Brevet FR2090100A1 — publié le 19720114

La présente invention concerne de manière générale des appareils de pesée ou balances, et plus précisément un appareil destiné à peser une matière transportée par une courroie de transporteur. Jusqu'à présent, on a utilisé de nombreux dispositifs pour 5 mesurer la charge portée par une courroie de transporteur. De tels dispositifs comprennent des fléaux et des couteaux, des plaques de flexion, une matière élastique permettant une flexion ou un pliage, et d'autres dispositifs. Cependant, dans chaque dispositif, le châssis est monté de façon pivotante ou élastique de manière à se 10 déplacer verticalement sous l'action de la charge portée par le transporteur, et ce déplacement peut être transmis à une cellule de contrainte ou analogue placée dans un circuit d'intégration. Ce dernier combine la charge mesurée comme décrit à la vitesse de la courroie et donne une mesure précise du poids de matière portée 15 par la courroie. Tous ces dispositifs présentent cependant un ou plusieurs inconvénients, par exemple leur encombrement, leur usure, la difficulté de les entretenir, une réponse peu précise, une sensi- .ou bilité trop grande aux chocs,/autres. Des dispositifs de pesée de la technique antérieure sont par 20 exemple décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique 1 074 123, N° 3 339 650 et 3 163 248. Chacun des dispositifs décrits dans les brevets cités a des organes de châssis montés à pivotement ou élastiquement et transmettant la charge portée par la courroie en déplaçant verticale-25 ment le châssis. Ce déplacement est enregistré par un appareil de pesée étalonné qui intègre ce déplacement en le combinant à la vitesse de la courroie de manière à fournir une mesure du poids de matière portée parla courroie. L'invention concerne un appareil destiné à mesurer un poids 30 se déplaçant sur une courroie, et plus précisément à mesurer le poids de matière granulaire solide, de matière liquide ou autre, ces matières étant portées par une courroie de transporteur. On appelle couramment de tels appareils balances à courroie ou dispositifs de • pesée continue, car on les utilise pour peser une matière qui se 35 déplace de façon continue dans les balances. L'appareil de l'invention diffère de ceux de la technique antérieure en ce qu'il comprend un câble ou une tige souple mais inextensible,pour supporter la 71 17753 2 2090100 courroie à un poste de pesée, et il mesure directement ou indirectement la traction dans le câble ou la tige de manière à déterminer la charge transportée. Un générateur tachymétrique ou un dispositif analogue transmet/ électriquement au détecteur 5 de la charge un signal proportionnel à la vitesse de la courroie, cette vitesse et ce poids étant multipliés de manière à fournir un signal de sortie proportionnel au débit en unités de poids par unité de temps. Le signal de sortie du détecteur de charge peut parvenir à un amplificateur et à des instruments de lecture, 10 par exemple/^in totalisateur et un indicateur de débit permettant un enregistrement visuel. L'invention concerne donc un appareil de pesée continue, simple et relativement peu coûteux à fabriquer. Il donne une pesée précise d'un courant continu de matière portée par une 15 courroie de transporteur. Il comprend un câble souple mais inextensible qui supporte une courroie de transporteur à un poste de pesée, une extrémité du câble au moins étant reliée directement ou indirectement à une cellule de contrainte de manière à déterminer la traction dans le câble, donc la charge 20 transportée. L'appareil fournit avantageusement un signal proportionnel à la vitesse de la courroie, et on peut intégrer celui-ci avec un signal proportionnel à la traction dans le câble pour obtenir un signal de sortie proportionnel au débit de la matière placée sur la courroie. