Brevet FR2138348A1 — publié le 19730105

L'invention concerne un ensemble de régulation de l'ali- mentation en matériaux d'un concasseur ; cet ensemble est destiné à agir sur le dispositif d'alimentation de ce concasseur, en vue d'en provoquer l'arrêt ou la mise en marche, à des instants appropriés. I1 n'existe, à ce jour, aucun ensemble susceptible d'engendrer une régulation convenable de l'alimentation des concasseurs : aussi est-il nécessaire de mobiliser une personne pour surveiller le niveau de remplissage du concasseur, arrêter le dispositif d'alimentation lorsque ce niveau atteint une hauteur déterminée, puis remettre en marche ce dispositif, lorsque les matériaux introduits dans le concasseur ont été broyés et évacués par celuici. On a tenté, sans résultat pratique, d'éviter la mobilisation dtune personne en équipant le concasseur de contactzJ de fin de course qui devaient produire automatiquement les arrêts et mises en marche aux moments appropriés. Toutefois, l'utilisation de ces moyens a été abandonnée car ils n'ont jamais fonctionné convenablement, en raison des conditions de travail d'un concasseur qui est soumis à des vibrations importantes et continuelles et qui reçoit des matériaux hdtérogènes de tailles extrtmement variées, dont les trajectoires de chute dans le concasseur sont très diverses. La présente invention vise à fournir un ensemble de régu- lation fiable, susceptible de supprimer la nécessité d'une surveillance permanente des concasseurs. Un autre objet de l'invention est de fournir un ensemble qui, par de simples réglages depuis une armoire de commande, permet de fixer à la quantité désirée le remplissage maximum du concasseur ; en d'autres termes, ce réglage permet de modiiier les conditions de travail du concasseur en fonction, par exemple, de la nature des matériaux à concasser, de la taille moyenne des blocs ou encore, en fonction du débit de l'installation de traitement de ces matériaux située à l'aval du concasseur. Â cet effet, un ensemble de régulation destiné à agir sur le dispositif d'alimentation d'un concasseur, comprend : - un organe émetteur susceptible d'engendrer, à travers une lmflère d'une paroi du concasseur, un faisceau traversant ledit concasseur - un organe récepteur à cellule photo-glectrique, disposé à l'opposé et susceptible de capter ce faisceau à travers une autre lumière ;; - des moyens de redressage appelés à traiter le courant produit par le faisceau dans l'organe récepteur, en vue, le cas échéant, d'en réduire les modulations - enfin, des moyens de commande, asservis à ce courant redressé et agissant sur le dispositif d'alimentation, en vue d'en provoquer, en fonction de l'absence ou de la présence du courant redressé, l'arrat ou la mise en marche. Lorsque les matériaux tombent dans le concasseur, ils passent temporairement devant le faisceau et l'interrompent pendant de très courtes durées ; organe récepteur fournit alors un courant modulé qui, stabilisé par les moyens de redressage, ne produit aucune action sur le dispositif d'alimentation qui continue à fonc tionner. Lorsque le niveau des matériaux introduits dans le concasseur atteint le faisceau, il interrompt celui-ci de façon durable et détermine une interruption du courant de sortie de l'organe récepteur à cellule photo-électrique. Les moyens de commande asservis à ce courant sont, alors, excités pour agir sur le dispositif d'alimentation et en provoquer l'arrêt. Selon un mode de réalisation préféré, les moyens dé commande précités sont asservis au courant redressé issu de l'organe récepteur par l'entremise d'un circuit temporisé susceptible d'enr tratner avec un retard tl -en particulier de durée réglable- l'arrat du dispositif d'alimentation après interruption dudit courant redressé. Cette disposition présente tout d'abord l'avantage d'écarter les niveaux maximum et minimum de remplissage du concasseur et, donc, de réduire les interventions de l'ensemble de régulation pour une période déterminée. De plus, et surtout, elle permet, par un réglage avant usage de ee retard ti, de fixer le niveau du rem- plissage maximum au gré de l'utilisateur. L'ensemble de régulation selon l'invention est, en outre, avantageusement doté d'un circuit temporisé