Procédé d'alimentation en matériaux pulvérulents ou granuleux
et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention comprend un procédé d'alimentation en matériaux pulvérulents ou granuleux et une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, comportant un silo d'emmagasinage des matériaux, un extracteur, et un transporteur continu, du type à bande par exemple, et lié à un dispositif de pesage.
Ces installations sont couramment utilisées pour effectuer une régulation du débit des matériaux.
A cet effet, on admet en pratique que le produit de l'effort exercé par le transporteur sur le dispositif de pesage par la vitesse du transporteur est une fonction du débit. Ainsi, dans les installations connues jusqu'à présent, on peut régler le poids de la couche de matériau sur le transporteur, par commande de 1'extracteur, à une valeur déterminée pour une valeur constante de la vitesse du transporteur. On peut également régler la vitesse du transporteur à une valeur déterminée pour une valeur constante de poids de la couche de matériau. On peut encore combiner ces deux procédés de réglage. Dans tous les cas, le produit du poids de la couche par la vitesse du transporteur reste égal à tout instant à une valeur du débit fixée dite de consigne p.
Or, le débit est, par définition, le poids réel de matériau passant dans une section donnée pendant l'unité de temps. En conséquence, le produit défini ci-dessus n'est pas en toute rigueur une fonction univoque du débit car le mode de répartition des maté- riaux sur le transporteur qui est forcément plus ou moins irrégulier, par suite des irrégularités d'extraction et en raison de l'hétérogénéité des matériaux, fausse par là même la mesure du débit obtenue.
Ainsi, pour les raisons exposées ci-dessus, les ins- tallations d'alimentation en matériaux pulvérulents ou granuleux ne permettent que de régler approxima- tivement le débit réel instantané à une valeur prédéterminée de consigne.
Or, on fait remarquer que le but poursuivi par l'utilisateur ne consiste pas, en fait, à obtenir un débit réel instantané de valeur donnée, par exemple constante, mais à obtenir un débit moyen de valeur donnée, ou, autrement dit, un poids réel de matériau délivré pendant un temps donné ayant une valeur donnée.
Le procédé que comprend la présente invention a précisément pour objet de permettre de régler le poids réel de matériau délivré pendant un temps donné à une valeur prédéterminée de consigne.
Ce procédé est basé sur la remarque que, bien que le produit à un instant donné de l'effort exercé par le transporteur chargé de matériau sur le dispositif de pesage par la vitesse du transporteur n'est pas une fonction univoque du débit réel instantané, l'intégrale dans le temps de ce produit est une fonction univoque du poids réel délivré par le transporteur.
Le procédé d'alimentation en matériaux pulvérulents ou granuleux consiste à mesurer l'effort exercé par un transporteur continu chargé de matériau sur un dispositif de pesage, à mesurer la vitesse d'avancement de ce transporteur, à obtenir une intégrale dans le temps du produit dudit effort par ladite vitesse, et à régler la valeur des quantités de maté- riau déposées sur le transporteur et/ou de la vitesse de ce transporteur en fonction de cette intégrale de manière que la valeur de ladite intégrale soit égale à une valeur de consigne en poids.
L'invention comprend également une installation d'alimentation en matériaux pulvérulents ou granuleux pour la mise en oeuvre du procédé défini cidessus.
Cette installation comporte un silo d'emmagasi- nage du matériau, un extracteur de ce matériau, un transporteur continu lié à un dispositif de pesage et sur lequel ledit extracteur dév & rse le matériau, des moyens d'entraînement de ce transporteur, un dispositif de mesure de l'effort exercé par ledit transpor- teur sur le dispositif de pesage, un dispositif de mesure de la vitesse d'avancement du transporteur, un dispositif d'affichage de la valeur de consigne désirée du débit instantané et un servo-moteur agissant sur ledit extracteur et/ou sur lesdits moyens d'entraînement du transporteur, et se caractérise en ce qu'elle comprend en combinaison, d'une part,
des moyens pour multiplier la valeur instantanée des quantités de matériau posées sur le transporteur par la valeur instantanée de la vitesse d'avancement de ce transporteur, des moyens pour faire la différence entre le produit ainsi obtenu et la valeur de consigne du débit instantané, pour appliquer la différence ainsi obtenue à l'entrée d'une chaîne d'amplification à faible gain de manière à délivrer ainsi un premier signal d'asservissement et, d'autre part, des moyens pour délivrer l'intégrale dans le temps de ladite différence et multiplier cette intégrale par un facteur constant de manière à délivrer ainsi un second signal d'asservissement, ledit servo-moteur étant contrôlé par un signal qui est la somme desdits premier et second signaux d'asservissement.
La théorie des servo-mécanismes montre qu'un tel mode de contrôle du servo-moteur selon lequel on utilise un signal d'asservissement direct fonction de la différence entre les valeurs instantanées de mesure et de consigne du débit et un signal d'asservissement secondaire fonction de la différence entre les valeurs de mesure et de consigne des poids passés sur le transporteur peut être stable.
L'installation que comprend l'invention peut être utilisée pour alimenter régulièrement des appareils de transformation tels que des appareils de lavage, de malaxage, de broyage, de criblage, de séchage, etc.
L'alimentation régulière de ces appareils à leur débit nominal accroît à la fois le débit moyen et la qualité de l'opération qui y est réalisée en supprimant les manques et les bourrages.
On peut également utiliser simultanément plusieurs installations pour réaliser le dosage des différents constituants des mélanges de produits solides, pulvérulents ou granuleux.