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une élévation d'un mode de réalisation de l'appareil de pesée de l'invention, avec des parties arrachées ; 30 la figure 2 est une élévation latérale de l'appareil de la figure 1 et représente schématiquement le circuit d'intégration destiné à la pesée continue de matière portée par la courroie de transporteur et à fournir une indication visuelle ; la figure 2A est une vue partielle en plan avec des parties 35 arrachées,dans la direction des flècheg£A-2A de la figure 2 ; la figure 2B est un schéma électrique de la cellule de contrainte de la figure 2A j 71 17753 2090100 la figure 3 est une élévation d'un second mode de réalisation de l'appareil de pesée de l'invention ; la figure 4 est une élévation d'un troisième mode de réalisation de l'appareil de l'invention ; et 5 la figure 5 est une élévation d'un quatrième mode de réali sation de l'appareil de l'invention. Dans un mode de réalisation représenté sur la figure 1, l'appareil 8 de pesée de l'invention comprend des montants verticaux 10 et 12 de support placés de part et d'autre d'une 10 courroie 14 de transporteur portant une matière. Un câble souple 16 (qui est de préférence un câble en fil d'acier inoxydable) associé à une cellule de contrainte 18, relie les extrémités supérieures des montants 10 et 12 et comporte plusieurs organes 20 à rouleau pour tourner sur sa longueur en supportant la face 15 inférieure du brin de travail de la courroie 14. Un rouleau fou 21 fixé à ses extrémités aux montants supporte le brin de retour de la courroie 14. Les rouleaux 20 comportent un noyau 22 à roulement à billes permettant le montage sans pratiquement de frottement sur le câble 16 ; cependant, la cage interne 24 du noyau 20 22 est fixée sur le câble pour empêcher tout déplacement longitudinal du rouleau le long du câble. Pour empêcher la courroie 14 de se déplacer d'un côté ou de l'autre et de se décentrer àur l'appareil 8, le montant 10 auquel est accrochée la cellule 18 est légèrement plus haut que 25 le montant 12 qui porte l'extrémité opposée du câble 16. Les montants 10 et 12 sont aussi séparés par une distance légèrement supérieure à celle des autres montants 26 placés sur la longueur du transporteur, pour la même raison. Cette légère variation de dimension et la position du montant 14 assurent un déplace-30 ment régulier de la courroie dans l'appareil de mesure et une pesée très précise de la matière M portée par cette courroie. Si le montant 10 n'était pas ainsi modifié par rapport aux autres, la courroie 14 aurait tendance à se centrer elle-même entre les montants 10 et 12 et se déplacerait alors en venant 35 sur la cellule 18, ce qui créerait une traînée sur la courroie 14 et perturberait les mesures de charge de la cellule. 71 17753 2090100 l'appareil décrit jusqu'à présent permet la mesure à tout moment du poids de matière qui se trouve sur la courroie 14 dans une surface se trouvant juste en amont sur l'appareil, car le poids de la matière dans cette zone provoque l'établissement 5 dans le câble 16 d'une traction proportionnelle au poids de matière dans cette zone, et la cellule 18 mesure la traction dans le câble. En conséquence, on peut réaliser une lecture instantanée en étalonnant les instruments de lecture pour tenir compte du poids réel de la matière. Cependant, il est nécessaire d'utiliser 10 un appareillage supplémentaire, un circuit d'intégration, représenté schématiquement sur la figure 2, pour peser de façon continue la matière transportée par la courroie. Le circuit d'intégration qui comprend la cellule 18, un amplificateur, un totalisateur et un indicateur de débit comprend 15 aussi un générateur tachymétriquo£8 qui mesure la vitesse de la courroie à l'aide d'une courroie trapézoïdale 30 et d'une poulie 32 et est utilisé comme source de tension variable pour la cellule 18. La poulie 32 qui entraîne le générateur coopère à frottement avec la courroie 14, si bien que la tension appliquée 20 à la cellule 18 est proportionnelle à la vitesse de la courroie. La cellule 18 qui est disponible dans le commerce, comprend un épaulement 19 et un tambour cylindrique isolant interne 17 (figure 2A) apte à s'étendre longitudinalement et à se rétracter circonférentiellement. Deux jauges de contrainte et Rg fixées 25 à la paroi du tambour 17 sont perpendiculaires l'une à l'autre. R^ est fixée de manière que, quand la charge est appliquée à la cellule, la jauge soit en traction et, du fait de l'allongement du fil de la jauge, produise une diminution de la section du fil et en. conséquence, un accroissement de sa résistance. 30 Inversement, R^ qui est perpendiculaire à R^ est placée en compression d'une valeur proportionnelle à la traction dans la jauge R^ et la valeur de sa résistance diminue. La jauge R-g est non seulement sensible à la dilatation et à la contraction du tambour 17, en accroissant la différence de tension fournie par 35. la cellule^nais a aussi pour rôle de compenser les variations de la résistance des fils des jauges du fait de la température et la différence entre les coefficients de dilatation thermique du fil des jauges et du tambour isolant 17. 