L'invention se rapporte à un canon à air.

Pour éliminer le colmatage dans différentes installations (fours à ciment, silos à pondéreux, silos à grains, etc.), au lieu d'utiliser des outils manceuvrés à la main par des intervenants tels des barres à mine, il est connu d'utiliser des canons à air qui produisent chacun une déflagration dont le souffle va détruire ou disperser l'amas de matière s 'étant accumuler depuis la précédente déflagration.

Ces canons à air fonctionnent de la manière suivante :

De l'air est accumulé dans un réservoir alimenté par un circuit d'alimentation d'air comprimé, une valve principale pilotée par une valve secondaire contrôle la libération très rapide de l'air accumulé dans le réservoir.

L'échappement très rapide de l'air sous pression contenu dans le réservoir provoque une déflagration.

Dans les canons à air connus la disposition de la valve principale est telle que, d'une part, localement la face avant du piston de la valve est soumise à la pression qui s'exerce dans le réservoir tandis que d'autre part la face arrière dudit piston est également soumise à une contre pression qui s'exerce dans une chambre arrière elle- même alimentée par le réservoir.

Compte tenu des différences des surfaces avant et arrière de la valve principale soumises à une pression égale, la valve principale est maintenue sur son siège mais par un différentiel de force faible.

Pour ouvrir la valve principale, une valve secondaire du type électrovanne commande la vidange de la chambre arrière au travers d'un conduit d'échappement.

L'échappement de l'air contenu dans la chambre arrière déséquilibre les forces qui s'exercent sur le piston de la valve principale au bénéfice de l'ouverture permettant à l'air de s'échapper brutalement du réservoir, car le mouvement du piston est rapide.

Pour ouvrir la chambre arrière, il suffit d'alimenter électriquement l'électro aimant d'une électrovanne pour que la valve principale s'ouvre. Le volume de la chambre étant réduit cet échappement est rapide.

Le module de commande de la valve secondaire du type électrovanne est porté souvent directement par le canon à air et ce module de commande est alimenté par un câble électrique d'alimentation. La commande utilise un temporisateur ou un compteur de temps qui permet de régler le temps entre deux déflagrations. Le câble électrique apporte l'énergie au module de commande.

On utilise beaucoup ces dispositifs dans des installations du type cimenterie où les conditions environnementales sont agressives. Ces matériels sont montés sur les fours dans un environnement contenant des poussières corrosives avec une température de plus de 50° C.

L'avantage de ces dispositifs est que pouvant fonctionner en automatique, ils sont, pour certains, positionnés en des endroits difficiles d'accès et/ou en des zones où les conditions de température et/ou de poussières sont difficiles.

Ils évitent la mise en danger d'opérateurs opérant manuellement avec des barres à mine.

Pour s'occuper d'une zone plusieurs canons à air sont souvent nécessaires.

Généralement, ils travaillent les uns en fonction des autres, c'est-à-dire que pour une zone, on implante plusieurs canons à air que l'on va actionner, non pas tous en même temps, mais selon un cycle qui doit être mis au point en fonction de nombreux paramètres.

Le cycle de fonctionnement est déterminé préalablement mais parfois, des modifications sont apportées en cours d'utilisation. Comme cela a été dit le réglage du cadencement de tir est réalisé par programmation d'un boîtier situé sur l'arrière du canon à air ou à proximité immédiate ou sur une armoire éloignée logeant un générateur de commande. En théorie cette programmation est faite lors de l'installation du canon à air car ensuite chaque intervention est alors délicate surtout si on doit intervenir à proximité du canon.

L'alimentation électrique du module de commande est réalisée par un câble électrique qui chemine dans les structures de l'usine ce qui en principe pérennise le fonctionnement. Sauf coupure accidentelle de la source d'énergie, le module de commande est toujours alimenté. Ces câbles sont portés par des chemins de câbles et en principe il ne devrait pas y avoir de problème mais ils sont dans un milieu hostile, la présence de ces câbles augmente le risque de pannes par exemple, par défaut d'isolation ou sectionnement par accident ( la longueur des câbles dépasse souvent 100 mètres).Il arrive de plus en plus souvent que la commande effective de Γ électrovanne soit éloignée du canon et donc une câble de commande chemine également sur les chemins de câble.Dans ce dernier cas, le générateur de commande transmet un ordre par une liaison filaire au module de commande qui actionne la valve secondaire ou un actionneur. Du fait de cet accès difficile, les utilisateurs n'interviennent que rarement entre les opérations de maintenance et n'essayent pas d'optimiser les cadences de tirs.

