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" BALANCE ET INSTALLATIONS EN DECOULANT",
La présente invention se rapporte à une balance et installa- tions en découlant, permettant de mesurer et/ou d'enregistrer des pesées, en particulier de les contrôler à distance, de mesurer des débits et des densités, de peser automatiquement denombreux pro- duits. Dans une forme de,réalisation le pesage simultané ou non de différents produits dans des appareils séparés, permet de réaliser des mélanges en poids. En outre, dans d'autres réalisations la pesée dans deux balances successives permet par le contrôle de vannes, l'automatisme d'opérations dépendant du débit ou de la densité, telles que le mouillage, le dosage, le séchage, etc.
Dans la plupart de ces applications un des principaux avan- tages de la balance selon l'invention, est l'absence de chocs qui se marquent dans les appareils doseurs ou les balances auto- matiques pour la pesée ou le dosage du charbon, du ciment ou de toute autre substance solide ou liquide, qui opèrent par déclan- chement brutal des qu'un point d'équilibre est dépassé,
Dans la présente invention, au contraire, si la balance comporte un bac ou trémie, la descente de ce bac ou de cette trémie, sous l'effet de la charge sera progressive, et cette
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descente, cornue on le verra plus loin, sera d'amplitude réduite.
L'ouverture et la fermeture des vannes normalement utilisées, dans ce cas, seront de préférence commandées ou déclanchées élec- tri@uement, sans nécessiter de chocs, ni créer de réactions bru- tales dans l'appareil. Qutil s'agisse, d'un tel dispositif, ou d'un pont de pesage pour charges fixes ou roulantes, ou dtune bande transporteuse pour pesage continu ou discontinu, les indi- cations pourront, par le présent système, être lues contrôlées en- registrées et/ ou totalisées à distance,
Le dispositif de pesée selon l'invention réside essentielle- ment dans la mesure de la pression d'un liquide supportant un flotteur chargé dans un récipient.
Quand cette charge augmente, le flotteur s'enfonce davantage dans le liquide qui le soutient, entraînant une variation du niveau dans le récipient, Cette va- riation du niveau donne une mesure de la variation de la charge sur le flotteur considéré.
Il en résultera évidemment une plus grande longévité des couteaux et une plus grande constance de la précision.
Selon une caractéristique de l'invention, le flotteur suppor- tant une réaction dûe à la charge, se déplace dans une capacité de section horizontale très légèrement supérieure à la sienne propre. Il s'ensuivra qu'à une descente relativement faible du dit flotteur correspondra une variation relativement importante'du niveau dans le récipient ou dans un tube de niveau communiquant avec celui-ci. Si le flotteur et le récipient sont des cylindres géométriques,sensiblement co-axiaux, à toute variation de la char- ge correspondra une variation proportionnelle du niveau. En pra- tique, on peut considérer le flotteur comme un piston libre se déplaçant dans un cylindre qui constitue le récipient. La forme cylindrique se prête à.une exécution précise de cette partie importante de l'appareil.
Si des dispositions sont prises pour que le piston ne puisse toucher .'la paroi du cylindre, aucun frot- tement ne se produisant, les mesures pourront atteindre une grande précision. La viscosité du liquide dans l'espace annulaire com-
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pris entre le piston et le cylindre jouera un rôle intéressant de dash-pot, en évitant les fluctuations trop brutales du niveau lors de Inapplication des charges.
Dans un mode de réalisation, un dispositif de pesée selon l'invention, comportera par exemple, un chassis reposant d'une part, sur d'eux couteaux alignés dont les arêtes constituent axe de pivotement,et,d'autre part, sur le flotteur par un point, un pivot, un couteau, une bille et dont il pourra éventuellement d'ailleurs être solidaire.
Un jeu de couteaux supportant le tablier ou la trémie déter- minera exactement le point d'application de la charge et les rapports des.bras de leviers, Un contrepoids pourra équilibrer les effets de la pesanteur, à vide, totalement ou partiellement
Le flotteur (ou piston) étant porté par le liquide contenu dans le récipient (ou cylindre) une charge appliquée sur le ta- blier ou dans la trémie enfoncera le piston dans le liquide qui s'établira à un niveau qui mesurera, sur l'échelle, la valeur de cette charge.
Pour rendre plus explicite l'idée originale de l'invention, on suppose que le piston, d'un diamètre de 113 mm environ se dé- plaoe dans un cylindre de 115 mm de diamètre. La section du piston est donc de 100 am2'et l'espace annulaire libre entre le cylindre et le piston mesure 4 cm2.
Si, sous l'effet de la charge, le piston stenfonce dans le cylindre de 1 om, il déplace donc 100 cm3 qui seront refoulés 'dans l'espace annulaire en créant une montée du niveau initial de 25 cm. Il en résultera.une poussée vers le haut sur le piston, correspondant à une colonne de 25 cm du liquide utilisé, agissant sur la section du piston.
Si le liquide utilisé est du mercure, le déplacement de 100 cm3 engendré par une plongée de 1 om du piston, entrainera sur la section de celui-ci une poussée vers le haut,correspondant à la colonne de 25 cm de mercure, qui s'établit, soit en dautres termes, au poids de 2 1%2 dm3 de mercure, ou environ 34 Kgr.
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Les bras de leviers du système peseur peuvent être établis tels, quten fait, cette poussée contrebalance exadtement- ceci à titre d'exemple- une charge dé 50 kgr.
Dans ces conditions, la charge de 50 kgr sera mesurée par une dénivellation de'350 mm ; une variation de charge de 1 kg sera mesurée par une différence de niveau de 5 mm de mercure et l'é- chelle de pesée sera donc de 200 gr par millimètre..
Si l'on peut apprécier 1/4 de mm,.les leptures se feront à 50 grammes près, soit à 1 pour mille.
Les lectures de niveau peuvent se faire dans un tube droit ou de préférence incliné, ce qui augmentera la précision de la mesure. En estimant les déplacements du liquide dans ce tube à 1/2 mm, si l'inclinaison est de 25%, on arrivera à lire aisément la valeur de la charge à 25 gr près, soit 1/2 pour mille de la charge. Le tube de contrôle peut évidemment être droit sur' une partie de sa hauteur, et être coudé dans la région des lectures.
Les chiffres ci-dessus sont uniquement donnés à titre expli- catif; ils montrent néanmoins la grande précision de mesure possi- ble, supérieure aux mesures de pression pièzoélectriques, et per- mettent d'envisager plus clairement une des caractéristiques par-* ticulières de l'invention, qui est l'utilisation du fluide lui- même pour assurer -la mesure de la pesée,
Si le fluide utilisé n'est pas un conducteur de l'électricité , l'utilisation d'un flotteur pourra permettre, par contact direct, par signalisation, photoélectrique par exemple, ou par basculement d'un contact à mercure,.Inadaptation du contrôle électrique envi- sagé ci-dessous, Mais l'invention prend toute sa valeur quand le fluide lui-même est conducteur, Ce sera de préférence le mercure,
On suppose,
pour fixer les idées, que dans le tube de con- trôle en verre plonge un conducteur terminé par un fil de platine, et que ce conducteur d'une part, le mercure d'autre part, soient reliés aux deux pôles d'une pile. Quand, sous l'action dtune charge le mercure monte dans le tube de contrôle, le contact se fermra au niveau déterminé par la pointe de platine, et le circuit élec-
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trique sera ferme.La fermeture de ce circuit permettra,au moyen de relais,d'actionner des électro-aimants, et ou des moteurs, des embray- ages, des compteurs ou des enregistreurs, éventuellement d'autres rel lais selon les possibilités de l'électrotechnique.
En général donc,l'utilisation d'un liquide conducteur,et en particulier du mercure,permettra d'assurer le comptage à distance des pesées,leur totalisation et ou leur enregistrement,l'opération de commandes telles des vannes de remplissage et ou de vidange et de tout dispositif de signalisation ou d'alarme.
