertical, au-dessus du lit.
  9. 9. Dispositif pour prélever des échantillons sur un matériau solide selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le système de découpe comporte deux colonnes parallèles (12a, 12b) encadrant le matériau et sur lesquelles coulissent d'un mouvement identique deux curseurs (16) entre lesquels une lame coupante (18) est tendue.
  10. 10. Dispositif pour prélever des échantillons sur un matériau solide selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de découpe comporte en outre deux autres curseurs (17) coulissant chacun sur une colonne (12a, 12b) et sur chacun desquels coulisse une scie (32) à disque (33) perpendiculairement aux colonnes, les disques s'étendant dans un même plan.
  11. 11. Dispositif pour prélever des échantillons sur un matériau solide selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10 et la revendication 6, caractérisé en ce que les colonnes (12a, 12b) appartiennent à un portique (11) mobile horizontalement par rapport aux lits (42a, 42b).
  12. 12. Dispositif pour prélever des échantillons sur un matériau solide selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le système de poinçonnage comprend une butée de débourrage (94) du poinçon (88).
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