de sécurité, asservi au courant redressé issu de l'organe récepteur et susceptible d'en traiter l'arrêt du dispositif d'alimentation au terme d'une période t2 de passage continu dudit courant redressé ; cette période t2 est, de préférence, de durée réglable. il peut, en effet, arriver que des blocs de tailles importantes se coincent dans la partie supérieure du concasseur entre les parois fixes de celui-ci et, sans interrompre le faisceau qui se trouve plus bas, empochent les ma tériaux de pénétrer correctement dans le concasseur.Dans ce cas, et dans tout autre hypothèse de fonctionnement irrégulier, le faisceau n'est pas interrompu et le récepteur à cellule photo-électrique continue à débiter un courant ; le circuit temporisé de sécurité permettra au bout d'un certain temps (t2) de passage continu de ce courant, de stopper le dispositif d'alimentation, afin d'éviter tout incident, tel que débordement, du à ce fonctionnement anormal. le temps t2 de temporisation pourra être réglé par l'utilisateur en fonction notamment de la nature des matériaux et de leur plus ou moins grande hétérogénéité. Au surplus, ce circuit temporisé de sécurité peut, favorablement, être associé à un circuit de recyclage susceptible d'entraîner la remise dans un état passif dudit circuit de sécurité, au bout d'un temps t3 après action dudit circuit sur le dispositif d'alimentation ; ce temps t3 peut être de durée réglable. Ainsi, après arrêt du dispositif d'alimentation par action du circuit de sécurité, le circuit de recyclage engendre une sorte dé "remise à zéro" du circuit de sécurité et une nouvelle période de longueur t2 commence à courir : au cours de cette période le fonctionnement normal peut reprendre à la suite de 1 'inter- ruption du faisceau, par exemple, parce que le bloc coincé a été éliminé par effet des vibrations ; il se permet, au contraire, que au terme de cette période, le fonctionnement normal n'est pas repris, auquel cas le circuit temporisé de sécurité, entrain un nouvel arrêt du dispositif d'alimentation. St ainsi de suite, le cycle se reproduisant.On comprend, donc, l'intérat d'un tel circuit de recyclage qui permet en quelque sorte de tester la gravité de l'incident et engendre une remise en marche normale si l'incident s'est de lui-mXme éliminé. Les dispositions précitées peuvent, utilement, être complétées, en adjoignant à l'ensemble de régulation, des moyens d'a vertissement, notamment sonores, asservis à un compteur dtimpul- sion apte à comptabiliser les signaux émis par le circuit de sécurité dans le but de produire l'arrêt du dispositif d'alimentation; ce compteur est appelé à provoquer l'excitation des moyens d'avertissement au bout d'un nombre déterminé de signaux successifs, c'est-à-dire de signaux séparés entre eux par un laps de temps de l'ordre de t2 + t3. En effet, en cas de fonctionnement anormal, les arrats des moyens d'alimentation, sont séparés par des intervalles de temps égaux à t2 + t3 puisque, après un arrtt de ces moyens, le recyclage ne se produit qu'au bout d'un temps t3, ce pendant qu'un nouvel arrêt ne se produit qu'au bout d'un temps t2 après recyclage. La durée du retard t3 avec laquelle se reproduit le recyclage, sera réglée en fonction du désir de l'utilisateur de voir les incidents de fonctionnement se résoudre par eux-mêmes : en effet, pendant ce temps t3, les moyens d'alimentation sont stoppés et les vibrations du concasseur auront d'autant plus de chances d'éliminer l'incident que ce temps sera long. Notons, toutefois, qu'un réglage trop large de cette durée t3 risque d'entre préjudiciable au débit moyen de l'installation, puisque pendant une partie de ce temps le concasseur est vide et, donc, ne débite pas. Par ailleurs, l'ensemble de régulation selon l'invention est équipé de moyens de soufflage aptes à envoyer un courant de gaz comprimé dans les lumières des parois du concasseur, à travers leaquelles passe le faisceau ; ce courant de gaz permet de réaliser un nettoyage de ces lumières et d'éviter que celles-ci ne soient obstruées par des poussières ou des particules de matière. Ces moyens de soufflage pourront être associés à des moyens de manoeuvre asservis aux moyens de commande du dispositif d'alimentation, de façon