71 17753 s 2090100 On comprendra mieux le fonctionnement de la cellule de contrainte en se référant à la figure 2B qui représente un schéma de la cellule. On voit facilement que le circuit de la cellule forme un pont de Wheatstone. Les éléments de ce circuit comprennent des 5 résistances fixes R et les jauges R^ et Rg dont la résistance varie en fonction de la charge que supporte la cellule. Le tachymètre fournit la tension d'entrée de la cellule entre les bornes 23 et le signal de sortie est disponible entre les bornes 29. Les principes fondamentaux de l'électricité (on peut consulter à cet effet l'ou-10 vrage "Strain Sage Primer" par Perry et Lissner, McGraw-Hill, 1955) montrent à l'évidence que le signal de sortie de la cellule dépend de la différence des résistances des jauges R^ et Rg à un moment quelconque. Gomme on l'a vu précédemment, grâce à la disposition orthogonale des jauges sur le tambour 21, lorsque la résistance 15 d'une jauge croît, celle de l'autre diminue. Ce comportement amplifie le signal de sortie du pont par rapport à ce qu'on pourrait obtenir en utilisant une seule jauge de contrainte, l'autre étant remplacée par une résistance fixe. Il est clair que le signal de sortie de la cellule dépend de la tension d'entrée qui correspond 20 au signal de sortie du tachymètre, et les résistances R^ et Rg ont des valeurs qui varient avec la charge supportée par la cellule. Le signal de sortie final de la cellule est le produit de la tension d'entrée (qui représente une mesure de la vitesse de la courroie, en unités de longueur par unité de temps) multiplié par la charge 25 supportée par la cellule (mesurée en unités de poids par unité de longueur de courroie)et il est en conséquence proportionnel au débit de matière, exprimé en unités de poids par unité de temps. Cette tension de sortie parvient à un amplificateur 34, puis à un indicateur de débit 36 qui montre visuellement le débit en poids 30 par unité de temps. Le signal de l'amplificateur parvient-aussi à un totalisateur 35 qui calcule et affiche visiblement le poids total de matière passant dans l'appareil 8. Les éléments du circuit d'intégration sont classiques, et leurq&étails ne sont pas importants pour la compréhension de l'invention. Celle-ci concerne priii-35 cipalement un nouveau procédé et un nouvel appareil de détermination du poids de matière portée par une courroie de transporteur par mesure de la traction dans un câble ou une tige inextensible 71 17753 2090100 supportant la courroie. L'appareil de l'invention convient pour la pesée de la plupart des types de matières portées par les courroies de transporteur, mais il convient particulièrement bien à la pesée de liquides ou 5 de matières granulaires qui se déposent dans la partie médiane de le. courroie où on peut réaliser les mesures les plus précises. La figure 3 représente un second mode de réalisation de l'appareil, identique à celui des figur®3 1 et 2, le câblé 16 en fil d'acier inoxydable étant remplacé par un ensemble 40 de roulement 10 en une seule pièce de "Nylon" et ds^Néoprène',' et il convient particulièrement bien pour la manipulation des matières corrosives, abrasives et collantes. L'ensemble 40 comprend une âme 42 en tissu le "Nylon" croisé solidaire de rouleaux élastiques 44 en caoutchouc "Kéoprènel' Les extrémités de l'ensemble 40 tourillonnent librement 15 dans des roulements 46 à billes. L'un des roulements 46 est fixé à une cellule 48 de contrainte qui est elle-même fixée à l'extrémité supérieure d'un montant 50 de construction et de disposition analogues au montant 10 du mode de réalisation des figures 1 et 2. Le roulement 46 placé à l'autre extrémité de l'ensemble 40 est fixé 20 à l'extrémité supérieure d'un montant 52 de construction et de disposition analogues au montant 12 du mode de réalisation des figures 1 et 2. L'appareil de pesée de la figure 3 est utile surtout, mais non pas uniquement, pour la manipulatioijfet la pesée d'engrais, de produits chimiques, de coke, de sable, de gravier 25 et d'autres matières analogues. Il faut noter qu'en pratique, cet appareil, comme dans le cas de tous les dispositifs du présent mémoire, est associé à un circuit d'intégration tel que décrit précédemment et représenté sur la figure 2, destiné à la pesée continue de la matière transportée par la courroie 14. Un rouleau 30 53 associé aux