Comme dispositif particulier de la balance automatique notam- ment,il pourra être fait usage d'une vanne d'alimentation'à ferme- ture progressive pour assurer la précision des mesures en diminuant: progressivement la quantité en chute libre, ou plusieurs vannes à déclanchements successifs pourront être commandées par des contacts multiples.
Si l'on veut à volonté peser les restes par évaluation directe du niveau du mercure dans le tube de contrôle,cette mesure pourra être,également selon l'invention,effectuée à distance;on pourra me- surer, en effet,entautres possibilités,la hauteur de cette colonne de mercure par la variation des caractéristiques,d'une résistance sous tension,disposée dans le tube de contrôle,et dont le mercure lui-même met en court circuit une longueur correspondante . sa hauteur,
On pourra effectuer dune manière analogue, selon l'invention le contrôle périodique automatique ou semi-automatique, de la densité. A cet effet, la trémie aura une forme particulière de tourie de section généralement ronde ou rectangulaire, comportant un goulot relativement petit.
Le flux de produit lui sera pério- diquemnt amené, l'excès étant déversé dans une trémie inférieure.
Après un temps suffisant pour le remplissage complet, le cycle continuant, le flux sera by-passé vers la trémie inférieure pendant l'opération de pesée proprement dite, qui s'effectuera comme ci-dessus, soit dircetment soit par mesure électrique de la hauteur du niveau du mercure,
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Cette indication pourra être enregistrée à distance. Après un laps de temps suffisant l'ouverture d'un clapet de sortie permettra l'évacuation des produits; la fermeture du dit clapet précédera l'ouverture de la vanne de chargement selon le cycle périodique choisi.
La trémie pourra être vibrée en période de chargement pour obtenir un'tassement uniforme.
Un système de relais à temps, ou une minuterie, règlera la cadence des manoeuvres et la périodicité des pesées.
Dans le même ordre d'idées, le contrôle dé la densité ou de l'humidité paut agir par des dispositifs de réglage appro- sur les appareils de traitement précédents ou suivants le système de contrôle envisagé.
Ainsi, à titre d'exemple, le dispositif de contrôle de l'hu- midité pourra suivre un séchoir dont le réglage est maintenu dans les limites pratiques voulues, à l'intervention de relais
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co.::=a.!1dés par le système signalisateur ou enregistreur. ans un utre exemple une humidité additionnelle peut de même être apportée automatiquement par les mêmes moyens que ci- dessus afin que l'humidité totale soit maintenue automatiquement dans les limites du réglage effectué.
Le contrôle envisagé ci-dessus permet d'assurer dtautres opérations que celles du séchage ou de l'humidification et ses effets peuvent se faire sentir en un point quelconque judicieux sèment choisi du diagramme de fabrication.
D'une manière analogue, une minuterie pourra régler' la cadence de déclanchement soit d'une balance, afin par exemple de régulariser -en même temps le débit, soit de plusieurs ba- lances, afin de réaliser des mélanges en poids.
L'action de cette minuterie pourra être, le cas échéant, arrêtée à l'intervention de contacteurs commandés par le niveau
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,< inférieur des produits dans les silos, afin de réaliser le mélange dans les proportions désirées, et d'avertir automatiquement
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le personnel, de toute perturbation qui pourrait se produire.
Il suffira d'ailleurs de mettre en série, sur le réseau, les dispositifs de commande du déclanchement des trémies,' pour réaliser leur vidange simultanée, laquelle ne pourra, dans ce cas, se réaliser que si tous les poids, pour lesquels les ba- lances sont réglées sont'' atteints.
Il est évident que le piston, le cylindre et le tube de contrôle éventuellement adopté, pourront être faits en n'importe quelle matière.
L'utilisation d'un tube de contrôle en verre ou' en quartz, peut faciliter une meilleure disposition des organes en pla- çant le dispositif en dehors de la balance même.
Le mercure (ou le liquide conducteur ) étant relié , une source de tension électrique, le contact de manoeuvre pourrait être assuré par l'introduction d'un,e tige à une profondeur ré- glable par exemple.
Plusieurs tiges isolées les unes des entres pourraient d'ailleurs porter autant de contacts actionnant chacun soit une vanne, soit un dispositif de signalisation ou d'enclanchement, soit encore un dispositif à fermeture progressive de l'admission afin de rendre les pesées aussi exactes que possible.
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Il va de soi que le ou les contacts pourront être fixes dans l'apparieil, le réglage se faisant dans ce cas, non par modifica- tion du niveau du ou des contacts, mais par une modification de la charge initiale.
On peut, en effet, faire usage de contrepoids par exemple, de manière que les contacts s'établissent quand le poids déterminé des matières est atteint.
Pour augmenter la précision des lectures, il suffira de déterminer la section'du piston, de manière à augmenter la varia.- tion du niveau liquide sous une même charge. Afin que la plongée du piston ne devienne pas relativement importante, néanmoins, on diminuera avantageusement au minimum le jeu entre le cylindre et le piston. De cette manière une faible plongée du piston en- trainera une variation relativement importante du niveau,
On peut également faire usage d'un fluide différent du mercure, et mesurant la pression dans le récipient par une colonne liquide dont la hauteur est fonction du rapport inverse des den- sités. Dans ce cas, le tube de contrôle sera renflé à sa base, et le niveau de mercure qui sty établira sera soumis- au poids d'une colonne dteau, par exemple, dont la hauteur correspondra au niveau initial du mercure.
Si par suite de la réaction d'une char- ge, le niveau du mercure stélève dans le cylindre, il ne pourra le faire que moyennant un déplacement du niveau de l'eau dans le tube de contrôle correspondant son propre niveau, la différence ' des densités agrandissant considérablement l'échelle des pesées,
Si l'eau est rendue opaque par un colorant, il pourra être fait usage selon ltinvention d'un relai à cellule photoélectrique pour l'actionnement des divers contacts. Une légère couche de nétrole à la surface de leau , évitera ltévaporation, quoique celle-ci n'aie en somme aucune influence sur la précision des me- sures.
Enfin, la précision sera également augmentée si la trémie ou le dispositif en tenant lieu, au lieu d'être accrochée entre les couteaux fixes de pivotement et le dipositif à flotteur, est placée,
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soit au droit de ce dispositif; soit au delà, de manière à aug- menter ltimportance du bras de levier de la charge, donc l'effet des variations de celle-ci et la différence des niveaux en résul- tant,
Lorsqu'une balance est destinée à la pesée automatique ou sem-automatique d'une quantité pré-déterminée, chaque décharge devant par exemple assurer une basculée de 100 ou de 500 kg, il pourra être intéressant, pour augmenter la précision de lecture tout en diminuant l'amplitude de la variation verticale du niveau du flotteur,
de faire usage d'un dispositif de retenue tenant le dit flotteur à pression lorsque la charge envisagée n'est pas en. core atteinte dans la trémie. Ce n'est que lorsque cette charge approchera de la valeur de celle admise, que le flotteur en s'a- baissant cessera de réagir sur le dispositif de retenue, une lé- gère différence du niveau du flotteur suffisant dès ce moment à assurer le contrôle de la pesée avec une grande précision,
Afin de mieux faire comprendre l'importance de ce dispositif particulier selon l'invention on envisagera un flotteur comme prévu au début du présent mémoire, devant servir pour contrôler 'des pesées de 500 kg.
Si la trémie est suspendue comme il a été dit entre le point de pivotement et le point diction dans le flotteur, un déplacement vertical de 1 cm du dit flotteur permet- tra de vérifier une pesée de l'ordre de 50 kg. sur une échelle de niveau de 250 mm (tube de contrôle droit). Pour enregistrer une pesée de 500 kg, le flotteur devra s'enfoncer de 10 cm dans le mercure;celui-oi sera refoulé de 2500mm il stensuivra que le dit flotteur devra avoir une hauteur de plus de 2,50 m et que ses variations de niveau'seront relativement importantes (environ 100mm) chose que l'on désire éviter, et que la variation du niveau de lecture sera elle aussi très importante, Il n'est guère possible de parer à la longueur du piston.