à n'engendrer le soufflage que pendant les périodes de fonctionnement du dispositif d'alimentation, ce, bien entendu, dans un but d'économie, Notons, enfin, qu'on chosira, de préférence, un organe émetteur de faisceau infra-rouge, déclenché par une tension modulée à haute fréquence produite par un générateur de haute fréquence.La robustesse de cet équipement dépourvu de filament d'émission, est tout particulièrement adaptée aux conditions de travail des concasseurs. L'invention ayant été exposée dans sa forme générale, la description qui suit, en référence au dessin annexé, en présente, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation ; sur ce dessin - la figure 1 schématise une installation de concassage équipée d'un dispositif de régulation selon l'invention - la figure 2 est un schéma des circuits électriques de ce dispositif de régulation. Un concasseur 1 pour matériaux de carrières est alimenté par un déverseur à vibrations symbolisé en 2, associé à une trémie 3 ; ce déverseur peut être mis en vibration par un moteur 4. Ces organes étant classiques, on n'insistera pas davantage sur leur structure : par exemple, le concasseur peut btre un concasseur à mtchoires placées en V, dont l'une est fixe et l'autre mobile. Sur les parois fixes du concasseur est disposé à un niveau prédéterminé dépendant du remplissage moyen désiré, un groupe émetteur récepteur à faisceau infra-rouge comprenant un émetteur 5 et un récepteur à cellule photo-olectrique 6. L'émetteur 5 peut Autre du type émetteur sans filament, dans lequel le faisceau infrarouge est déclenché par une tension modulée à haute fréquence produite par un générateur de haute fréquence 7. Ce type d'émetteur est connu et présente l'avantage dtStre extrtmement robuste en raison, notamment, de l'absence de filament d'émission, ce qui, en l'espèce, est une qualité appréciable compte tenu des conditions dans lesquelles cet appareillage travaille. L'émetteur 5 et le récepteur 6 sont placés devant des lumitres respectivement 8 et 9, pratiquées dans la paroi du concasseur et permettant au faisceau émis d'atteindre le récepteur lorsque aucun obstacle ne se présente sur son passage entre émetteur et récepteur. Par ailleurs, un générateur d'air comprimé 10 permet, par l'intermédiaire d'une électro-vanne 11 et de conduits appropriés, de produire dans les lumières 8 et 9 un courant d'air de nettoyage, évitant une obstruction de celles-ci par des particules ou des poue sières. Enfin, une armoire de commande 12 contient les différents équipements électriques du système. Â cette armoire arrivent les informations de sortie du récepteur 6, et de celle-ci partent les informations de commande, d'une part, du moteur 4 conditionnant l'alimentation du concasseur, d'autre part, de l'électro-vanne Il régentant le courant d'air à travers les lumières 8 et 9. L'armoire 12 contient essentiellement (figure 2) un circuit 13 de sortie du récepteur 6, un circuit 14 de temporisation, un circuit 15 de recyclage, enfin un circuit 16 de commande, qui agit sur les circuits 17 et 18 d'alimentation électrique, d'une part, du moteur 4, d'autre part de l'électro-vanne 11. La figure 2 permet de comprendra la nature et 1 'ence- ment de ces circuits. le circuit 13 de sortie de récepteur comprend un redresseur 19 et une bobine de relais 20 susceptible d'ouvrir ou de fermer le circuit de temporisation 14. le redresseur 19 redresse le courant de sortie du récepteur dans le cas où celui-ci est modulé par suite de chutes intermittentes de matériaux dans le concasseur qui interrompent temporairement le faisceau infra-rouge; ce redresseur, fournissant dans ces circonstances un courant à peu près constant, évite que le relais 20 ne subisse une série d'enclenchements et de déclenchements successif s, qui seraient préjudiciables au bon fonctionnement de l'ensemble. Le circuit de temporisation 14 comprend, montées en pa rallèle, les bobines de deux relais temporisés 21 et 22 ainsi que le contact du relais 20 et celui d'un relais temporisé 23 dont la bobine fait partie du circuit de recyclage 15. Le relais temporisé 21 est un relais à retard d'ouverture déclenché à la suite d'un défaut de courant, c'est-à-dire que, en cas d'ouverture du circuit 14, son