montants 50 et 52 porte le brin de retour de la courroie 14. L'appareil du mode de réalisation représenté sur la figure 4 comporte deux montants 54 identiques portant à leurs extrémités supérieures des douilles destinées à loger en permanence des cel-35 Iules 56 de contrainte. Celles-ci servent d'ancrage pour les extrémités d'un câble souple 58, de préférence en acier inoxydable, mais il peut s'agir de tout type de câble souple inextensible 71 17753 2090100 suivant sa longueur. Trois rouleaux allongés 60 sont fixés de manière à pouvoir tourner autour du câble 58 en formant une surface sur laquelle se déplace le brin de transport de la courroie 14 sans pratiquement aucun frottement. Comme précédemment, cet appareil est 5 associé à un circuit d'intégration tel que décrit précédemment et représenté sur la figure 2, et il pèse de manière continue la matière portée par la courroie 14., la seule différence avec les autres modes de réalisation décrits étant qu'on intègre le poids combiné mesuré par les deux cellules 56, combinées à la vitesse de la 10 courroie, au lieu d'utiliser le poids mesuré par la seule cellule 18 du mode de réalisation des figures 1 et 2 ou la seule cellule 48 du mode de réalisation de la figure 3. Un rouleau allongé 59 relie les montants 54 au-dessous du câble 58 et supporte le brin de retour de la courroie 14. 15 L'appareil du mode de réalisation représenté sur la figure 5 comporte deux bras identiques 62 articulés sur un châssis 64 par les supports 66 et les axes 67. Un dispositif de tige comprenant trois organes 68 à rouleau pouvant tourner autour d'axes centraux 70 relie les extrémités supérieures des bras 62 ; les arbres sont 20 fixés bout-à-bout et aux extrémités supérieures des bras 62 en pouvant pivoter les uns par rapport aux autres et par rapport aux bras. Les rouleaux 68 forment une surface sur laquelle le brin de transport de la courroie 14 peut se déplacer sans pratiquement aucun frottement. Les câbles inextensibles 72 sont fixés aux extré-25 mités inférieures des bras 62. Les extrémités des câbles 72 qui ne sont pas fixées aus bras 62 sont associées à une cellule 74 de contrainte, si bien que, lorsque les extrémités inférieures des bras 62 pivotent vers l'extérieur, les câbles 72 tirent en sens opposé^ur la cellule 74. Il est clair qu'une charge placée 30 sur la courroie 14 provoque le pivotement des bras 62 autour des des axes 67 en provoquant le déplacement vers 1'extérieur des extrémités inférieures des bras 62, proportionnellement au poids de la matière qui se trouve sur la courroie 14. La cellule 74 est évidem-lent associée à un circuit d'intégration identique à celui utilisé 35 avec les dispositifs des figures 1, 2 et 3. Dans ce mode de réalisation, un rouleau 76 portant le brin de retour de la courroie 14 est monté sur un ensemble 78 séparé, de manière à ne pas faire 71 17753 8 2090100 obstacle aux bras 62 qui pivotent. Chacun des modes de réalisation précédemment décrits de l'appareil de pesée de l'invention permet la pesée de matière transportée par une courroie par mesure de la traction dans un 5 câble inextensible de support. Cet appareil original constitue un dispositif simple et efficace de pesée continue qui n'implique pas l'utilisation de châssis mobiles encombrants et compliqués, comme pré cédemment. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et 10 représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées. 71 17753 2090100 REVENDICATIONS 1. Appareil de pesée .continue te matière portée par une courroie mobile de transporteur, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un dispositif souple transversal à la courroie et la 5 supportant, un châssis destiné à porter les extrémités du dispositif souple et au moins une cellule de contrainte associée au dispositif souple et destinée à mesurer la traction dans ce dispositif. 2. Appareil de pesée de matière portée par une courroie mobile de transporteur, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison 10 un dispositif souple transversal à la courroie et la supportant, un châssis destiné à porter les extrémités du dispositif souple, au moins une cellule de contrainte associée au dispositif souple, un dispositif tachymétrique destiné à mesurer la vitesse de la courroie, un dispositif de transmission d'un signal fourni par 15 le tachymètre à la cellule et indiquant la vitesse de la courroie, le dernier dispositif assurant l'intégration de la traction du dispositif souple et de la vitesse de la courroie pendant une période, de manière à fournir un signal proportionnel au débit de matière portée par la courroie. 