Mais en disposant une butée sur le fléau on peut maintenir à force le piston dans le mercure,, ' Dans ce cas, après ouverture du clapet dtadmission, la trémie en se remplissant arrivera à faire décaler le fléau de son point de
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butée sans heurt, et il ne suffira plus que d'une variation relativement peu importante de plongée du piston pour assurer le déclanchement des manoeuvres électriques ou tout simplement la lecture de la pesée à la partie supérieure du tube de niveau.
La précision sera élevée puisque les 500 kg seront en fait mesurés sur une échelle de 2500 mm, chaque millimètre correspondant'à 200 grammes. Un choix judicieux des bras de levier permettrait le cas échéant toute modification d'échelle. On notera, que dans ce cas particulier, on n'utilise qu'une quantité de mercure de 1' ordre du litre,
Il est évident que tout moyen ' -le mesure de pression du fluide dans le récipient, tel que mamomètres à lecture directe ou contact, tores pendulaires, statiques ou astatiques, relais manométriques ou relais de mesure de niveau, peut être utilisé et rentre dans le cadre du domaine du présent .breveta
Afin de mieux faire ressortir 1?exposé ci-dessus,
les dessins annexés et représentés sohématiquement montrent diverses réali- sations et divers détails d'une balance conçue suivant l'objet de l'invention et à titre d'exemples ses applications à des installations de balance.
A cet effet, la fig.I représente une balance selon l'inven- tion réalisée suivant une modalité dtexécution très simple,
Les fig.2,3,4 représentent des vues de détails des moyens permettant de contrôler la mesure de la pesée par l'emploi direct ou indirect de circuits électriques,
La fig.5 représente schématiquement la réalisation'd'une balance automatique selon l'invention et la fig.6 un schéma des circuits électriques et des appareils contrôlés par ces derniers, assurant le fonctionnement automatique de la balance.
La fig.7 représente un dispositif permettant à distance par exemple la mesure de la pesée des restes.
La fig.8 représente toujours schématiquement Inapplication de l'objet de l'invention à la mesure et ou l'enregistrement continue des densités,
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La fig.9 représente schématiquement une réalisation permet- tant le contrôle de l'humidité de différents produits.
La fig.10 représente un tube de 'contrôle comportant une partie inclinée dans la région des lectures*
La fig.II. représente une variante d'exécution d'une balan- ce selon l'invention, avec application du détail représenté à la fig. 10.
La fig.I2 représente schématiquement une installation de -la variante d'exécution de la fig.11 comprenant l'ensachage au- tomatique.
La fig,13 représente un détail d'éxécation.
Les fig.14,15,16 représentent des dispositifs de protection . du tube de contrôle,
La fig.17 représente un mode dtexécution du récipient(cylindre) et de son flotteur (piston) dans une réalisation permettant d'é- viter des frottements entre eux.
La fig.18 représente le moyen permettant de faire usage de la différence de densité de deux liquides pour augmenter l'échelle des mesures,.
La fig.19 montre une disposition particulière du système de balance dans laquelle une butée retient le flotteur jusque une certaine limite.,
La fig.20 représente toujours schématiquement l'application de la fig,19 dans une réalisation d'un pont à peser.
La fig.21 montre l'utilisation de deux flotteurs pour une pesée.
La fig.22 représente la disposition dtun indicateur mano- métrique remplaçant le tube de contrôle.
La fig.23 représente l'application de l'objet du présent brevet pour la mesure des débits liquides,
La fig.I schématise une balance selon l'invention. Le réci- nient ou cylindre est représenté par. I, le liquide par 2, et le flotteur ou piston par 3. La charge est représentée par 4. Le
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fléau 5 est porté par les couteaux 6 et 7 et supporte la charge 4 par le couteau 8.
La réaction sur le couteau 7 est prise par le flotteur 3 plongeant dans le liquide 2 contenu dans le récipient 1, Le niveau du liquide 2 est lu dans le tube de contrôle 9 par exem- ple sur une échelle 10,
La fig.2 représente schématiquement l'élément de mesure de la balance. Si le liquide 2 est conducteur, un contact peut s' établir dans le tube 9, quand le liquide monte sous l'action de la charge sur le piston 3 entre le dit liquide 2 et la tige platinée Il,
Le contact actionne le relai 12 intercalé dans le circuit de la pile ou de l'élément 13.
Les fig.3 et 4 représentent deux moyens pour actionner un relai tel que 12 respectivement au moyen d'une cellule photo- électrique '14 et d'une lampe 15, et fig.4 au moyen d'un contac- teur à basculement 16 déclanché par un flotteur 17,
La fig.5 représente schématique ent une réalisation de ba- lance automatique selon l'invention. On reconnait le fléau 5 porté par les couteaux 6 et 7 ,
Cette figure 5 représente en outre la trémie de pesage 18 supportée par les couteaux 8 et la trémie d'alimentation 19, Ces deux trémies sont munies de leurs clapets 20 et 21, normalement fermés,par exemple, par des contrepoids 22. Deux électro-aimants tels que 23 et 24 commandent l'ouverture des trémies 19 et 18.
Un schéma de raccordement électrique d'une telle balance automatique est donné par la fig.6 qui représente les différente relais que l'on peut utiliser pour assurer la suite des opérations d'ouverture et de fermeture des vannes.
Jette fig.6 représente les trémies 18 et 19, les clapets 20 et 31, les contrepoids 22, le²électro-aimants d'ouverture 23 et 24. On reconnait en outre le tube contrôle 9 dans lequel sTé- tablit le niveau du liquide conducteur 3. et la tige à contact II.
La fig.6 ou l'appareil est montré en période de repos montre
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deux circuits électriques principaux, celui de 1'électro-aimant 24 et celui de l'électro-aimant 23. Sur ce dernier est branché en dérivation un'circuit auxiliaire, celui du tube de contrôle 9.
Un interrupteur général 25 peut mettre ces circuits sous tension.
L'interconnexion et l'automaticité du système sont assurées l'intervention de relaisù tel qu'il ressort de l'explication ci-dessous : L'interrupteur général 25 étant fermé le courant passe par les contacts 26 et 27, à ce moment fermés, et excite la bobine 23 assurant ainsi l'ouverture du clapet 21.
Le courant ne peut passer par le circuit de l'électro-aimant 24, car si le contact 28 est fermé, le contact 29, d'un type spécial à coupure retardée, est à ce moment ouvert. Dès que le clapet 21 s'ouvre, d'ailleurs, le contact 28 en s'ouvrant coupe le circuit,
Le contenu de la trémie 19 peut donc s'écouler dans la trémie 18, obturée par le clapet 20, et chargeant le piston-flotteur, élèvera le niveau du liquide 2 dans le tube 9.
Quand le poids correspondant au déolanchement sera atteint, le liquide 2 faisant contact avec la pointe II mettra sous ten- sion l'électro-aimant 30.
En basculant, le contact 27 coupera le courant d'excitation de l'électro-aimant 23, et le clapet d'alimentation 21 se fermera sous l'effet du contrepoids 22. Dès cet instant pourra s'établir une mesure de la pesée. Toutefois, dans le dispositif automatique, le courant sera établi dans l'électro-aimant 24 par les deux re- lais 28 et 29 amenés ainsi en position de fermeture, et le contenu de la trémie 18 s'évacuera donc. Le contact 26 en s'ouvrant rem- placera l'effet du contact 27 qui se rétablirait sous l'effet de la descente du liquide.
