EP0263015A2 - Dispositif de tri optique pour séparer deux catégories de particules ayant des transmissivités optiques différentes - Google Patents

Abstract

Les particules à trier sont déversées sur un plan incliné translucide (3) au-dessous duquel est disposée une source de lumière et au-dessus duquel est placée une caméra. En bas du plan inclina (3), sont disposés côte à côte des marteaux (8) pouvant basculer autour d'un axe (9) entre une position de repos et une position d'éjection de la particule indésirable lorsque celle-ci est détectée par la caméra. Sur chaque marteau (8), est fixé une biellette (47) dont le déplacement vers le bas place le marteau (8) en position d'éjection. La biellette (47) est reliée à la tige (61) d'un vérin pneumatique (62) à double effet commandé par un dis­tributeur (43) qui est piloté par un élément opto-sensible de la caméra. Utilisable pour le tri du groisil.

Description

• La présente invention concerne un dispositif de tri optique pour séparer deuxx catégories de particules ayant des transmissivités optiques différentes. Au sens du présent texte, on entend par "transmissivité" la capacité pour une particule d'être traversée par la lumière. L'invention trouve notamment une application pour la récupération du verre usagé et elle porte donc notamment sur un dispositif de tri optique du groisil, c'est-à-dire d'une masse d'éléments de verre de récupération ayant subi un broyage et comportant des éléments infusibles ou réfractaires.
• On sait que, pour des raisons économiques, on col­lecte le verre usagé, notamment sous forme de bouteilles vides, en vue de sa ré-utilisation dans des fours de ver­rerie. Malheureusement, l'ensemble collecté comporte, à côté du verre, divers matériaux métalliques, plastiques et céramiques et des bouchons, entre autres.
• On procède généralement, à l'heure actuelle, à un tri manuel en deux étapes successives séparées par un broy­age :
  - dans la première étape, avant le broyage, on effectue un premier tri afin d'éliminer les éléments indésirables de grande dimension (bouteilles en matière plastique, assiettes, etc) ;
  - dans la seconde étape, le produit appelé groisil -constitué par la masse collectée, débarrassée d'une partie des éléments indésirables de la première phase, puis broyée- est soumis à un nouveau tri manuel, plus minutieux, afin d'éliminer le plus possible d'éléments indésirables pour obtenir un produit appelé "calcin" apte à être envoyé à un four de verrerie.
• Le second tri manuel est pénible, coûteux, et sur­tout, peu sûr, car il laisse passer des petits fragments de produits réfractaires ou infusibles (porcelaine, faïence, cailloux), qui provoquent des incidents dans le four et entraînent des fabrications de verre de qualité médiocre : des bouteilles fabriquées avec un pourcentage élevé de verre récupéré risquent de se casser lors du remplissage ou bien une fois remplies.
• On a donc proposé d'effectuer la deuxième phase de tri au moyen de machines automatiques dans lesquelles on alimente en groisil, à partir d'une trémie, un tapis tran­sporteur qui déverse le groisil à son extrémité aval. Le groisil tombe alors en chute libre devant un ensemble de détection optique qui illumine le groisil en chute libre et analyse la lumière réfléchie, par des détecteurs optiques, d'où possibilité de distinguer ces deux produits. Les frag­ments de produit réfractaire sont éliminés du rideau de groisil en chute libre par des éjecteurs à air comprimé commandés par les moyens détecteurs de la lumière réfléchie. Généralement, le rideau de groisil est séparé en plusieurs canaux parallèles, qui sont analysés séparément au point de vue optique et contrôlés par des éjecteurs différents, à savoir un détecteur distinct et un éjecteur commandé par lui pour chaque canal.
• Un tel dispositif n'est pas très sélectif tant en ce qui concerne la détection optique des fragments infusi­bles que l'éjection de ceux-ci du fait :
  - qu'on laisse tomber librement le groisil, ce qui entraîne des vitesses de chute très différentes pour des morceaux de groisil de natures diverses en raison des différences de frottement dans l'air et la chute de ces mor­ceaux à des distances variables des détecteurs de lumière réfléchie, alors que les éjecteurs agissent à une distance fixe des détecteurs ;
  - qu'on effectue une détection optique par réflexion, ce qui entraîne une sélectivité réduite du fait que les coefficients de réflexion, tant du verre que des réfractaires ou infusibles, varient considérablement d'un morceau à l'autre, et, pour le verre suivant son orientation vis-à-vis du détecteur optique ;
  - qu'on utilise une détection de la lumière réfléchie par des éléments opto-électroniques discrets placés relativement au voisinage du rideau de groisil en chute libre, d'où risque de détérioration de ces éléments au cours du fonctionnement et mauvaise focalisation sur le groisil ; et
  - qu'on a recours à des éjecteurs à air comprimé dont le jet agit différemment sur les petits et les gros morceaux d'infusibles et risque de perturber les portions voisines du rideau de groisil.