20 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprenne plus un dispositif à rouleaux monté de manière à tourner autour dudit dispositif souple et destiné à être au contact de la face inférieure de la courroie en assurant le support de celle-ci par le dispositif souple sans pratiquement aucun frottement. 25 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif souple est un câble métallique. 5. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif souple comprend plusieurs arbres rigides sur lesquels tournent les rouleaux et qui sont associés à pivotement 30 les uns aux autres à leurs extrémités. 6. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif à rouleaux comprend des rouleaux cylindriques allongés. 7. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce 35 qu'il comprend un dispositif à rouleaux monté de façon rotative sur le dispositif souple et destiné à être aijfcontact de la face inférieure de la courroie en assurant la coopération sans 71 17753 2090100 pratiquement aucun frottement de la courroie et du dispositif souple. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif à rouleaux comprend plusieurs rouleaux relativement étroits et un dispositif destiné à fixer lesdits rouleaux au dispo-5 sitif souple de manière qu'ils tournent Librement mais ne se déplacent pas sur la longueur du dispositif souple. 9» Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif souple est monté de façon rotative sur le châssis à ses extrémités et comprend une corde souple allongée portant des 10 disques élastiques concentriques et diamants qui lui sont solidaires sur sa longueur. 10. Appareil de pesée continue ae matière portée par une courroie mobile de transporteur, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un dispositif souple de support transversal à la 15 courroie et la supportant, un châssis comprenant deux bras destinés à porter à une de leurs extrémités les extrémités du dispositif souple, un dispositif destiné au pivotement des bras en un point intermédiaire sur leur longueur, un dispositif d'association raccordant les extrémités des bras opposées à l'extrémité citée et 20 une cellule de contrainte coopérant avec le dispositif d'association de manière à mesurer la traction dans ce dispositif. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un dispositif à rouleaux monté de façon rotative sur le dispositif souple et destiné à être en contact 25 avec la face inférieure de la courroie en assurant la coopération, sans pratiquement aucun frottement,de la courroie et du dispositif souple. 12» Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que le dispositif à rouleaux comprend des rouleaux cylindriques 30 allongés, et le dispositif souple comprend plusieurs arbres placés dans l'axe des rouleaux et associés à pivotement à leurs extrémités. 13» Appareil de pesée de matière portée par une courroie mobile de transporteur, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un dispositif souple transversal à la courroie et la suppor-35 tant, un châssis comprenant deux bras destinés à porter à une de leurs extrémités les extrémités du dispositif souple, un dispositif assurant le pivotement des bras en un point intermédiaire sur 71 17753 2090100 leur longueur, un dispositif d'association raccordant les extrémités des bras opposées à ladite extrémité, une cellule de charge coopérant avec le dispositif d'association et destinée à mesurer la traction dans ce dispositif, un dispositif tachymétrique destiné 5 à mesurer la vitesse de la courroie mobile, un dispositif de transmission d'un signal du tachymètre indiquant la vitesse de la courroie et destiné à la cellule, ce dispositif assurant l'intégration de la traction dans le dispositif d'association et de la vitesse de la courroie pendant une période en fournissant un signal 10 proportionnel au débit de la matière portée par la courroie. 14. Procédé de pesée de matière portée par une courroie mobile de transporteur supportée par un dispositif souple et comportant un dispositif de mesure de la vitesse de la courroie, caractérisé en ce qu'on mesure la traction dans le dispositif souple et 15 on multiplie en permanence la traction par la vitesse de la courroie, de manière à obtenir un signal proportionnel au débit de la matière portée par la courroie.