Après un temps dépendant des caractéristiques du contact spécial 29 à ouverturé retardée, caractéristiques déterminées à l'avance par le temps nécessaire à la vidange de la trémie 18, ce contact spécial 29 coupera l'excitation sur la bobine 24;
le
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clapet 20 obturera la trémie 18 vide, et la fermeture du oontact ' 26 permettra la continuation du cycle, à une cadence dépendant de la régularité de l'alimentation,-
Un contact auxiliaire, ou même chacun des contacts tels que 26 ou 27 peut servir . assurer le contact à distance du nombre des pesées, et leur totalisation, ou l'actionnement de tout sytème de contrôle,- En fait un contact à fermeture retar- dée, fixé à l'un ou à l'autre des clapets permettra d'actionner un système d'alarme si aucun déclanchement ne se produit dans un laps de temps largement en excès de celui nécessaire à une pesée.
On sera ainsi prévenu de toute anomalie du système d'ali- mentation, ou de l'arrêt de l'opération de pesage,
La pesée terminée laissera vraisemblablement un reste qui ne pourra apérer le déclanchement. Après mesure de ce reste par ' le niveau du liquide 2 dans le tube.2, on,en assurera la vidange en actionnant le contact 27 par le bouton poussoir 31 mettant en tension la bobine de 1''électro-aimant 30.
Il va de soi que les contacts,tels que 26,27,28 et 29, au lieu d'actionner directement.les électro--aimants 23 et 24, peu- vent agir sur des relais électro-magnétiques permettant d'assurer de plus grandes intensités, également que ces électro-aimants de manoeuvre peuvent être remplacés par dés moteurs-freins, par des dispositifs de commande mécanique ou hydraulique etc.
Dans le cas ou l'on désire opérer le déclanchement simul- tané de deux ou plusieurs balances, on pourra mettre en série les circuits des électro-aimants tels que 24. Ltarrêt d'une balance arrête dans ce cas toute l'installation, ce qui est avan- tageux pour la constance des mélanges.
Dans le cas où il est désirable d'avoir une cadence de débit donnée, une minuterie à contact pourra enclancher périodiquement les circuits des électros tels que 24 des différentes balances,
La fig.7 représente un dispositif par lequel la pesée, des restes par exemple, peut s'effectuer par mesure à distance du niveau du mercure dans le tube 9.. Une tige 32 est immergée dans
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le mercure 3, du tube 9, et le niveau est mesuré par la variation de résistance due à la montée du mercure, par mesure potentio- métrique,'ou par pont de Wheatstone schématisé en 33. Dans ce cas, les déclanchements, si besoin est, seront assurés par bouton poussoir, ou par Inaction d'une minuterie à contact.
Le système se prête 'aux enregistrements,
La fig.8 montre Inapplication spéciale de l'objet de l'in- vention à la mesure et/ ou à l'enregistrement continu des densités.
La trémie 8 à une forme particulière c'est à dire la forme cy- lindrique raccordée à deux parties côniques, de manière à réali- ser la constance nécessaire du volume..
A intervalles réguliers, le produit est by-passé par l'ac- tion de la vanne 34 dans le conduit 35. A ce moment, la trémie 18 est pleine. La pesée s'effectue par le dispositif de mesure de résistance par exemple, qui peut être enregistré directement sur une échelle de densités, Cet enregistrement effectué, la trémie se vide, par l'actionnement du olapet 20 commandé par minuterie.
Après' fermeture du clapet 20, la chute des produits est à nou- veau concentrée dans la trémie 18. Pendant cette opération, un vibreur 36 peut amener un tassement de la matière, si besoin est, La partie supérieure 79 de la trémie 18 n'est pas horizontale, mais disposée suivant un angle tel que le trop plein ne peut se former et s'écoule dans la trémie 80 d'évacuation.
Ce système de mesure sei-continue trouve une application spéciale dans le contrôle de l'humidité de différents produits.
Un tel dispositif, schématisé dans la fig.9, comporte une balance automatique 37, réglée pour déclancher sous une charge donnée, surmontant une étuve 38, de dessi- cation, Cet ensemble est suivi par une balance 39 permettant l'enregistrement des pesées. Une minuterie 40 scande l'alimenta- tion de la première balance 37. La pesée effectuée, le produit s'écoule dans l'étuve 38, où s'effectue la dessication, Après un temps suffisant réglé par la minuterie, le produit s'écoule dans la balance inférieure 39. L'enregistrement des pesées de cette
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dernière balance peut indiquer directement sur l'échelle de l'enregistreur 41, le % d'humidité du produit initial pour chacune des pesées successives.
La cadence des mesures sera fonction du temps nécessaire à la dessication dans l'étuve 38.
Il va de soi que le dispositif est disposé en dérivation sur le circuit principal des produits, et que l'enregistreur, à sonour, peut asservir, selon l'invention, le ou les appareils de traitement antérioeur ou ultérieur.
Les figures 10 à 18 sont relatives à quelques caractéristi- ques constructives de l'invention, dont le but est principalement, d'assurer ou d'améliorer la précision et la constance des mesures.
La fig.IO représente un tube de contrôle tel que 9 compor- tant une partie inclinée 42 dans la région des lectures, qui se font sur l'échelle 10.
La fig.II représente une disposition relative des couteaux 6,7 et 8 sur le fléau 5 propre à augmenter l'intensité de la pression sur le liquide 2, du flatteur 3., lorsque la charge 4 est appliquée. Des valeurs relativement faibles de la charge peuvent être mesurées sur une échelle plus étendre. Le système. se prête à l'exécution d'une applique murale, dont un cas fré- quent est l'ensachage automatique.
Une telle exécution est schématisée dans la fig.12, dans laquelle un support 43 supporte la trémie de pesage 18, en porte , faux sur le fléau 5. Le support 43 soutient les couteaux 6- et le système'de contrôle comprend le'flotteur .3 et le tube 9.
Dans certains cas, la trémie de chargement 19, comprendra de préférence un agitateur 44, mû par exemple par un moteur 45.
Le sac sera préférentiellement disposé sur un support 46, qu'un vibreur 47 maintiendra en vibration afin d'assurer le tassement du produit. Si celui-ci est pulvérulent, il sera avantageux de munir la trémie de pesée dtun ube 48 coulissant sur un conduit 49. Le sac peut être raccordé à un ensachoir 50. Une fois la pesée effectuée, celle-ci peut être annoncée par un signal lumineux ou sonore tel que 51. L'ouverture de la trémie par ouverture du
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clapet 20 pourra s'effectuer de toute manière connue quand le tube coulissant 48 sera amène sensiblement par la poignée 53 au fond du sac, représenté en 52, la remontée de ce tube étant assurée par un contrepoids 54.
La vidange de la trémie 18 pourra être en certains cas facilitée par un vibreur 55'mis en mouvement automatiquement lors de la vidange de la dite trémie par un relai auxiliaire.
La fig.13 représente un moyen d'éviter l'oxydation du mer- cure par les contacts répétés et notamment par l'étincelle de coupure. Le mercure 2 dans le tube 9. est surmonté d'une couche
56 d'huile de transformateur, au sein de .laquelle s'effectuera . le contact ou la coupure par la pointe II.
La fig.14 représente un système de protection qui peut compléter le précédent. Le tube de contrôle 9 est mis sous une cloche 57 de telle sort,e que l'équilibre des pressions à l'inté- rieur et à l'extérieur, puisse s'établir soit par une membrane souple telle que 58, soit par un filtre 59, tous deux représentés sur la dite figure 14. Par surcroît de précautions on peut mettre le tube en atmosphère neutre et sèche, en prévoyant soit une arrivée lente d'un gaz tel que l'azote,'ou le CO2 soit un enri- chissement périodique de l'atmosphère de la cloche en l'un ou l'autre de ces gaz par un ajutage 60.
Un dessicateur 61 évitera les condensations à l'intérieur du dispositif de mesure. Il contiendra, par exemple, une subs- tance hygroscopique tel du chlorure de chaux ou de l'acide sul- furique concentré, soit un gel de silice.