• Pour remédier à ces inconvénients, on a proposé, dans la demande de brevet français n^o 85-00593 déposé le 16 janvier 1985, que le groisil soit déversé à la partie supérieure d'un plan incliné réalisé un un matériau translu­cide. Les moyens optiques, qui permettent de déterminer, dans le groisil déversé, les particules autres que le verre, comportent une source de lumière disposée sous la face inférieure du plan incliné, suivant la largeur de celui-ci. Les moyens de détection optique sont constitués par une unité opto-électronique, disposée à une certaine distance au-dessus de la face supérieure du plan incliné. Cette unité opto-électronique comporte un composant photosensible à au moins N éléments, qui observe N canaux adjacents fictifs du plan incliné. Les moyens d'éjection sont constitués par N pièces allongées (ou marteaux) disposées côte à côte au bas du plan incliné, sur toute la largeur de celui-ci, et pouvant chacune être déplacée entre une position de repos et une position active sous la commande de l'élément du dispo­sitif opto-électronique associé au canal du plan incliné observé par cet élément. Les marteaux dirigent les parti­cules, qui glissent sur eux, vers une sortie, quand ils se trouvent dans leur position de repos, et les éjectent vers une autre sortie, quand ils se trouvent dans leur position active.
• Dans un système de ce type, le temps de réaction disponible pour les organes de commande est celui qui est nécessaire à la particule devant être éjectée pour parcourir la distance entre le point ou elle est repérée sur le plan incliné (point de repérage) et le point qu'elle aura atteint au moment ou le marteau est manoeuvré pour venir dans sa position active (point d'éjection). On a constaté que, pour avoir une bonne efficacité mécanique des marteaux, il n'était pas judicieux de provoquer la manoeuvre du marteau quand la particule se trouve au voisinage de l'axe de rota­tion dudit marteau ; au contraire, la manoeuvre doit avoir lieu quand la particule a parcouru une certaine fraction de la longueur du marteau, avantageusement les deux-tiers environ de celle-ci, ce qui définit sur l'appareil le point d'éjection. Cependant, il ne faut pas que la distance D entre le point de repérage et le point d'éjection soit trop grande, pour éviter que la particule à éjecter ait le temps de subir une déviation de trajectoire par rapport au chemin rectiligne que l'on suppose entre le point de repérage et le point d'éjection et pour avoir ainsi la certitude que le marteau éjecte bien la particule responsable de l'occultation du faisceau. On doit donc raccourcir autant que possible la distance D pour améliorer la fiabilité d'éjection.
• Pour définir le temps de réaction des organes de commande de la machine, on doit non seulement définir la distance D comme ci-dessus indiqué, mais également définir la vitesse de déplacement des particules sur le plan incliné : cette vitesse dépend, pour un plan incliné réalisé en un matériau donné, de l'angle d'inclinaison du plan et de la longueur de glissement sur ledit plan. On a constaté que, si l'angle d'inclinaison est trop grand, le groisil n'est plus correctement guidé dans son déplacement et que si ledit angle est trop faible, le frottement du groisil sur le plan incliné perturbe la régularité de l'écoulement du rideau de groisil. Il existe donc un angle d'inclinaison optimum dans chaque cas ; pour un plan incliné réalisé en polyméthacrylate, cet angle est d'environ 45°. Pour une particule et une inclinaison optimum données, la vitesse de déplacement sur le plan incliné augmente d'autant plus vite que les frottements sont plus faibles mais, après une longueur suffisante de glissement, la vitesse devient sensiblement constante pour toutes les particules. On fait donc en sorte que la distance D soit suffisante pour que les particules se déplacent à une vitesse qui soit sensiblement la même pour toutes les particules et sensiblement constante ; dans le cas d'un plan en polyméthacrylate incliné à 45°, la distance D doit ainsi être au minimum d'environ 20 cm et sa valeur optimale est comprise entre 20 et 25 cm. On con­state donc que l'on ne peut pratiquement pas agir sur la vitesse de déplacement des particules dans la zone de détection.
• Si l'on choisit une distance D permettant d'avoir une bonne fiabilité d'éjection, on constate, compte-tenu des vitesses de déplacement imposées, que le temps de réaction des marteaux pour l'éjection des particules indésirables doit être de l'ordre de quelques millisecondes (3 à 15 mil­lisecondes). Il s'est avéré que le choix d'électro-aimants pour réaliser cette commande, comme décrit dans la demande de brevet français précitée, n'est pas très satisfaisant car la puissance disponible avec un électro-aimant, dont l'encombrement volumique est suffisamment réduit pour être compatible avec son utilisation dans la machine de tri, est trop limitée d'où il résulte un temps de réponse trop impor­tant sur les marteaux à commander en raison des forces d'inertie. Cette contrainte conduit à augmenter la distance D au détriment de la fiabilité d'éjection et donc de la sélectivité du tri opéré.
• La présente invention propose de resoudre ce problème en réalisant la commande des marteaux par des vérins pneumatiques ; pour chacun vérin, la tige du piston est reliée mécaniquement à un actuateur, dont le déplacement provoque le basculement du marteau dans sa position active.
• Le verin utilisé est un vérin à double effet ali­mente en air comprimé par l'intermédiaire d'un distributeur, dont le tiroir mobile est commandé électromagnétiquement. Lorsque l'une des chambres du vérin est alimentée, l'autre est reliée à l'atmosphère et inversement. Dans un cas, le marteau est amené en position active ; dans l'autre cas, il est ramené en position de repos. De la sorte, on obtient des temps de réaction considérablement réduits, ce qui permet d'améliorer grandement l'efficacité du dispositif de tri, et des temps de retour très courts, ce qui améliore le débit susceptible d'être traité par la machine.