On peut ainsi maintenir une proportion rigoureuse de chaque produit dans les mélanges, suivant les impératifs de l'exploitation. On obtient donc la constance de la fabrication, en augmentant la qualité et abaissant le prix de revient par l'économie possible sur les constituants nobles et par la régularité de l'alimentation des appareils tels que les malaxeurs.
Cette régularité permet une augmentation du tonnage journalier qu'il est possible de traiter.
Le dessin annexé représente, schématiquement, à titre d'exemple, une forme d'exécution et des variantes de l'installation que comprend l'invention.
La fig. 1 représente, schématiquement, les différents ensembles fonctionnels de ladite forme d'exé- cution de l'installation.
La fig. 2 représente plus en détail un schéma fonctionnel de cette forme d'exécution de l'installation.
La fig. 3 est un schéma équivalant techniquement au schéma de la fig. 1.
Les fig. 4 et 5 sont des schémas partiels de variantes de réalisation.
En se reportant tout d'abord à la fig. 1, on y voit représentée une installation d'alimentation en un matériau pulvérulent ou granuleux emmagasiné dans un silo S. Un extracteur E, de caractéristiques appropriées au matériau, prélève celui-ci de manière réglable à l'aide d'un servo-moteur SM pour le déverser sur une bande transporteuse T de caractéristiques également adaptées au matériau considéré et entrainée par un groupe motoréducteur MR. Un organe tachymétrique t fournit la mesure de la vitesse d'avancement de la bande.
La bande T est montée sur une bascule compre- nant, par exemple, un tablier comprenant des poutrelles rigides p pivotant autour d'un axe o. L'autre extrémité du tablier agit sur un dispositif de pesage
P comprenant un dispositif détecteur D de type convenable susceptible de délivrer un signal fonction de l'effort exercé sur la bascule par la bande transpor- teuse T et le matériau qu'elle porte.
Un dispositif d'affichage AF est prévu. L'opérateur y affiche la valeur désirée, constante ou programme, du débit instantané de matériau à extraire du silo S.
Les signaux délivrés par le détecteur De le dispo sitif tachymétrique t et le dispositif d'affichage AF sont appliqués à l'entrée d'un ensemble régulateur R délivrant le signal de commande du servo-moteur
SM.
On fait observer ici que, au lieu de prévoir un détecteur tel que D qui mesure l'effort résultant du poids du matériau présent sur la bande T et d'asservir le servo-moteur SM à partir de l'effort ainsi mesuré, on pourrait imaginer de réaliser cet asservissement à partir de la mesure d'un paramètre quelconque lié aux quantités de matériaux déversés sur la bande.
On se reportera maintenant à la fig. 2 pour analyser en détail les divers éléments fonctionnels que comporte l'ensemble régulateur R.
Les signaux délivrés par le dispositif tachymétri- que t et par le détecteur D sont appliqués à l'entrée d'un circuit multiplicateur m dont le signal de sortie
Qi est une fonction approximative du débit instantané du matériau sur la bande transporteuse.
Un circuit soustracteur s délivre un signal (Qi-Qc) Qc étant la valeur de consigne du débit instantané telle qu'elle a été introduite dans le dispositif d'affichage AF.
Le signal (Ql-Qe) est appliqué à l'entrée d'un amplificateur à faible gain A qui délivre un signal A(Q@-Q@)
.
D'autre part, le signal (Q^-Qc) est appliqué à l'entrée d'un circuit intégrateur 1 qui délivre un signal
EMI3.1
qui est ensuite multiplie par un facteur B.
EMI3.2
sont enfin sommés dans un additionneur add. C'est en définitive un signal de la forme
EMI3.3
qui contrôle le fonctionnement du servo-moteur SM, lequel commande l'extracteur E.
Le schéma de la fig. 3 ne diffère de celui de la fig. 2 qu'en ce que les signaux 0 ; et Qe sont intégrés séparément dans des intégrateurs Il et 1. avant d'être soustraits dans le circuit soustracteur sl.
Le schéma de la fig. 4 correspond au cas où l'on utilise plusieurs transporteurs à bande pour effectuer une alimentation en des matériaux différents dont on désire doser le mélange. Alors, on utilise en parallèle plusieurs ensembles régulateurs tels que le régulateur R, un régulateur étant affecté pour chaque constituant du mélange.
La valeur de consigne Q,. pour un régulateur particulier correspondant à un constituant a est obtenue en effectuant le produit de la valeur de consigne générale en débit du mélange Qe ; par une valeur de consigne en proportion hQa/o du constituant a consi- déré par rapport au mélange Qc. a= Qc M ha. Les différentes valeurs Qu. a ; Qu {, ; Q,.,,, etc., ainsi obtenues sont ensuite traitées dans les différents ensembles régulateurs d'une manière analogue à celle représentée sur les fig. 2 ou 3.
Le schéma de la fig. 5 correspond au cas où le débit de l'extracteur E doit être asservi à une grandeur physique dont la valeur g est mesurée par un dispositif G. On affiche alors dans le dispositif AF la valeur h d'un. coefficient de proportion. Dans ces conditions, la valeur de consigne Qp est égale à g X h.
REVENDICATIONS
I. Procède d'alimentation en matériaux pulvéru- lents ou granuleux dans lequel on mesure l'effort exercé par un transporteur continu chargé de maté- riau sur un dispositif de pesage et l'on mesure la vi tesse d'avancement de ce transporteur, caractérisé en ce que l'on calcule une intégrale dans le temps du produit dudit effort par ladite vitesse, et que l'on règle la valeur des quantités de matériau déposées sur le transporteur et/ou de la vitesse de ce transporteur en fonction de cette intégrale de manière que la valeur da ladite intégrale soit égale à une valeur de consigne en poids.