On peut évidemment, selon le dispositif représenté à la fig.15, couper tout contact avec l'atmosphère en établissant entre la cloche et l'atmosphère un sas ou joint hydraulique 62.
Il y aurait lieu, dans ce cas, de tenir compte dans les mesures, d'un facteur de correction correspondant à la différence des niveaux du liquide dans le sas, due à la pression du gaz dans la cloche,
Un système simple de protection anti-poussière consiste à remplacer, comme représenté .sur la fig.I6, la cloche 57 par une simple manche filtrante 63, portée, par exemple par une cloche
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64 non étanche. Le contact II peut être éventuellement porté par cette cloche 64.
Afin d'éviter les frottements du flotteur contre le cylin- dre qui le contient, les réactions verticales de la charge se- ront transmises au dit flotteur en un point situé de préférence selon l'invention, en dessous de son centre de flottaison, et de telle sorte qu'un minimum de réactions horizontales lui -soit com- muniqué sous l'influence de la charge. Le tlotteur lui-même aura une forme assurant une stabilité relative, par exemple, une forme cylindro-cônique.
Le volume de liquide requis sera diminué- en donnant au récipient une forme analogue, Ces considérations sont exemplifiées dans la fig.17, qui montre un flotteur cylin- dro-cônique 3, dans lequel l'application de la réaction due à la charge s'effectue par l'intermédiaire d'une bille 65, en un point situé sous le centre de flottaison du dit flotteur 3, au début de l'application de la charge 4. Le récipient I ayant lui-même une forme cylindro-cônique.
La fig.I8 montre comment il peut être fait usage de la différence de densité de deux liquides pour augmenter l'échelle des mesures. Si le tube de contrôle 9 comporte un renflement ,cylindrique 66 à sa base, ce renflement contenant du mercure, et au dessus, par exemple de l'eau, le niveau de l'eau s'établira dans la partie de plus faible section du tube 9 à une hauteur qui fera équilibre au mercure du récipient 1. En s'enfonçant le flotteur refoulera une partie du mercure, partie dans l'espace annulaire qui l'entoure, en créant ainsi une poussée verticale antagoniste , la charge, partie dans le renflement 66, jusque ce que le niveau de l'eau dans le tube 9. équilibre' le niveau résultant du mercure dans le récipient.
Un choix convenable des sections pourra accentuer considérablement l'échelle des mesures dans le tube 9.
La fig.19, montre comment unebitée 67 peut retenir à force le flotteur 3 dans le liquide 2, du récipient 1, jus qu'à ce que
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le poids de la charge dans une trémie 18 par exemple soit suffi- sant pour déclancher le fléau 5 de la dite butée 67, une faible descente du flotteur 3. suffisant à assurer une mesure précise dans le tube 9 sur une échelle relative.-rient grande, hors de proportion avec la descente réelle du fléau 5.
La fig.20 montre Inapplication l'objet du brevet à un, pont à peser, et s'explique d'elle-même.
On reconnait le système de pesée constitué par le récipient 1, le liquide 2, le flotteur 3, le tube 9, un jeu de fléau 5. supportant le tablier 68.
La fig.21 montre comment deux flotteurs ou plus peuvent être utilisés à une pesée. Les deux récipients 1 représentés communiquent entre eux et avec le tube de contrôle 9 où se lit la charge de la trémie 18, par un tube 69.
La fig.22 montre un dispositif de pesées selon l'invention dans lequel le tube de contrôle 9 est remplacé par un indicateur manométrique 70, actionné par le niveau du liquide 2 dans le récipient I sous l'influence de la charge 4 appliquée au flatteur 3. Ce dispositif s'applique aux mesures dont la précision est limitée à 2% environ.
La fig.23 montre comment le dispositif peut être utilisé pour la mesure de débits liquides, par exemple, pour les pompes essence. Dans ce cas, les clapets sont remplacés par des vannes électro-magnétiques 71, la vidange de chaque bac doseur tel que 18 étant commandé soit par une minuterie 72, soit par un bouton poussoir 73 actionnant également un compteur totalisa- teur 74, l'ensemble pouvant, être enfermé dans un capot étanche 75.
Une pompe 76 peut éventuellement assurer un débit rapide dans le tuyau 77.
Dans ce cas, le contact II, dans le tube 9 peut être réglé diaprés la densité du liquide manipulé, ou un contrepoids 78 peut tenir compte d'un tel réglage, le contact II étant laissé fixe.
En résumé il faut considérer comme rentrant dans le cadre
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"BALANCE AND FLOWING INSTALLATIONS",
The present invention relates to a scale and installations resulting therefrom, making it possible to measure and / or record weighings, in particular to control them remotely, to measure flow rates and densities, to automatically weigh numerous products. . In one embodiment, the simultaneous or non-simultaneous weighing of different products in separate devices makes it possible to produce mixtures by weight. In addition, in other embodiments, weighing in two successive scales allows, by controlling valves, the automation of operations depending on the flow rate or density, such as wetting, dosing, drying, etc.
In most of these applications, one of the main advantages of the balance according to the invention is the absence of shocks which are noticeable in dosing devices or automatic scales for weighing or dosing carbon, cement. or any other solid or liquid substance, which operate by sudden release as soon as an equilibrium point is exceeded,
In the present invention, on the contrary, if the scale comprises a tank or hopper, the descent of this tank or this hopper, under the effect of the load will be progressive, and this
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descent, retort as we will see later, will be of reduced amplitude.
The opening and closing of the valves normally used, in this case, will preferably be controlled or triggered electrically, without requiring shocks or creating sudden reactions in the apparatus. If it is a question of such a device, or of a weighing bridge for fixed or rolling loads, or of a conveyor belt for continuous or discontinuous weighing, the indications can, by the present system, be read and checked. registered and / or totaled remotely,
The weighing device according to the invention essentially resides in measuring the pressure of a liquid supporting a float loaded in a container.
When this load increases, the float sinks further into the liquid which supports it, causing a variation in the level in the receptacle. This variation in level gives a measure of the variation in the load on the float considered.
This will obviously result in greater longevity of the knives and greater consistency of precision.
According to one characteristic of the invention, the float, supporting a reaction due to the load, moves in a capacity of horizontal section very slightly greater than its own. It will follow that a relatively small descent of said float will correspond to a relatively large variation of the level in the container or in a level tube communicating with the latter. If the float and the container are geometric cylinders, substantially coaxial, any variation in load will correspond to a proportional variation in level. In practice, one can consider the float as a free piston moving in a cylinder which constitutes the container. The cylindrical shape lends itself to precise execution of this important part of the apparatus.
If arrangements are made so that the piston cannot touch the cylinder wall, as no friction occurs, the measurements can be achieved with high accuracy. The viscosity of the liquid in the annular space com-
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caught between the piston and the cylinder will play an interesting dash-pot role, avoiding too sudden fluctuations in the level when loads are not applied.
In one embodiment, a weighing device according to the invention will include, for example, a frame resting, on the one hand, on their aligned knives, the ridges of which constitute the pivot axis, and, on the other hand, on the float by a point, a pivot, a knife, a ball and which it could possibly also be integral.
A set of knives supporting the apron or the hopper will determine exactly the point of application of the load and the ratios of the lever arms, A counterweight can balance the effects of gravity, empty, totally or partially
The float (or piston) being carried by the liquid contained in the receptacle (or cylinder) a load applied to the table or in the hopper will push the piston into the liquid which will settle at a level which will measure, on the scale, the value of this load.
To make the original idea of the invention more explicit, it is assumed that the piston, with a diameter of approximately 113 mm, moves in a cylinder of 115 mm in diameter. The section of the piston is therefore 100 am2 'and the free annular space between the cylinder and the piston measures 4 cm2.