• La présente invention a donc pour objet le produit industriel nouveau que constitue un dispositif de tri optique pour séparer deux catégories de particules ayant des transmissivités optiques différentes, les particules les moins opaques constituant la première catégorie et les par­ticules plus opaques constituant la seconde catégorie, ce dispositif comportant :
  - des moyens de déversement pour déverser le matériau à trier constitué par un mélange de particules des deux catégories ;
  - un plan incliné en matériau translucide, à la partie supérieure duquel est déversé, par les moyens de déversement, le matériau à trier ;
  - des moyens de détection optique, qui permettent de détecter, dans le matériau déversé, les particules de la seconde catégorie, et qui comportent une source de lumière disposée au-dessous de la face inférieure du plan incliné sur toute la largeur de celui-ci, et une unité opto-­électronique disposée en vis-à-vis de ladite source, à une certaine distance au-dessus de la face supérieure dudit plan incliné, ladite unité opto-électronique comportant un compo­sant photosensible à au moins N éléments, qui observe N canaux parallèles fictifs adjacents recouvrant toute la lar­geur dudit plan incliné ;
  - des moyens d'éjection pour éjecter les particules de la seconde catégorie hors du matériau déversé, lesdits moyens d'éjection étant commandés par lesdits moyens de détection optique lorsque ces derniers détectent une par­ticule de la seconde catégorie et étant constitués par N marteaux disposés côte-à-côte au bas dudit plan incliné translucide, sur toute la largeur de celui-ci, chaque mar­teau étant affecté à un canal fictif du plan incliné et pouvant basculer sous la commande envoyée par l'élément correspondant de l'unité opto-électronique des moyens de détection, entre une position de repos, dans laquelle les particules glissent sur lui dans le prolongement de la face supérieure dudit plan incliné, et une position active d'éjection, les particules étant dirigées sur deux sorties distinctes suivant la position dudit marteau, chaque marteau pouvant pivoter autour d'un axe d'articulation placé au-­dessous, mais à proximité immédiate, de la face supérieure du plan incliné translucide sous l'action d'un organe de commande, qui lui est lié à une certaine distance dudit axe d'articulation, caractérisé par le fait que l'organe de com­mande associé à chaque marteau comporte un actuateur relié à la tige mobile d'un vérin pneumatique connecté par un dis­tributeur à une source de gaz comprimé sous une pression appropriée, ledit distributeur étant commandé par l'un des éléments de l'unité opto-électronique.
• Dans le présent texte, on entend par "matériau translucide" un matériau qui est traversé uniformément par la lumière, ce qui englobe les matériaux transparents et ceux qui sont opalescents ou dépolis.
• Selon un mode préféré de réalisation, vérin est un vérin à double effet, dont l'une des chambres est reliée à l'atmosphère, alors que l'autre est reliée à la source de gaz comprimé ou inversement, l'alimentation sous pression de l'une des chambres provoquant la mise en position active du marteau correspondant et l'alimentation sous pression de l'autre chambre provoquant le retour dudit marteau en posi­tion de repos ; l'actuateur de l'organe de commande est une biellette.
• Dans le prolongement du plan incliné translucide du dispositif de tri selon l'invention, on dispose avan­tageusement, vers le bas, un plan incliné de sortie portant les organes de fixation des marteaux et des vérins, qui leur sont associés.
• Conformément à un mode de réalisation particulier de l'invention, les vérins sont disposés de façon que leurs tiges soient parallèles à la ligne de plus grande pente du plan incliné de sortie ; le distributeur est un distributeur à tiroir mobile, le déplacement dudit tiroir étant commandé par au moins une bobine électro-magnétique.
• On peut prévoir que l'organe de fixation d'un mar­teau soit commun à tous les marteaux d'un module de n mar­teaux et consiste en une plaque fixée sous le plan incliné de sortie, le long de sa bordure supérieure, cette plaque portant n bras susceptibles de venir se loger chacun dans une fente d'un marteau, chaque bras présentant, à son extrémité libre, un orifice traversé par un axe de pivote­ment commun aux n marteaux de ce module.
• Conformément à un mode de réalisation de la présente invention, chaque marteau est un étrier traversé par un perçage permettant l'insertion d'une goupille, la biellette associée s'accrochant sur la partie de ladite goupille située dans la fente, qui sépare les deux ailes de l'étrier que constitue ledit marteau.