Ainsi si les conditions de travail changent et génèrent plus d'accumulations, on laisse fonctionner le système sans le modifier jusqu'à un arrêt de l'installation ou un besoin impératif.

Il est nécessaire périodiquement de contrôler le fonctionnement du canon à air et il est donc prévu sur le module, une commande manuelle portée par le canon. Cela nécessite que le préposé à la vérification accède au canon et déclenche son tir. Ces vérification ayant lieu à des endroits difficiles, le délai entre chaque contrôle est important.

Il ne faut pas oublier que la déflagration provoque un bruit important surtout si l'opérateur est à proximité.

Le réservoir d'air est alimenté par une conduite d'air et l'électronique de commande est alimentée en énergie par un câble électrique. Ces alimentations doivent être fixées aux structures sur des chemins de câbles bien évidemment différents.

En résumé, on a donc un canon à air, son réservoir et son électronique de commande positionnés au plus près de la zone à traiter et cet ensemble est alimenté par une conduite d'air et un câble électrique. Sur le principe que la source électrique est « inépuisable » et que le câble électrique est une liaison physique, une installation équipée ne doit pas poser de problème d'alimentation.

Malheureusement, on constate qu'il se produit des disfonctionnements liés à des coupures de câbles ou à une dérive de l'électronique de commande sans que cela se remarque.On envoie donc régulièrement du personnel à proximité du canon pour déclencher un tir et/ou vérifier que le canon déclenche son tir à intervalle régulier. On comprend bien que cela est dangereux.

Pour les installations utilisant de nombreux canons, il est prévu un coffret principal qui adresse des instructions à des coffrets secondaires qui commandent un nombre déterminé de canon. Il y a donc un câblage( liaison filaire) entre le coffret principal et les coffrets secondaires et entre ces coffrets secondaires et les canons à air.

Tous les câbles traversant la paroi du coffret, il est prévu pour chaque passage un presse étoupe obligatoire en raison de l'environnement corrosif et poussiéreux (risque d'explosion).

La liaison filaire entre le générateur de commande et le module de commande permet d'acheminer un signal avec, en principe une garantie dans le temps, toutefois on multiplie les risques de défaut d'instructions par rupture des câbles d'acheminement du signal. Il ne faut pas oublier que nous sommes dans un milieu industriel agressif avec des distances non négligeables .Egalement, en raison des pertes la distance entre le canon et le générateur de commande est limitée à environ 50 mètres. De ce fait dans les industries ayant des canons à air disséminés sur une grande surface, il faut multiplier les générateurs de commande et un préposé à la surveillance doit se déplacer d'un générateur à l'autre pour vérifier s'il n'y a pas de défaut de fonctionnement.

Dans une installation classique (filai re), si l'ordre est envoyé sur la ligne de communication filaire au canon, le tir est considéré comme effectué même si un incident intervient. En effet, l'électrovanne peut rester ouverte ou fermée et le tir ne se produit pas Le disfonctionnement n'apparait souvent que lorsqu'il est trop tard.

On connaît une installation WO 2006/096092 décrivant un capteur de colmatage relié à un module de commande qui lui-même est relié à un canon a air va signaler une accumulation et déclencher un tir. Ce document signale la possibilité de remplacer, en théorie, les câbles par un réseau sans fil sans précision sur sa conception.

La transmission sans fil est un moyen connu mais présentant des difficultés dans des environnements industriels où les pièces métalliques sont nombreuses et parasitent l'acheminement des signaux, elle n'est pas utilisée.

L'invention se propose d'apporter une solution pour limiter les causes d'incidents, réduire les coûts d'installation et faciliter le contrôle du fonctionnement de ces canons à air.

A cet effet, l'invention a pour objet une installation comprenant au moins un canon à air produisant des déflagrations résultant de l'ouverture rapide d'une valve principale par déplacement d'un piston qui s'écartant de son siège, laisse circuler de l'air dit de travail accumulé sous pression dans un réservoir l'ouverture de la dite valve étant actionnée par un module de commande électrique située sur ou à proximité immédiate du canon à air piloté par un générateur d'ordres générant des ordres de tir en automatique, cette installation étant caractérisée en ce que le module de commande comprend un récepteur d'ordre émis à distance par un émetteur sans fil et un émetteur pour renvoyer des informations au générateur d'ordre comprenant donc lui-même un récepteur et ledit générateur d'ordre 8 comprend un moyen pour déclencher manuellement un tir.