contact s'ouvre au bout d'un temps t1 à condition qu'avant l'expiration de ce délai le circuit 14 n'ait pas été refermé. Le relais temporisé 22 est un relais temporisé à double contact déclenché à la suite d'une mise sous tension : en cas de fermeture du circuit 14, un contact s'ouvre et l'autre se ferme au bout d'un temps t2 à condition qu'avant l'expiration de ce délai le circuit 14 n'ait pas été ouvert à nouveau. Le relais temporisé 23 est un relais à retard d'ouverture t3 déclenché à la suite d'une mise sous tension. Notons que les relais 21, 22 et 23 sont à retard, t1, t2, t3, de durées réglables indépendamment les unes des autres. Par ailleurs, le circuit de recyclage 15 comprend, comme on l'a dit, la bobine du relais temporisé 23 et le contact à retard de fermeture du relais 22. Enfin, le circuit de commande 16 comprend les contacts à retard d'ouverture des relais temporisés 21 et 22 ainsi que la bobine d'un relais de commande 24 susceptible d'entrainer par défaut de courant, l'ouverture des circuits d'alimentation électrique d'une part, du moteur 4, d'autre part, de l'électro-vanne 11. On va maintenant expliquer le mode de fonctionnement de cet équipement. Supposons qu'à un instant donné, les circuits soient dans l'état représenté à la figure 2 qui correspond au début d'un cycle de fonctionnement : le faisceau infra-rouge est capté par le récepteur 6 et le relais 20 est alimenté depuis un temps inférieur à t2 ; les relais 21 et 22 sont alimentés mais le relais 22 temporisé avec un retard t2, n'a pas encore été déclenché. Par voie de conséquence, le circuit de commande 16 est fermé et le moteur 4 et la vanne 11 sont alimentés : par suite le déverseur à vibrations 2 déverse des matériaux dans le concasseur, cependant que le net toyage des lumières 8 et 9 est exécuté par courant d'air comprimé. il est possible que, le niveau des matériaux atteignant le faisceau infra-rouge avant l'expiration du temps t2, le relais 20 se déclenche en raison de l'interruption de courant et ouvre le circuit 14. Au bout d'un temps t1 qui autorise un complément de remplisaage du concasseur, le relais 21 se déclenche à son tour et entrains l'interruption de 1 1alimentation électrique du concasseur et de la vanne. Un nouveau cycle reprendra lorsque les matériaux du concasseur auront suffisamment évacués pour que le faisceau infrarouge ne soit plus interrompu. On comprend que le réglage du temps t1 permette, en liaison avec la hauteur du faisceau infra-rouge, de régler la hauteur du remplissage maximum du concasseur. il est également possible qu'arrive le terme du délai t2 avant que le niveau des matériaux n'atteigne le faisceau infra-rou- ge, par exemple, parce qu'un bloc (symbolisé en pointillés en 25 à la figure 1) est venu se coincer à la partie supérieure du concasseur et empêche celui-ci de se remplir. Dans cette hypothèse, le relais 22 se déclenche au bout du temps t2 et interrompt 1 'alimen- tation du concasseur par action du circuit de commande 16. Ce relais temporisé est donc un relais de sécurité évitant un débordement en cas de fonctionnement anormal, c'est-à-dire pour le cas où le relais 21 'est pas excité à l'ouverture au cours du délai t2. Le déclenchement du relais 22 entrains la fermeture du circuit de recyclage 15 qui, par l'intermédiaire du relais temporisé 23, provoque, au bout d'un temps t3 l'ouverture du circuit 14 et, donc, le réarmement du relais 22 qui ramène le circuit de recyclage dans son état initial. Un nouveau cycle est pr8t à se reproduire, soit de type normal si le relais 21 est excité avant un nouveau déclenchement du relais de sécurité 22, soit, dans le cas contraire, avec un nouveau déclenchement de ce dernier relais au bout d'un temps t2. Notons que le dispositif peut être muni d'un avertisseur, par exemple sonore, associé à un compteur des déclenchements suc cessif s du relais 22, en vue, au bout d'un nombre défini de déclenchements, d'avertir le personnel du fonctionnement inhabituel. Il suffira que le préposé élimine la cause de l'irrégularité, par ple, le cas échéant, en dégageant le bloc coincé qui n'a pu être détaché par le concasseur et, éventuellement, qu'il remette le comp teur de déclenchement à zéro. Bien entendu, ce compteur ne