• On a constaté, par ailleurs, que, pour obtenir une détection satisfaisante des particules opaques qui glissent sur le plan incliné du dispositif de tri selon l'invention, il fallait que l'éclairage de la zone observée par les différents éléments de l'unité opto-électronique soit aussi intense et aussi uniforme que possible. On a donc été amené à utiliser des tubes d'éclairage qui s'étendent sur toute la largeur de la machine de tri optique ; pour disposer d'une puissance d'éclairement importante, on choisit, de préférence, des lampes tubulaires à filament incandescent. Compte-tenu de la longueur des lampes tubulaires disponibles dans le commerce et de la largeur requise pour une machine de tri optique selon l'invention de type industriel, on a prévu de disposer bout à bout, selon le même axe, une plu­ralité de lampes tubulaires à filament incandescent et de concentrer la puissance lumineuse fournie par cet alignement sur une bande étroite du plan incliné en matériau translu­cide, ladite bande étant disposée juste au-dessus de la zone occupée par les marteaux. Malheureusement un tel éclairage envoyé directement sur le plan incliné translucide n'a pas donné un résultat satisfaisant en raison de la non-­uniformité de l'éclairement ainsi obtenu dans la bande éclairée, la partie correspondant à l'image du filament incandescent étant bien entendu plus lumineuse que les par­ties voisines. On a donc imaginé selon l'invention de con­centrer la lumière émise par les lampes tubulaires sur une bande jouant le rôle de réflecteur-diffuseur, ladite bande renvoyant la lumière qu'elle reçoit en direction d'un con­centrateur optique disposé à l'arrière de la zone éclairée du plan incliné translucide. Selon l'invention, la source de lumière disposée au-dessous de la face inférieure du plan incliné translucide, sur toute la largeur de celui-ci, est donc avantageusement constituée par une pluralité de lampes tubulaires disposées côte à côte, lesdites lampes tubulaires étant associées à un réflecteur-concentrateur, qui envoie la lumière sur une bande formant un réflecteur-diffuseur et disposée au droit des lampes tubulaires sur toute la largeur du plan incliné translucide, ledit réflecteur-diffuseur uni­formisant les éclairements dans le champ éclairé et renvoy­ant la lumière en direction d'un concentrateur optique disposé parallèlement à l'axe de la source de lumière, sur toute la largeur du plan incliné translucide, ledit concen­trateur optique définissant sur le plan incliné translucide une bande lumineuse transversale. Le réflecteur-­concentrateur associé à la source de lumière est avan­tageusement un réflecteur parabolique, par example en acier inoxydable. Le réflecteur-diffuseur est avantageusement une bande plane peinte en blanc et orientée autour de son axe longitudinal pour renvoyer un maximum de lumière dans le plan médian du concentrateur optique. Le concentrateur optique est avantageusement un dioptre cylindrique dont la section transversale est sensiblement un demi-cercle. La bande d'éclairement que l'on obtient sur le plan incliné translucide est située juste en bordure dudit plan incliné, en amont de la zone occupée par les marteaux ; cette bande peut avantageusement avoir une largeur, mesurée dans le sens de déplacement des particules sur le plan incliné, d'environ 1 à 5 cm selon la nature des particules à trier.
• On a constaté, par ailleurs, que le dispositif selon l'invention, notamment lorsqu'il fonctionne avec des matériaux humides susceptibles d'entraîner des boues et des poussières, avait une tendance à l'encrassement par pénétration de boues et de poussières dans les interstices existant dans la zone occupée par les marteaux, interstices qui font communiquer l'une avec l'autre les deux parties d'espace séparées par le plan incliné selon lequel glissent les particules à trier. Cette tendance à l'encrassement est gênante lorsque l'on veut assurer un fonctionnement continu du dispositif de tri car les poussières et les boues vont se déposer sur les organes de commande des marteaux et entraînent rapidement une mise hors service du matériel. Pour éviter cet inconvénient, on a proposé, selon l'invention, de mettre toute la zone, qui contient les mar­teaux et ses organes de commande dans un caisson où l'on crée une surpression d'air ; l'air en surpression s'écoule par les interstices, qui existent au niveau des marteaux, en direction du demi-espace, où se trouvent les particules à trier, et on évite par cet échappement toute possibilité d'entrée de poussières ou de boues dans le sens contraire de l'échappement.
• L'invention a donc aussi pour objet un dispositif de tri du type susmentionné, caractérisé par le fait que les marteaux, leurs actuateurs, les tiges de vérins reliées aux actuateurs et les têtes de vérins pneumatiques correspon­dantes sont placés à l'intérieur d'un caisson en surpression gazeuse. De préférence, ledit caisson est alimenté en air comprimé à une pression comprise entre 2 et 4 bars absolus ; les parois du caisson s'appuient par des joints, d'une part, sur la face du plan incliné translucide qui reçoit l'éclairement de la source de lumière, en aval de la bande élairée, et, d'autre part, sur un élément solidaire du plan incliné de sortie, qui prolonge le plan incliné translucide.
• Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé et destiné au tri du groisil.
• Sur ce dessin :
• - la figure 1 est une vue schématique d'ensemble illustrant le principe du tri optique sur lequel est basé le dispositif de l'invention ;
• - la figure 2 est un schéma illustrant le système de détection des particules à éjecter ;
• - la figure 3 montre, en coupe selon III-III de la figure 5, la partie du dispositif de l'invention comportant la région inférieure du plan incliné récepteur des parti­cules déversées, la région des marteaux et celle du plan incliné de sortie, qui se situe dans le prolongement des marteaux, lorsque ceux-ci sont en position de repos ;
• - la figure 4 représente, à plus grande échelle, le détail de la figure 3, qui correspond à la région du mar­teau ;
• - la figure 5 est une vue selon V-V de la figure 3 montrant l'arrière des marteaux et du plan incliné de sortie ainsi que tous les organes du dispositif de commande du bas­culement des marteaux, qui sont portés par ledit plan inc­liné de sortie :
• - la figure 6 est une vue en perspective éclatée d'un marteau et de l'élément qui permet son montage sur le plan incliné de sortie, ledit élément, commun aux huit mar­teaux d'un même module, n'étant représenté que pour sa par­tie associée au marteau illustré, l'actuateur associé au marteau étant partiellement figuré ;
• - la figure 7 est une vue selon VII-VII de la fig­]ure 5 montrant la fixation des vérins d'un même module.
• On se référera tout d'abord à la figure 1. Sur cette figure , on voit que le groisil 1, provenant par exem­ple d'une trémie répartisseuse elle-même alimentée par une bande transporteuse, se déverse sur une table vibrante 2, disposée horizontalement.