L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du schéma qui représente FIG 1 : Un silo à grains.

FIG 2 : Un exemple de canon à air.

En se reportant au dessin, on voit un exemple de canon 1 à air pour produire des déflagrations pour détruire et/ou prévenir les accumulations de matériaux poudreux ou granuleux provocant des colmatages.

En figure 1, on a représenté un silo A avec sa trémie B de déchargement. Un camion peut se placer sous cette trémie pour charger des graines.

On a équipé la trémie de deux canons 1 à air ainsi que le tube C d'arrivé des graines dans le silo.

Ce canon à air comprend une valve 2 principale qui contrôle l'écoulement de l'air dit de travail contenu dans un réservoir 3.

Le piston 2 A de cette valve principale s'appuie sur son siège 2B au moins le temps du remplissage du réservoir. Le piston peut être plat guidé par une queue de guidage ou en forme de coupelle. Il importe peu de sa forme pour l'aspect technique de l'invention. Cette valve principale est soumise à deux forces opposées. Une première force tend à écarter le piston de son siège. Une partie de la face avant de cette valve est soumise à la pression existant dans le réservoir.

Ce piston est par ailleurs maintenu sur le dit siège par la pression exercée dans une chambre arrière.

La force qui applique le piston 2A de la valve principale sur son siège dépend de la pression dans une chambre arrière 4 et de la surface arrière exposée à la dite pression.

La force qui applique le piston 2A sur son siège doit être supérieure à celle qui tend à l'écarter dudit siège. Le différentiel des forces est cependant faible.

Les pressions sur l'avant et l'arrière du piston sont souvent identiques et c'est le différentiel de surface qui défini les forces appliqués.

L'évacuation de l'air contenu dans la chambre arrière est contrôlée par une électrovanne 5 ou actionneur. Ainsi, lorsqu'on évacue l'air de la chambre arrière, le piston ou la coupelle de la valve principale recule et l'air du réservoir s'évacue rapidement.

Dans l'exemple représenté, électrovanne 5 permet de mettre la chambre 5A à l'échappement 5B ce qui entraine le déplacement du piston. Une évacuation par un autre chemin est possible. Un module électronique 6 de commande actionne l'électrovanne. Les ordres sont générés par un générateur d'ordre 8 situé à distance.

Accessoirement, une mémoire 6 A, un compteur 6B et une horloge 6C sont implantés pour déclencher la manœuvre de l'électrovanne périodiquement. L'électronique du module de commande est adaptée à l'actionneur.

De manière général, l'ouverture de la valve résulte d'une action provoquée par un module 6 de commande électrique situé sur ou à proximité immédiate du canon à air qui agit sur une sorte de verrou. Ce module de commande, par exemple, ouvre l'électrovanne 5 qui est le verrou en envoyant une impulsion sur la bobine de l'électrovanne.

Le moyen d'ouverture de la valve principale peut être un moyen autre qu'une électrovanne.

Selon une caractéristique, le module 6 de commande électrique comprend un ensemble de communication sans fil composé d'un récepteur 7A et d'un émetteur7B pour communiquer avec un générateur 8 d'ordre éloigné lequel générateur d'ordre dispose de moyens d'émission et réception pour une communication bidirectionnelle sans fil avec le module 6 de commande et d'une commande de déclenchement manuel.

Il y a donc un récepteur 7A d'ordre émis par un émetteur 8A sans fil éloigné du récepteur 7A équipant le dit module de commande.

Le générateur d'ordre 8 se présente sous la forme d'une armoire de commande et/ou d'une télécommande 8.

Par générateur d'ordre, on comprendra, notamment, un ordinateur ou un ensemble d'automatisme apte à générer automatiquement un ordre destiné au déclenchement du canon.

La communication entre le générateur 8 d'ordre et le module de commande 6 est hertzienne et/ou par infra rouge.

L'armoire de commande étant fixe, on peut lui adjoindre en supplément une ou plusieurs télécommandes 160 qui peuvent servir à un opérateur pour s'approcher du canon à air pour déclencher le tir et visualiser les effets sans toutefois être obligés de trop s'approcher.L'opérateur entend au moins la déflagration ce qui confirme que le canon tire.