If, under the effect of the load, the piston sinks into the cylinder by 1 om, it therefore displaces 100 cm3 which will be forced back into the annular space, creating a rise in the initial level of 25 cm. This will result in an upward thrust on the piston, corresponding to a 25 cm column of the liquid used, acting on the section of the piston.
If the liquid used is mercury, the displacement of 100 cm3 generated by a plunge of 1 om of the piston, will cause on the section of the latter a thrust upwards, corresponding to the column of 25 cm of mercury, which s' establishes, either in other words, at the weight of 2 1% 2 dm3 of mercury, or about 34 Kgr.
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The lever arms of the weighing system can be established such that, in fact, this thrust counterbalances excessively - this by way of example - a load of 50 kgr.
Under these conditions, the load of 50 kgr will be measured by a difference in level of '350 mm; a load variation of 1 kg will be measured by a difference in level of 5 mm of mercury and the weighing scale will therefore be 200 gr per millimeter.
If we can appreciate 1/4 of a mm, the leptures will be done to the nearest 50 grams, that is to say to 1 per thousand.
Level readings can be taken in a straight or preferably inclined tube, which will increase the accuracy of the measurement. By estimating the displacements of the liquid in this tube at 1/2 mm, if the inclination is 25%, we can easily read the value of the load to the nearest 25 gr, or 1/2 per thousand of the load. The control tube may of course be straight for part of its height, and be angled in the readings region.
The above figures are for explanatory purposes only; they nevertheless show the high possible measurement accuracy, superior to piezoelectric pressure measurements, and allow one of the particular characteristics of the invention to be considered more clearly, which is the use of the fluid itself. to ensure the measurement of the weight,
If the fluid used is not a conductor of electricity, the use of a float may allow, by direct contact, by signaling, photoelectric for example, or by switching a mercury contact. considered below, But the invention takes on its full value when the fluid itself is a conductor, It will preferably be mercury,
We assume,
to fix ideas, that in the glass control tube plunge a conductor terminated by a platinum wire, and that this conductor on the one hand, the mercury on the other hand, be connected to the two poles of a battery . When, under the action of a load, the mercury rises in the control tube, the contact will close at the level determined by the platinum tip, and the electrical circuit
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The closing of this circuit will make it possible, by means of relays, to actuate electromagnets and / or motors, clutches, counters or recorders, possibly other relays according to the possibilities of electrical engineering.
In general therefore, the use of a conductive liquid, and in particular mercury, will make it possible to remotely count the weighings, their totalization and / or their recording, the operation of controls such as filling valves and / or drain and any signaling or alarm device.
As a particular device of the automatic balance, in particular, use may be made of a supply valve with progressive closure to ensure the accuracy of the measurements by reducing: gradually the quantity in free fall, or several triggering valves successive can be controlled by multiple contacts.
If one wishes to weigh the remains at will by direct evaluation of the mercury level in the control tube, this measurement can be, also according to the invention, carried out remotely; one can measure, in fact, among other possibilities, the height of this column of mercury by the variation of the characteristics, of a resistance under tension, arranged in the control tube, and of which the mercury itself short-circuits a corresponding length. his height,
The automatic or semi-automatic periodic control of the density can be carried out in a similar manner, according to the invention. To this end, the hopper will have a particular carboy shape of generally round or rectangular cross section, comprising a relatively small neck.
The product stream will be fed to it periodically, the excess being discharged into a lower hopper.
After sufficient time for complete filling, the cycle continuing, the flow will be by-passed to the lower hopper during the actual weighing operation, which will be carried out as above, either dircetment or by electrical measurement of the height. the level of mercury,
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This indication can be recorded remotely. After a sufficient period of time, the opening of an outlet valve will allow the evacuation of the products; the closing of said valve will precede the opening of the loading valve according to the chosen periodic cycle.
The hopper can be vibrated during the loading period to obtain a uniform settlement.
A time relay system, or a timer, will regulate the rate of the maneuvers and the periodicity of the weighings.
In the same order of ideas, the control of the density or of the humidity can act by means of adjustment devices on the treatment apparatus preceding or following the control system envisaged.
Thus, by way of example, the humidity control device could follow a dryer whose adjustment is kept within the desired practical limits, with the intervention of relays.
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co.::=a.!1decided by the signaling or recording system. In another example, additional humidity can likewise be provided automatically by the same means as above so that the total humidity is automatically maintained within the limits of the adjustment made.
The control envisaged above makes it possible to ensure operations other than those of drying or humidification and its effects can be felt at any judicious point chosen in the production diagram.
In an analogous manner, a timer will be able to regulate the rate of triggering either of a scale, for example in order to regulate the flow rate at the same time, or of several scales, in order to achieve mixtures by weight.
The action of this timer can be, if necessary, stopped by the intervention of contactors controlled by the level.
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, <lower of the products in the silos, in order to achieve the mixture in the desired proportions, and to automatically warn
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staff, of any disruption that may occur.
It will also suffice to put in series, on the network, the control devices for triggering the hoppers, 'to achieve their simultaneous emptying, which can, in this case, be achieved only if all the weights, for which the ba - lances are set are '' reached.
It is obvious that the piston, the cylinder and the control tube possibly adopted, could be made of any material.
The use of a glass or quartz control tube can facilitate better arrangement of the organs by placing the device outside the balance itself.
As the mercury (or the conductive liquid) is connected to an electric voltage source, the operating contact could be provided by the introduction of a rod at an adjustable depth, for example.
Several rods isolated from one of the inputs could also carry as many contacts each actuating either a valve, or a signaling or switching device, or even a device with progressive closing of the inlet in order to make the weighings as accurate as possible.
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It goes without saying that the contact (s) can be fixed in the apparatus, the adjustment being made in this case, not by modifying the level of the contact (s), but by modifying the initial load.
It is in fact possible to use counterweights, for example, so that the contacts are established when the determined weight of the materials is reached.
To increase the accuracy of the readings, it will suffice to determine the section of the piston, so as to increase the variation of the liquid level under the same load. So that the plunge of the piston does not become relatively large, however, the clearance between the cylinder and the piston will advantageously be reduced to a minimum. In this way, a small plunge of the piston will cause a relatively large variation in the level,
It is also possible to use a fluid other than mercury, and measuring the pressure in the receptacle by a liquid column, the height of which depends on the inverse ratio of the densities. In this case, the control tube will be bulged at its base, and the level of mercury which will be established will be subjected to the weight of a column of water, for example, the height of which will correspond to the initial level of mercury.
If, as a result of the reaction of a charge, the level of mercury rises in the cylinder, it can only do so by moving the level of the water in the control tube corresponding to its own level, the difference ' densities considerably enlarging the weighing scale,
If the water is made opaque by a dye, use may be made according to the invention of a photocell relay for actuating the various contacts. A light coating of oil on the surface of the water will prevent evaporation, although this does not have any effect on the accuracy of the measurements.
Finally, the precision will also be increased if the hopper or the device taking its place, instead of being hooked between the fixed pivot knives and the float device, is placed,
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either to the right of this device; either beyond that, so as to increase the importance of the load lever arm, hence the effect of variations in the load and the resulting difference in levels,
When a balance is intended for the automatic or semi-automatic weighing of a predetermined quantity, each discharge having for example to ensure a tilting of 100 or 500 kg, it could be interesting, to increase the reading precision while reducing the amplitude of the vertical variation of the float level,
to use a retainer holding said pressure float when the intended load is not in. core reached in the hopper. It is only when this load approaches the value of that admitted, that the float, while lowering, will stop reacting on the retaining device, a slight difference in the level of the float sufficient from this moment to ensure the weighing control with great precision,
In order to better understand the importance of this particular device according to the invention, consideration will be given to a float as provided at the beginning of this memorandum, to be used to control weights of 500 kg.