• Le dispositif de tri optique du groisil, qui est representé sur le dessin, comporte un plan incliné 3, con­stitué d'une plaque de verre ; l'arête supérieure 4 de ce plan incliné se trouve sous l'extrêmité de déversement 5 de la table vibrante 2, pour en recueillir les morceaux de groisil, tels que le fragment 1a ; les morceaux de groisil reçus, tels que 1b, glissent sur la surface supérieure 3a du plan incliné 3.
• Une source de lumière 6 éclaire en lumière blanche la face inférieure 3b du plan incliné 3, sur toute sa lar­geur ; la lumière traverse le plan incliné 3. Le plan inc­liné 3, initialement transparent est rapidement rayé par le glissement du groisil et devient dépoli.
• Une caméra 7, ou unité de détection, avantageuse­ment du type dispositif photosensible linéaire à transfert de charge, comportant de nombreuses cellules photosensibles élémentaires est réglée pour une mise au point nette sur la surface 3a du plan 3. Les cellules photosensibles de la caméra 7 reçoivent donc la lumière, qui a été émise par la source 6 et qui a traversé le plan incliné 3 et, éventuelle­ment, des morceaux de groisil 1b transparents. Au contraire, si des morceauxx de groisil 1b, constitués par des matériaux opaques, tels que des fragments réfractaires ou infusibles, arrêtent la lumière émise par la source 6 en direction de la caméra 7, les cellules photosensibles associées à cette zone du plan incliné ne sont pas éclairées. Les cellules pho­tosensibles sont groupées pour former N éléments capteurs, par exemple huit, correspondant chacun à un canal du plan incliné 3, c'est-à-dire à une bande de plan disposée selon la ligne de plus grande pente du plan 3. Chaque canal du plan est ainsi observé par un élément capteur de la caméra 7 ; l'ensemble des canaux recouvre toute la largeur du plan 3. Selon une ligne perpendiculaire à la ligne de plus grande pente du plan 3, on a disposé autant de marteaux 8 qu'il y a de canaux adjacents dans ledit plan. A chaque marteau 8 est donc associé un élément capteur de l'unité de détection ; cet élément capteur commande ou non le bascule­ment de son marteau 8 selon que la lumière de la source parvient ou non audit élément capteur.
• Les marteaux 8 sont des pièces allongées, disposées côte à côte dans le sens de la largeur du plan incliné 3 ; ils peuvent basculer autour d'un axe 9, entre deux positions, à savoir une première position de repos 8a, illustrée en traits pleins, et une seconde position active 8b, illustrée en traits interrompus, position 8b qu'il vient occuper sous la commande de la caméra 7, lorsque celle-ci a détecté, dans le canal correspondant à ce marteau 8, un mor­ceau non transparent. La structure de chaque marteau 8 sera décrite en détail ci-après.
• Le dispositif de tri optique selon l'invention est complété par :
  - deux plans inclinés 10a, 10b, disposés pour recevoir respectivement les fragments 11a déversés par un marteau en position de repos 8a et les fragments 11b deversés par un marteau en position active 8b ; le plan inc­liné 10a adjacent aux marteaux 8 est désigné ci-après "plan incliné de sortie" :
  - des moyens d'évacuation, constitués, par exem­ple, par une bande transporteuse 12 entraînée par un tambour 13, pour les morceaux 12b déversés sur le plan incliné 10b, ces morceaux étant essentiellement constitués de produits céramiques ou infusibles opaques ;
  - des moyens d'évacuation, schématisés simplement par la flèche 14 pour des morceaux 11a déversés par le plan incliné 10a, et constitués essentiellement par des morceaux de verre transparents, ces moyens 14 pouvant également être constitués par une bande transporteuse.
• Les marteaux 8 seront maintenant décrits en référence notamment avec les figures 3, 4 et 6.
• Chaque marteau 8 comporte, lorsqu'on le regarde en étant placé du côté de la caméra 7, des parois avant et arrière, respectivement 16 et 17, de forme plane et parallèles entre elles, deux parois latérales opposées 8, perpendiculaires aux précédentes, une paroi transversale supérieure 19, de forme plate, perpendiculaire aux parois 16, 17 et 18, et une paroi transversale inférieure 20, ayant la forme d'un secteur cylindrique d'axe perpendiculaire aux parois 18 et de concavité tournée vers l'extérieur. Chaque marteau 8 présente, dans un plan médian parallèle aux parois latérales 18, une fente 2 relativement profonde formée à partir de sa paroi arrière 17 ; de la sorte, le marteau a la forme d'un étrier. Cette fente 21 est délimitée par deux parois planes parallèles en regard 22 et par une paroi de fond relativement étroite 23.
• Par ailleurs, chaque marteau 8 comporte deux alésages 30 et 31 formés perpendiculairement à ses parois latérales 18, le premier 30 étant situé au voisinage des parois avant 16 et transversale 19, le second 31, au voisinage es parois arrière 17 et transversale 19. Le perçage avant 30 est traversé par l'axe 9 autour duquel pivote ou bascule le marteau 8. Le perçage arrière 31, est traversé par une goupille 32, dont le rôle est indiqué plus loin. L'axe 9 est commun aux huit marteaux d'un même module correspondant à huit canaux du plan 3 ; il existe une goupille 32 par marteau.
• Les marteaux 8 sont disposés entre le plan incliné translucide 3 et le plan incliné de sortie 10a. Ce dernier est formé par une plaque métallique, qui prolonge le plan incliné translucide 3 ; en position de repos des marteaux 8, leurs parois avant 16 se situent dans le prolongement des faces supérieures des deux plans inclinés 3 et 10a, sur lesquelles glisse le groisil.