détermine la manoeuvre de l'avertisseur que pour un certain nombre (en particulier trois ou quatre) de déclenchements successifs c'est-àdire se produisant pour ces cycles qui se suivent (donc séparés par des intervalles de temps sensiblement égaux à t2 + t3). On conçoit l'intértt d'un tel dispositif de régulation qui, en toute sécurité, conditionne une alimentation appropriée du concasseur. Les temps t1, t2, t3 dépendront du type de concasseur à alimenter et, pour un concasseur donné, seront réglés par l'utilisateur en fonction du débit de l'installation qui suit le concasseur. le temps tl pourra par exemple, être de l'ordre de une à deux secondes, t2 de quatre à cinq secondes et t3 de cinq secondes. L'invention ayant, maintenant, été exposée et son intérAt justifié sur un exemple détaillé, le demandeur sten réserve 1 'ex- clusivité pendant toute la durée du brevet, sans limitation autre que celle des termes des revendications ci-après. REVENI CÂTI ONS ensemble de régulation de l'alimentation en matériaux d'un cori- casseur, destiné à agir sur le dispositif d'alimentation de celuici en vue d'en provoquer l'arrêt ou la mise en marche à des ins- tants appropriés, ledit ensemble de régulation étant caractérisé en ce qu'il comprend un organe émetteur susceptible d'engendrer, à travers une lumière d'une paroi du concasseur, un faisceau traversant ledit concasseur, un organe récepteur à cellule photo-électrique disposé à l'opposé et susceptible de capter ce faisceau à travers une autre lumière, des moyens de redressage appelés à traiter le courant produit par le faisceau dans l'organe récepteur en vue, le cas échéant, d'en réduire les modulations, des moyens de comman- de asservis à ce courant redressé et agissant sur le dispositif d'alimentation en vue d'en provoquer, en fonction de l'absence ou de la présence du courant redressé, l'arrêt ou la mise en marche. 2 - ensemble de régulation selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de commande sont asservis au courant redressé is- au de ltorgane récepteur par l'entremise d'un circuit temporisé susceptible d'entrainer avec un retard tl, en particulier, de durée réglable, l'arrêt du dispositif d'alimentation après interruption dudit courant redressé. 3 - Ensemble de régulation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est doté d'un circuit temporisé de sécurité, asservi au courant redressé issu de l'organe récepteur et sus- ceptible d'entratner l'arrêt du dispositif d'alimentation au terme d'une période t2 (en particulier de durée réglable) de passage continu dudit courant redressé. 4 - Ensemble de régulation selon la revendication 3 caractérisé en ce que le circuit temporisé de sécurité est associé à un circuit de recyclage susceptible d'entratner la remise dans un état passif de ce circuit de sécurité au bout d'un temps t3 (en particulier de durée réglable) après action dudit circuit sur le dispositif d'agir mentation. 5 - Ensemble de régulation selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'avertissement, notamment sonores, asservis à un compteur d'impulsion apte à comptabiliser les signaux émis par le circuit de sécurité pour produire l'arrêt du dispositif d'alimentation, ledit compteur étant appelé à provoquer l'excita- tion des moyens d'avertissement au bout d'un nombre déterminé de signaux successifs, séparés entre eux par des intervalles de temps de l'ordre de t2 + t3. 6 - Ensemble de régulation selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5 caractérisé en ce qu'il est équipé de moyens de soufflage aptes à envoyer un courant de gaz comprimé dans les lumières des parois du concasseur, en vue de leur nettoyage. 7 - Ensemble de régulation selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de soufflage sont associés à des moyens de manoeuvre asservis aux moyens de commande du dispositif d'alimentation, de façon à engendrer le soufflage pendant les périodes de fonction nement bi dispositif d'alimentation. 8 - Ensemble de régulation selon l'-me des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que l'organe émetteur est un émetteur de faisceau infra-rouge lequel est déclenché par une tension modulée à haute fréquence produite par un générateur de haute fréquence.