If the hopper is suspended as has been said between the pivot point and the diction point in the float, a vertical displacement of 1 cm of said float will make it possible to check a weighing of the order of 50 kg. on a level scale of 250 mm (straight control tube). To register a weight of 500 kg, the float will have to sink 10 cm into the mercury; this one will be driven back 2500mm it will follow that the said float must have a height of more than 2.50 m and that its variations in level will be relatively large (about 100mm) something that we want to avoid, and that the variation of the reading level will also be very important. It is hardly possible to deal with the length of the piston.
But by placing a stop on the flail, the piston can be kept forcibly in the mercury, 'In this case, after opening the inlet valve, the hopper, when filling, will cause the flail to shift from its point of contact.
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stop smoothly, and it will only suffice for a relatively small variation in plunging of the piston to ensure the release of the electrical operations or simply the reading of the weighing at the upper part of the level tube.
The accuracy will be high since the 500 kg will in fact be measured on a 2500 mm scale, each millimeter corresponding to 200 grams. A judicious choice of lever arms would allow any modification of scale if necessary. It will be noted that in this particular case, only a quantity of mercury of the order of a liter is used,
It is obvious that any means' - the measurement of the pressure of the fluid in the receptacle, such as direct reading or contact mammometers, pendulum, static or astatic toroids, pressure relays or level measurement relays, can be used and fit into the domain framework of this .breveta
In order to better emphasize the above statement,
the accompanying drawings and shown schematically show various embodiments and details of a balance designed according to the object of the invention and by way of examples its applications to balance installations.
To this end, FIG. I represents a balance according to the invention produced according to a very simple execution method,
Figs. 2,3,4 represent detail views of the means allowing to control the measurement of the weighing by the direct or indirect use of electrical circuits,
Fig.5 shows schematically the realization of an automatic balance according to the invention and Fig.6 a diagram of the electrical circuits and devices controlled by the latter, ensuring the automatic operation of the balance.
Fig. 7 shows a device allowing, for example, the measurement of the weighing of the remains remotely.
Fig. 8 still schematically represents the application of the object of the invention to the measurement and or the continuous recording of the densities,
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Fig. 9 schematically represents an embodiment allowing the control of the humidity of different products.
Fig. 10 shows a control tube with a sloping part in the readings region *
Fig. II. shows an alternative embodiment of a balance according to the invention, with application of the detail shown in FIG. 10.
Fig.I2 schematically shows an installation of the variant embodiment of fig.11 comprising the automatic bagging.
Fig, 13 shows a detail of execution.
Figs. 14,15,16 represent protection devices. of the control tube,
FIG. 17 represents an embodiment of the container (cylinder) and of its float (piston) in an embodiment making it possible to avoid friction between them.
Fig. 18 represents the means allowing to make use of the difference in density of two liquids to increase the scale of the measurements.
Fig. 19 shows a particular arrangement of the balance system in which a stopper retains the float up to a certain limit.,
Fig.20 still shows schematically the application of fig, 19 in an embodiment of a weighing bridge.
Fig. 21 shows the use of two floats for a weighing.
Fig. 22 shows the arrangement of a pressure gauge replacing the control tube.
Fig. 23 represents the application of the subject of this patent for the measurement of liquid flows,
Fig.I schematically shows a balance according to the invention. The recess or cylinder is represented by. I, the liquid by 2, and the float or piston by 3. The load is represented by 4. The
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flail 5 is carried by the knives 6 and 7 and supports the load 4 by the knife 8.
The reaction on the knife 7 is taken by the float 3 immersed in the liquid 2 contained in the receptacle 1, The level of the liquid 2 is read in the control tube 9, for example on a scale 10,
Fig. 2 schematically shows the measuring element of the balance. If the liquid 2 is conductive, a contact can be established in the tube 9, when the liquid rises under the action of the load on the piston 3 between the said liquid 2 and the platinum rod II,
The contact activates the relay 12 interposed in the circuit of the battery or of the element 13.
Figs. 3 and 4 show two means for actuating a relay such as 12 respectively by means of a photoelectric cell '14 and a lamp 15, and fig.4 by means of a toggle contactor 16 triggered by a float 17,
FIG. 5 schematically represents an embodiment of an automatic balance according to the invention. We recognize the plague 5 carried by the knives 6 and 7,
This figure 5 also shows the weighing hopper 18 supported by the knives 8 and the feed hopper 19. These two hoppers are provided with their valves 20 and 21, normally closed, for example, by counterweights 22. Two electro- magnets such as 23 and 24 control the opening of hoppers 19 and 18.
An electrical connection diagram of such an automatic balance is given in fig.6 which represents the different relays that can be used to ensure the continuation of the opening and closing operations of the valves.
Jette fig.6 shows the hoppers 18 and 19, the valves 20 and 31, the counterweights 22, the opening electromagnets 23 and 24. We also recognize the control tube 9 in which the level of the conductive liquid 3 is established. and the contact rod II.
Fig. 6 where the appliance is shown in the rest period shows
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two main electric circuits, that of the electromagnet 24 and that of the electromagnet 23. On the latter is branched an auxiliary circuit, that of the control tube 9.
A main switch 25 can energize these circuits.
The interconnection and the automaticity of the system are ensured by the intervention of relaysù as it emerges from the explanation below: The main switch 25 being closed, the current flows through the contacts 26 and 27, at this time closed , and energizes the coil 23 thus ensuring the opening of the valve 21.
The current cannot pass through the circuit of the electromagnet 24, because if the contact 28 is closed, the contact 29, of a special type with delayed breaking, is at this moment open. As soon as the valve 21 opens, moreover, the contact 28 when opening cuts the circuit,
The contents of the hopper 19 can therefore flow into the hopper 18, closed by the valve 20, and loading the float piston, will raise the level of the liquid 2 in the tube 9.
When the weight corresponding to the stripping is reached, the liquid 2 making contact with the tip II will put under tension the electromagnet 30.
By tilting, the contact 27 will cut off the excitation current of the electromagnet 23, and the supply valve 21 will close under the effect of the counterweight 22. From this moment a measurement of the weighing can be established. However, in the automatic device, the current will be established in the electromagnet 24 by the two relays 28 and 29 thus brought into the closed position, and the contents of the hopper 18 will therefore be discharged. The contact 26, when opening, will replace the effect of contact 27 which would be re-established under the effect of the descent of the liquid.
After a time depending on the characteristics of the special contact 29 with delayed opening, characteristics determined in advance by the time required for emptying the hopper 18, this special contact 29 will cut off the excitation on the coil 24;
the
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valve 20 will close the empty hopper 18, and closing oontact '26 will allow the cycle to continue, at a rate depending on the regularity of the feed, -
An auxiliary contact, or even each of the contacts such as 26 or 27 can be used. ensure the remote contact of the number of weighings, and their totalization, or the actuation of any control system, - In fact a delayed closing contact, fixed to one or the other of the valves will allow activate an alarm system if no triggering occurs within a period of time largely in excess of that required for a weighing.
We will thus be warned of any anomaly in the supply system, or of the stop of the weighing operation,
The finished weighing will probably leave a remainder which will not be able to approve the triggering. After measuring this remainder by 'the level of the liquid 2 in the tube 2, it will be emptied by actuating the contact 27 by the push button 31 putting in tension the coil of the electromagnet 30.
It goes without saying that the contacts, such as 26, 27, 28 and 29, instead of directly actuating the electromagnets 23 and 24, can act on electromagnetic relays making it possible to ensure more high currents, also that these maneuvering electromagnets can be replaced by motor-brakes, by mechanical or hydraulic control devices, etc.
In the event that one wishes to operate the simultaneous release of two or more balances, it is possible to put the circuits of the electromagnets such as 24 in series. Stopping a balance in this case stops the entire installation. which is advantageous for the consistency of the mixtures.