• Le montage des huit marteaux 8 d'un même module s'effectue grâce à une plaque allongée 33, qui comporte, le long d'une de ses bordures longitudinales, huit bras 34 dont la région d'extrêmité 35 comporte un orifice 36. La plaque 33 comporte des alésages filetés 37 alignés avec des ouver­tures 38 du plan incliné 10a pour le passage de vis de fixa­tion 39. Dans la position de fixation, les bras 34 viennent se placer chacun dans une fente 21 d'un marteau, de sorte que tous les orifices 36 se situent dans l'alignement de l'alésage 30, ce qui permet l'introduction de l'axe 9 commun à tous les marteaux 8 d'un même module.
• Chaque marteau 8 est associé à un actuateur qui est constitué par une biellette 47 comportant un alésage à chacune de ses extrêmités. La biellette 47 est mise en place dans la fente 21 du marteau 8 auquel elle est associée ; l'alésage de l'une de ses extrémités est traversé par la goupille 32 dudit marteau ; l'alésage de son autre extrémité est traversée par une goupille 46, qui est supportée par les deux ailes d'un étrier 45. L'étrier 45 forme une chape de liaison entre la biellette 47 et la tige mobile 61 associée au piston du vérin pneumatique 62 qui coopère avec le mar­teau 8 décrit. La liaison entre l'étrier 45 et la tige 61 s'effectue par vissage de l'extrémité filetée de ladite tige 61 dans un alésage fileté ménagé dans la face arrière de l'âme de l'étrier 45. Un contre-écrou 44 permet de bloquer l'assemblage 45/61.
• Chaque marteau 8 est ainsi associé à un vérin pneumatique 62 à double effet, qui est alimenté par un dis­tributeur à tiroir mobile 43. Une machine selon l'invention contient une pluralité de modules identiques disposés côte à côte. Dans cette réalisation, chaque module est constitué de huit marteaux et comporte donc huit vérins pneumatiques et huit distributeurs ; chaque marteau correspond à un élément du composant photosensible de l'unité opto-électronique ; chaque module correspond à un groupe de cellules photosensi­bles. Si la machine comporte six modules disposés côte à côte, la caméra comportera six groupes de cellules photosen­sibles disposés côté à côte pour l'observation de toute la largeur du plan incliné translucide, qui lui fait vis à vis. La machine complète est constituée par la juxtaposition côte à côte de six modules ce qui donne une largeur globale de 1.3 mètre. Les axes des vérins 62 sont perpendiculaires à l'axe 9 des marteaux 8 et parallèles au plan incliné de sor­tie 10a. Tous les vérins 62 d'un même module sont donc disposés côte à côte et leurs cylindres sont enserrés entre une mâchoire 42 portée par le plan incliné de sortie 10a et une mâchoire associée 41 que l'on solidarise à la précédente par des vis 40. Les mâchoires 41 et 42 comportent des évide­ments en forme de demi-cercle pour permettre le logement des cylindres des vérins 62.
• Chaque vérin 62 communique avec son distributeur 43 associé au moyen de deux tubes 24 reliés aux deux sorties du distributeur. Le distributeur comporte un tiroir mobile commandé par un électro-aimant ; il est alimenté par deux tubulures, l'une reliée à l'air libre et l'autre à une source d'air comprimé. Pour une position du tiroir du dis­tributeur l'une des chambres du vérin est alimentée et l'autre est mise à l'aire libre ; l'inverse se produit pour l'autre position du tiroir du distributeur. Les huit distri­buteurs 43 associés aux huit vérins 62 d'un même module sont disposés de part et d'autre de l'âme 25a d'un étrier 25 dont les deux ailes ont leur partie inférieure boulonnée par des boulons 26 sur un retour en équerre 27 solidaire du plan incliné de sortie 10a et, par conséquent, du châssis du module décrit.
• Lorsque tous les modules d'une même machine sont assemblés côte à côte, on dispose sur toute la largeur de la machine un caisson, qui est positionné en arrière du plan incliné sur lequel glissent les particules, au niveau des marteaux 8, des biellettes 47 et des tiges de vérin 61. Ce caisson est solidaire des ailes latérales qui bordent les deux extrémités transversales de la machine selon l'invention et il est constitué de deux parties reliées entre elles par une charnière 80 ; la première partie 81 vient en appui par un joint contre le plan incliné translu­cide 3 et cette partie 81 comporte un retour en equerre, qui est parallèle au plan incliné translucide 3 ; la charnière 80 est portée par ce retour en équerre et le relie à un couvercle plan 82, qui vient en appui par un joint sur les mâchoires 41 de fixation des vérins 62 ; sur les deux extrémités transversales du caisson 80, 81, 82, on amène des arrivées 83 d'air comprimé à 3 bars absolus. De la sorte, l'intérieur du caisson peut être pressurisé, l'air en surpression s'échappant en direction des particules à trier par les interstices qui existent au niveau des marteaux 8. Cet échappement d'air comprimé évite toute entrée de poussières et de boues à l'intérieur du caisson et maintient par conséquent en parfait état de fonctionnement le disposi­tif d'actionnement des marteaux 8.