Cette solution technique est très intéressante car elle permet de placer le générateur de commande loin des canons et donc dans une salle de contrôle qui n'est pas soumise aux agressions de l'atmosphère proche du canon. En fonction de la distance entre le générateur et le canon, il pourra être prévu des moyens 200 en vue de répéter le signal.

Les moyens de communication implantés sur le module électronique de commande 6 sont un récepteur 7 A d'instructions et un émetteur 7B.

L'émetteur 7B équipant le module de commande 6 sert à renvoyer au générateur d'ordres 8 des informations du type « ordre de tir reçu et effectué » nombre de tirs effectués, pression dans le réservoir couplé au canon à air etc .

Le module 6 de commande comprend un moyen 150 vérifiant la réception de l'ordre et/ou la manœuvre de l'électro vanne et le dit moyen est apte à générer un signal de bon fonctionnement à destination du générateur d'ordre.

Il y a donc un retour d'informations ce qui est très important car précédemment on ne surveillait que le générateur 8 ce qui ne signifiait pas que le canon avait reçu l'ordre de tir.

Dans une première version, le module 6 de commande électronique qui est logé dans un boitier peut comporter une mémoire en vue de stocker un programme d'actionnement de la valve secondaire au moyen d'un micro-controleur ou d'un microprocesseur. Le récepteur 7A du module de commande permet, de recevoir non seulement un ordre de tir mais également d'adresser au microprocesseur, des données pour modifier le programme mémorisé. Le signal envoyé par le générateur d'ordre et celui retransmis vers le dit générateur comporte un identifiant permettant de reconnaître le canon à air.

Avec ce générateur de commande ou au moyen d'un accessoire du type télécommande et dans le cas où le module de commande comporterait un programme générant des ordres de tirs à partir d'une instruction reçue, on pourrait reprogrammer le délai entre deux tirs ainsi qu'éventuellement le décalage dans le temps d'un canon par rapport à un ou plusieurs autres canons en adressant au récepteur 7A les données correspondantes.

La présence d'un émetteur 7B sur le module de commande permet d'envoyer, en direction du générateur de commandes ou de la télécommande, des informations sur le canon à air, par exemple nombre de tirs effectués etc.

De préférence, pour des raisons de sécurité, les moyens électroniques implantés sur le canon à air et donc dans le module de commande 6 ne comprennent pas de générateur autonome d'ordre d'ouverture de la valve. C'est à dire que le module 6 électronique de commande est du type esclave piloté par le générateur 8 d'ordre logé dans l'armoire de commande ou la télécommande. Pour que ce module de commande implanté sur ou à proximité immédiate du canon actionne l'ouverture de la valve, il doit avoir reçu un ordre de tir de l'armoire ou de la télécommande. Ainsi, en manipulant ce module 6 de commande, on ne risque pas de déclencher un tir accidentel.

Le générateur 8 de commande comprend un moyen permettant de déclencher un tir manuel et des moyens de création en automatique d'ordre de tirs.

Dans le cas où le module de commande 6 est du type esclave, c'est sur le générateur d'ordre 8 contenu dans la télécommande ou l'armoire de commande qu'est implanté un système d'exploitation 8C pour gérer le fonctionnement du canon à air.

Le générateur d'ordre 8 comprend donc un émetteur 8 A et un récepteur 8B.

La télécommande comportera également ces moyens de communication bidirectionnelle et le poussoir pour actionner manuellement le tir.

Eventuellement, la programmation des tirs est, par exemple, faite sur un ordinateur 9 ou un moyen équivalent puis transférée sur le générateur de commande 8. Ce transfert de l'ordinateur peut se faire soit en iïlaire via un port USB soit en hertzien ou en infra rouge par un port approprié. Au générateur de commande seront associés une mémoire 15 pour les données et un système d'exploitation.

Un poussoir 10 implanté sur la télécommande ou sur l'armoire permet de déclencher un tir manuel.

On pourra donc depuis un endroit facile d'accès sans trop de risque, déclencher un tir de contrôle.

On comprend bien que l'avantage de cet aspect transmission sans fil est également d'assurer la sécurité de l'intervenant qui n'a plus obligation de se rendre, aussi souvent, juste à coté du canon à air pour vérifier qu'il fonctionne en actionnant un bouton implanté directement sur le canon.

