Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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
-- 2 --
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.
- 6 -
~ 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 ~ ?
- 12 -
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
.. , . ~ . .
.; . . - .
. ' .
- 19 -
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 ~ '~
-- 20 --
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.
' ' -. - :
.