• L'ensemble des modules juxtaposés, qui constitue la machine selon l'invention, est également associé à un dispositif d'éclairage qui s'étend sur toute la largeur de la machine. Ce dispositif comporte sept lampes tubulaires 84 de 500 watts chacune disposées selon le même axe. Les fila­lments incandescents de ces lampes sont disposés au foyer d'un miroir cylindrique parabolique 85 constitué en tôle d'acier inoxydable. Le miroir 85 est un réflecteur-­concentrateur qui envoie toute l'énergie lumineuse produite par les lampes 84 sur en réflecteur-diffuseur 86 constitué par une bande de tôle plane peinte en blanc. Ce réflecteur-­diffuseur 86 renvoie la lumière tout en uniformisant l'éclairement dans le faisceau lumineux. Le faisceau est envoyé sur un concentrateur optique constitué par un dioptre cylindrique 87 dont la section transversale est un demi-­cercle. Le plan de symétrie du dioptre 87 fait un angle de 45° avec le plan du réflecteur-diffuseur 86 qui lui-même fait un angle de 45° avec le plan de symétrie du réflecteur-concentrateur parabolique 85. Les lampes tubu­laires 84 sont retenues grâce à des supports 88 par rapport au réflecteur-concentrateur 85 qui est lui-même porté à ses extrémités par les ailes latérales de la machine ; le réflecteur-concentrateur 85 est disposé dans un carter 89 dont une partie constitue le réflecteur-diffuseur blanc 86 ; ce carter 89 se raccorde à la partie 81 du caisson pres­surisé. On a ménagé dans le carter 89 une fenêtre à l'intérieur de laquelle on a mis en place le dioptre cylin­drique 87, les bords de la fenêtre pénétrant dans des rainures prévues à cet effet dans le dioptre 87. Le dioptre 87 peut être réalisé en matière plastique transparente.
• Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant :
• Les morceaux de groisil 1 arrivent, grâce à la table vibrante 2, en tant que morceaux 1a sur le plan inc­liné translucide 3. En fait, la trémie, qui est en amont de la table vibrante 2, sert de réservoir pour le groisil et permet d'avoir un débit régulier sur la table vibrante 2 qui, elle, permet de donner au lit de troisil, qui quitte l'extrémité 5 de cette table, en tant que morceaux 1a, un débit régulier et réglable sans recouvrement des morceaux sur le plan incliné 3.
• Le plan incliné 3 sert par sa pente, à accélérer le mouvement des morceaux de groisil 1b grâce à la gravité, en assurant une séparation entre les différents morceaux. Par ailleurs, du fait de la gravité, les morceaux 1b sont en appui contre la face supérieure 3a du plan incliné 3, qui est le plan de focalisation de la caméra 7, ce qui permet à cette caméra d'examiner les morceaux 1b avec netteté.
• Einfin, grâce à sa translucidité, le plan incliné 3 permet un éclairage régulier par en-dessous des morceaux de groisil 1b et, de ce fait, un examen correct par tran­sparence de ces morceaux, les éléments photosensibles de la caméra 7 distinguant aisément les morceaux transparents constitués de verre, d'une part, et les morceaux opaques (notamment en céramique), ou infusibles, d'autre part.
• Lorsque l'élément photosensible de la caméra 7 correspondant à un marteau 8 est pleinement éclairé, c'est-­à-dire lorsqu'il n'y a pas de morceau opaques dans ce canal dans la zone 3c d'intersection de l'axe 7a de l'élément pho­tosensible et du plan incliné 3, le marteau 8 correspondant occupe la position de repos 8a et, par conséquent, les frag­ments transparents passant dans la zone 3c arrivent en tant que fragments 11a sur le plan 10a pour être évacués selon la flèche 14. En revanche, lorsque ledit élément photosensible de la caméra 7 reçoit moins de lumière, du fait de la présence d'un morceau non transparent dans la zone 3c de ce canal, l'élément photosensible commande l'actionnement du marteau 8 correspondant pour l'amener dans la position 8b. Le temps de réaction du système et la vitesse de glissement des morceaux de groisil sur le plan 3 sont tels que le mar­teau 8 bascule en position d'éjection lorsque le morceau de groisil opaque a atteint à peu près les deux tiers de la longueur du marteau. Ce morceau est ainsi dévié vers le plan 11b et est donc évacué par la bande transporteuse 12, en tant que morceau 12b.
• La commande du marteau 8 ci-dessus indiquée s'effectue à partir de la position de repos du marteau. Pour cette position de repos, le vérin 62 est dans la position représentée sur la figure 3, la chambre basse du vérin étant sous pression et la tige 61 du vérin 62 étant entièrement sortie. Lorsqu'un élément photodétecteur de la caméra 7 reçoit moins de lumière, il émet un signal, qui déclenche l'alimentation de la bobine électromagnétique du distribu­teur 43 qui lui est associé. Le tiroir du distributeur est déplacé ; l'alimentation du vérin 62 est inversée ; la tige 61 rentre dans le cylindre du vérin, ce qui fait pivoter le marteau 8 autour de son axe 9 et amène ledit marteau en position d'éjection.
• Quand l'élément photodétecteur associé au vérin est à nouveau normalement éclairé, l'alimentation de la bobine du distributeur 43 est coupée, le distributeur revient à sa position de repos et le marteau 8 revient à sa position de repos.
• Il est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. En particulier, le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour trier des parti­cules autres que celles de groisil, notamment dans l'industrie alimentaire.