On peut implanter sur le module de commande un programme spécifique de gestion par exemple de l'énergie utilisée par l'électrovanne ou de l'actionneur de la valve. Par exemple, on peut surveiller la pression dans le réservoir.

On peut facilement changer ce programme de gestion et/ou la procédure de tir sans se déplacer juste à coté du canon à air.

Avantageusement, l'alimentation de l'électronique 6 portée par le canon se fait au moyen d'une batterie 11 de sorte que l'on va supprimer les câbles électriques d'alimentation électrique et les câbles véhiculant les instructions. Cet aspect combiné avec la liaison sans fil est très sécurisant et économique.

On supprime donc des causes d'incidents (coupure de câbles, défaut d'isolation etc ;;;) et le surcoût pour la mise en place de ces câbles ou l'échange périodique desdits câbles.

Il faut certes changer périodiquement la pile d'où l'intérêt de prévoir sur le module de commande un émetteur 7B qui va transmettre l'état de charge de la dite pile.

Cette solution d'une alimentation par pile de électrovanne est paradoxale car elle nécessite une intervention humaine périodique pour un échange avec une pile neuve alors que la solution par câble ne nécessite pas, en théorie, cette intervention mais comme des interventions humaines sur les canons sont obligatoires, l'intervenant profitera de cette obligation pour changer alors la pile. De préférence, il faut adapter la capacité de la batterie (pile) en fonction de la périodicité de l'intervention et de la consommation.

II a été pris des dispositions pour limiter la consommation électrique de cette commande électrique.

L'électronique de commande comprend, par exemple, un moyen de mise en veille pour économiser l'énergie.

On utilise des composants économes en énergie.

Selon cette solution, le câblage qui était nécessaire à l'alimentation de l'électro vanne et du module de commande n'est plus utile. Certes, il faut remplacer régulièrement la batterie, mais cela peut se faire pendant la maintenance habituelle qui nécessite de vérifier différentes pièces mécaniques et donc l'accès aux canons à air et au réservoir. Il faut savoir que certains canons ne déclenchent le tir qu'une à deux fois par jour. La consommation électrique est donc faible.

La batterie peut être du type pile mais également consister en un accumulateur qui pourra être chargé par un panneau solaire ou une génératrice de type éolien ou entraînée par l'air comprimé qui sert à charger le réservoir. La distance entre cette génératrice et la batterie sera faible.

Avec la télécommande, on pourra récupérer des informations type nombre de tirs, état de la batterie etc.

La communication sera établie selon un protocole de communication, par exemple, du type WIFI, bluetooth ou zigBee ou autre. L'électronique de commande est protégée des conditions ambiantes (poussières et chaleur).Elle est logée dans un boîtier qui logera éventuellement l'antenne radio qui peut être éventuellement déportée.

Dans certains cas, il sera fait appel à des répétiteurs pour acheminer le signal provenant de l'émetteur 8A depuis l'armoire de commande jusqu'au canon à air lorsque la configuration des lieux perturbe la transmission ou que le générateur d'ordre est éloigné des canons à air. On peut constituer une sorte de maillage à partir d'un seul générateur d'ordre, ce maillage étant dessiné en fonction des emplacements des canons et du générateur d'ordre avec prise en compte des distances et des obstacles perturbant la transmission de signal.

Ainsi pour commander l'ouverture de la valve d'un canon, on équipe le canon à air d'un module 6 de commande de l'ouverture de la valve, ce module de commande comprend un moyen d'émission/réception sans fil pour communiquer avec un générateur d'ordre automatique pourvu d'un moyen d'émission/réception. Le générateur d'ordre envoie un ordre de tir qui reçu par le moyen de réception du module de commande va déclencher l'ouverture de la valve du canon, lorsque l'ordre est reçu ou lorsque la valve s'est ouverte, une confirmation est adressée au générateur. Lors de cet envoi, un état de la batterie peut être envoyé ainsi que d'autres informations comme un défaut d'alimentation en air ^' du réservoir ou une pression insuffisante. La réception de ces informations en retour est très importante car elle permet de déclencher des alarmes.

On dispose d"une installation plus simple à mettre en place car évitant la pose de câblage, plus facile à contrôler et sujette à moins d'incidents de transmission d'ordres (en cas de défaut de transmission, il n'y a pas d'accusée de réception dudit ordre donc cela provoque une alerte).

On peut dire que le canon à air est quasi autonome, le seul lien est l'alimentation en air du réservoir.