In the event that it is desirable to have a given flow rate, a contact timer can periodically switch on the circuits of appliances such as 24 of the different scales,
FIG. 7 represents a device by which the weighing, of the remains for example, can be carried out by measuring the level of mercury in the tube 9 at a distance. A rod 32 is immersed in
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mercury 3, of tube 9, and the level is measured by the variation of resistance due to the rise in mercury, by potentiometric measurement, 'or by Wheatstone bridge shown schematically at 33. In this case, the trips, if necessary is, will be provided by push button, or by Inaction of a contact timer.
The system lends itself to recordings,
Fig. 8 shows the special application of the object of the invention to the measurement and / or continuous recording of densities.
Hopper 8 has a particular shape, that is to say the cylindrical shape connected to two conical parts, so as to achieve the necessary constancy of volume.
At regular intervals, the product is by-passed through the action of the valve 34 in the conduit 35. At this time, the hopper 18 is full. Weighing is carried out by the resistance measuring device for example, which can be recorded directly on a density scale. This recording carried out, the hopper empties, by actuation of the valve 20 controlled by a timer.
After closing the valve 20, the fall of the products is again concentrated in the hopper 18. During this operation, a vibrator 36 can bring about a settlement of the material, if necessary. The upper part 79 of the hopper 18 n 'is not horizontal, but arranged at an angle such that the overflow cannot form and flows into the discharge hopper 80.
This sei-continuous measuring system finds special application in the humidity control of various products.
Such a device, shown schematically in FIG. 9, comprises an automatic balance 37, set to release under a given load, surmounting a drying oven 38. This assembly is followed by a balance 39 allowing the recording of the weighings. A timer 40 monitors the supply of the first balance 37. The weighing carried out, the product flows into the oven 38, where the drying takes place. After a sufficient time set by the timer, the product s' flows into the lower scale 39. The recording of the weighings of this
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last balance can indicate directly on the scale of the recorder 41, the% moisture of the initial product for each of the successive weighings.
The rate of measurements will depend on the time required for drying in the oven 38.
It goes without saying that the device is arranged as a bypass on the main circuit of the products, and that the recorder, by sound, can control, according to the invention, the prior or subsequent processing device (s).
FIGS. 10 to 18 relate to some constructive characteristics of the invention, the aim of which is mainly to ensure or improve the precision and consistency of the measurements.
Fig. 10 shows a control tube such as 9 having an inclined portion 42 in the region of the readings, which are taken on scale 10.
FIG. II shows a relative arrangement of the knives 6, 7 and 8 on the flail 5 capable of increasing the intensity of the pressure on the liquid 2, of the flatter 3., when the load 4 is applied. Relatively small values of the load can be measured on a larger scale. The system. is suitable for the execution of a wall luminaire, a frequent case of which is automatic bagging.
Such an execution is shown schematically in fig.12, in which a support 43 supports the weighing hopper 18, as a door, false on the beam 5. The support 43 supports the knives 6- and the control system comprises the float .3 and tube 9.
In some cases, the loading hopper 19 will preferably include an agitator 44, for example driven by a motor 45.
The bag will preferably be placed on a support 46, which a vibrator 47 will keep vibrating in order to ensure the compaction of the product. If the latter is powdery, it will be advantageous to provide the weighing hopper with an ube 48 sliding on a duct 49. The bag can be connected to a bagger 50. Once the weighing has been carried out, this can be announced by a signal. luminous or audible such as 51. The opening of the hopper by opening the
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valve 20 can be carried out in any known manner when the sliding tube 48 is brought substantially by the handle 53 to the bottom of the bag, shown at 52, the rise of this tube being ensured by a counterweight 54.
The emptying of the hopper 18 may in certain cases be facilitated by a vibrator 55 ′ set in motion automatically during the emptying of said hopper by an auxiliary relay.
Fig. 13 represents a means of avoiding the oxidation of mercury by repeated contacts and in particular by the cut-off spark. The mercury 2 in tube 9. is topped with a layer
56 transformer oil, within .laquelle will be carried out. contact or cut by the tip II.
Fig. 14 shows a protection system which can complement the previous one. The control tube 9 is placed under a bell 57 in such a way that the balance of the pressures inside and outside can be established either by a flexible membrane such as 58, or by a filter 59, both shown in said FIG. 14. As an additional precaution, the tube can be placed in a neutral and dry atmosphere, by providing either a slow arrival of a gas such as nitrogen, 'or CO2 or an enri - Periodic chissement of the atmosphere of the bell in one or the other of these gases by a nozzle 60.
A desiccator 61 will prevent condensation inside the measuring device. It will contain, for example, a hygroscopic substance such as chloride of lime or concentrated sulfuric acid, or a silica gel.
It is obviously possible, according to the device shown in Fig. 15, to cut off all contact with the atmosphere by establishing between the bell and the atmosphere an airlock or hydraulic seal 62.
In this case, it would be necessary to take into account in the measurements a correction factor corresponding to the difference in the liquid levels in the airlock, due to the gas pressure in the bell,
A simple dust protection system consists in replacing, as shown in fig.I6, the bell 57 by a simple filter sleeve 63, carried, for example by a bell
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64 not waterproof. Contact II can optionally be carried by this bell 64.
In order to avoid friction of the float against the cylinder which contains it, the vertical reactions of the load will be transmitted to said float at a point preferably situated according to the invention, below its center of flotation, and so that a minimum of horizontal reactions is communicated to it under the influence of the load. The float itself will have a shape ensuring relative stability, for example, a cylindrical-conical shape.
The volume of liquid required will be decreased - by giving the vessel a similar shape, These considerations are exemplified in fig. 17, which shows a cylindrical-conical float 3, in which the application of the reaction due to the charge s 'carried out by means of a ball 65, at a point located under the center of flotation of said float 3, at the start of the application of the load 4. The container I itself having a cylindrical-conical shape.
Fig. I8 shows how the difference in density of two liquids can be used to increase the measurement scale. If the control tube 9 has a bulge, cylindrical 66 at its base, this bulge containing mercury, and above, for example water, the water level will be established in the part of the smallest section of the tube 9 at a height which will balance the mercury of the container 1. By sinking the float will push back a part of the mercury, part in the annular space which surrounds it, thus creating an antagonistic vertical thrust, the load, part in bulge 66, until the level of water in tube 9. balances the resulting level of mercury in the container.
A suitable choice of sections can considerably increase the scale of measurements in tube 9.
Fig. 19, shows how a flow 67 can forcibly retain the float 3 in the liquid 2, of the container 1, until
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the weight of the load in a hopper 18, for example, is sufficient to release the beam 5 from said stop 67, a slight descent of the float 3 sufficient to ensure an accurate measurement in the tube 9 on a relative scale. large, out of proportion to the actual descent of the plague 5.
Fig. 20 shows the object of the patent to a weighing bridge, and is self-explanatory.
We recognize the weighing system consisting of the container 1, the liquid 2, the float 3, the tube 9, a set of beams 5. supporting the apron 68.
Fig. 21 shows how two or more floats can be used at one weighing. The two containers 1 shown communicate with each other and with the control tube 9 where the load of the hopper 18 is read, by a tube 69.
Fig. 22 shows a weighing device according to the invention in which the control tube 9 is replaced by a manometric indicator 70, actuated by the level of the liquid 2 in the container I under the influence of the load 4 applied to the flatterer 3. This device applies to measurements the accuracy of which is limited to approximately 2%.
Fig. 23 shows how the device can be used for measuring liquid flows, for example, for petrol pumps. In this case, the valves are replaced by electromagnetic valves 71, the emptying of each dosing tank such as 18 being controlled either by a timer 72 or by a push button 73 also actuating a totalizing counter 74, the assembly which can be enclosed in a sealed cover 75.
A pump 76 can optionally provide a rapid flow in the pipe 77.
In this case, the contact II in the tube 9 can be adjusted according to the density of the liquid handled, or a counterweight 78 can take such an adjustment into account, the contact II being left fixed.
In summary, it should be considered as falling within the scope
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