Claims (11)

1. Dispositif de tri optique pour séparer deux catégories de particules ayant des transmissivités optiques différentes, les particules les moins opaques constituant la première catégorie et les particules les plus opaques con­stituant la seconde catégorie, ce dispositif comportant :
- des moyens de déversement (2) pour déverser le matériau à trier constitué par un mélange de particules des deux catégories ;
- un plan incliné (3) en matériau translucide, à la partie supérieure (4) duquel est déversé, par les moyens de déversement précités, le matériau à trier ;
- des moyens de détection optique (6, 7), qui per­mettent de détecter, dans le matériau déversé, les parti­cules de la seconde catégorie et qui comportent une source de lumière (6) disposée au dessous de la face inférieure du plan incliné sur toute la largeur de celui-ci et une unité opto-électronique (7), disposée en vis à vis de ladite source à une certaine distance au-dessus de la face supérieure (3a) dudit plan incliné (3), ladite unité opto-­électronique comportant un composant photosensible à au moins N éléments, qui observe N canaux parallèles fictifs adjacents recouvrant toute la largeur dudit plan inc­liné (3) ;
- des moyens d'éjection (8) pour éjecter les par­ticules de la seconde catégorie du matériau déversé, lesdits moyens d'éjection (8) étant commandés par lesdits moyens de détection optique (6, 7), lorsque ces derniers détectent une particule de la seconde catégorie, et étant constitués par N marteaux (8) disposés côte à côte au bas dudit plan incliné (3), sur toute la largeur de celui-ci, chaque marteau (8) étant affecté à un canal fictif du plan incliné (3) et pouvant basculer, sous la commande envoyée par l'élément correspondant de l'unité opto-électronique des moyens de détection (6, 7), entre une position de repos dans laquelle les particules glissent sur lui dans le prolongement de la face supérieure (3a) dudit plan incliné (3), et une position active d'éjection, les particules étant dirigées sur deux sorties distinctes 10a, 10b) suivant la position dudit mar­teau (8), chaque marteau (8) pouvant pivoter autour d'un axe d'articulation (9) placé au-dessous, mais à proximité immédiate, de la face supérieure (3a) du plan incliné translucide (3) sous l'action d'un organe de commande, qui lui est lié à une certaine distance dudit axe d'articulation (9), caractérisé par le fait que l'organe de commande associé à chaque marteau (8) comporte un actuateur (47) relié à la tige mobile (61) d'un vérin pneumatique (62) con­necté par un distributeur (43) à une source de gaz comprimé sous une pression appropriée, ledit distributeur (43) étant commandé par l'un des éléments de l'unité opto-électronique (7).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'actuateur de l'organe de com­mande est une biellette (47).

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que, dans le prolongement du plan incliné translucide (3), est disposé, vers le bas, un plan incliné de sortie (10a) portant les organes de fixation (33, 34 ; 41, 42) des marteaux (8) et des vérins (62), qui leur sont associés.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les vérins (62) sont disposés de façon que leurs tiges (61) soient parallèles à la ligne de plus grande pente du plan incliné de sortie (10a).

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le distributeur (43) est un distributeur à tiroir mobile, le déplacement dudit tiroir étant commandé par au moins une bobine électromagnétique.

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'organe de fixation d'un marteau (8) est commun à tous les marteaux d'un module de n marteaux et consiste en une plaque (33) fixée sous le plan incliné de sortie (10a), le long de sa bordure supérieure, cette plaque portant n bras (34) susceptibles de venir se loger chacun dans une fente (21) d'un marteau, chaque bras (34) présentant, à son extrémité libre, un orifice (36) traversé par un axe de pivotement (9) commun aux n marteaux (8) de ce module.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que chaque marteau (8) est un étrier traversé par un perçage (31) permettant l'insertion d'une goupille (32), la biellette (47) associée audit marteau (8) s'accrochant sur la partie de ladite goupille (32) située dans la fente (21) qui sépare les deux ailes de l'étrier, que constitue ledit marteau (8).

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la source de lumière est constituée par une pluralité de lampes tubulaires (84) à incandescence disposées bout à bout, lesdites lampes étant associées à un réflecteur-concentrateur (85), qui envoie la lumière sur une bande formant un réflecteur-diffuseur (86) et qui est disposé au droit des lampes tubulaires (84) sur toute la largeur du plan incliné translucide (3), ledit réflecteur-diffuseur (86) uniformisant l'éclairement dans le champ éclairé et renvoyant la lumière en direction d'un con­centrateur optique (87) disposé parallèlement à l'axe de la source de lumière, sur toute la largeur du plan incliné translucide (3), pour former transversalement sur ledit plan incliné translucide une bande lumineuse étroite.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le réflecteur-concentrateur (85) est un miroir en forme de cylindre parabolique, le réflecteur-diffuseur (86) est une bande plane peinte en blanc et orientée pour envoyer le maximum de lumière dans le plan médian du dioptre cylindrique, qui constitue le concen­trateur optique (87), la section transversale dudit dioptre étant sensiblement un demi-cercle.

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les marteaux (8), leurs actuateurs (47) et les tiges de vérin (61) reliées aux actuateurs (47) et les têtes de vérin pneumatique correspon­dantes sont placés à l'intérieur d'un caisson (80, 81, 82) en surpression gazeuse.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les parois (81, 82) du caisson s'appuient par des joints, d'une part, sur la face du plan incliné translucide (3), qui reçoit l'éclairement de la source de lumière, en aval de la bande éclairée, et, d'autre part, sur un élément (41) solidaire du plan incliné de sor­tie (10a), qui prolonge le plan incliné translucide (3).

Images