Brevet FR2168156A1 — publié le 19730831

La présente invention concerne un appareil de pesage et d'hygrométrie d'un produit pulvérulent ou granuleux. Actuellement, il existe d'une part des appareils de pesage de tels produits et d'autre part des appareils d'hygrométrie de ces produits, ces derniers mettant en oeuvre la mesure de constantes physiques du sable, telles qu sa résistance, sa capacité électrique, etc... mais il n'existe aucun appareil réalisant automatiquement à la fois les opérations de pesage et d'hygrométrie. Or, il serait très souhaitable d'élaborer de tels appareils, notamment pour le traitement des sables de fonderie.On sait en effet que les sables de décochage qui renferment une certaine quantité d'eau résiduelle mais mal déterminée doivent pour pouvoir être utilisés à nouveau, après des opérations intermédiaires telles que des opérations de frottage, être pesés avec précision et additionnés d'une quantité d'eau supplémentaire bien déterminée, qui, s'ajoutant à la quantité d'eau résiduelle, leur confère le degré d'hygrométrie voulu. Le but de la présente invention est d'élaborer un tel appareil, notamment adapté à ce traitement des sables de fonderie mais pouvant d'une manière plus générale être utilisé pour faire des opérations de pesage et d'hygrométrie sur un produit pulvérulent ou granuleux quelconque dans le cas où ce produit doit contenir une quantité bien déterminée d'un liquide quelconque. Pour ce faire, un appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un doseur, des moyens d'alimentation du doseur en produit, des moyens de mesure du volume de produit introduit dans le doseur, reliés auxdits moyens d'alimentation, de façon à arrenter l'arrivée du produit lorsque son volume dans le doséur atteint une valeur prédéterminée, des moyens de détermination du poids du produit dans le doseur, permettant d'en déduire le taux d'humidité, un calculateur recevant un signal représentatif dudit taux et adapté à déterminer la quantité de liquide à ajouter dans le doseur pour que le taux d'humidité du produit atteigne la valeur voulue, des moyens d'alimentation en liquide d'un réservoir intermédiaire, des moyens de mesure adaptés à déterminer la quantité de liquide dans Ie réservoir, un comparateur recevant d'une part, du calculateur, un signal représentatif de ladite quantité de liquide à ajouter dans le doseur et d'autre part, desdits moyens de mesure, un signal représentatif de la quantité de liquide contenue dans le réservoir, ledit comparateur étant muni d'une sortie adaptée à commander l'arrêt de l'alimentation en liquide du réservoir lorsque les deux quantité précitées sont égales, et des moyens pour ajouter au produit le liquide contenu dans le réservoir. Un tel appareil permet par conséquent de mesurer la charge de produit en volume constant prédéterminé, d'en déterminer le degré d'hygrométrie, et de calculer la quantité de liquide qu'il fauttajouter pour l'amener à la concentration de liquide désirée, par soustraction de la concentration moyenne résiduelle que contient la charge. Les opérations d'introduction du produit dans un doseur, de mesure du degré d'hygrométrie résiduelle, de mesure du volume de la charge, de calcul de la quantité de liquide à ajouter à cette charge, de fourniture de cette quantité de liquide à la charge, et de son introduction au moment voulu, par exemple dans un appareil de traitement recevant sa charge du doseur, peuvent, grâce à l'invention, être effectuées séquentiellement et automatiquement, étant entendu que le produit pulvérulent ou granuleux, et ceci est notamment le cas pour les sables de fonderie, est traité de manière discontinue. Bien entendu, dans ce cas, ledit appareil de traitement peut être constitué par un appareil de frottage. De préférence, un appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour ajouter dans le doseur une quantité supplémentaire de produit, après que son volume ait atteint ladite valeur prédéterminée, pour que le produit dans~le doseur atteigne un poids prédéterminé. Grâce à cette disposition, l'appareil peut non seulement permettre une mesure à volume constant de la charge pour déterminer le degré d'hygrométrie de celle-ci, étant entendu que le poids de ce volume constant de la charge est représentatif de sa densité et par conséquent de son degré d'humidité, mais encore il permet d'effectuer une mesure de la charge à poids constant, ce qui est extrêmement avantageux dans le cas où le produit est constitué par du sable de fonderie, du fait que le traitement sur des charges constantes permet ltadjonction de produits d'addition tels que bentonite, noir, etc . en quantité parfaitement -déterminée, correspondant exactement au poids constant et connu de la charge Bien entendu, ledit volume constant de la charge, dont il a été question plus haut, est légèrement inférieur au volume occupé par la charge la plus dense Un mode d'exécution d'un appareil selon l'invention est représenté schématiquement à titre d'exemple à la figure unique du dessin annexé, cet appareil étant plus précisément destiné au traitement de sable de fonderie L'appareil de pesage et d'hygrométrie représenté sur cette figure comporte une trémie 1 contenant du sable de décochage 2 et un doseur 3, le sable 2 pouvant être amené au doseur par des moyens d'alimentation comportant principalement une bande de transport 4 s'enroulant sur un tambour 5, ledit tambour étant coup-lé à un moteur 6 pourvu d'un électro-frein. Le doseur 3 est muni à sa partie inférieure d'un bec de déversement 7, disposé au-dessus de l'entrée 8 d'un frotteur 9 de type quelconque. Les éléments qui viennent d'être énumérés constituent pour l'essentiel la partie mécanique de l'appareil. Les éléments de commande séquentielle permettant de réaliser automatiquement le pesage et l'hygrométrie du sable qui doit être introduit dans le frotteur 9 comportent essentiellement un bloc de commande séquentielle 10. Ce bloc comporte une première sortie 11 reliée à l'électrofrein du moteur 6 par un conducteur 12, une seconde sortie 13 reliée par une ligne 14 à llorgane de commande de ltouverture d'une première électro-vanne 15, et une troisième sortie 16 reliée par une ligne 17 -à l'organe de commande de l'ouverture d'une seconde électro-vanne 18. Le rôle de ces électro-vannes sera vu par la suite. Dans le doseur est disposée, à une certaine distance du fond, une première sonde 19 connectée à un premier déteeteur 20, lequel est relié par un conducteur 21 à une première entrée du bloc de commande séquentielle 10. Une seconde sonde, référencée en 22, est connectée à un second détecteur référencé en 23, lequel est relié par un conducteur 24 à une seconde entrée du bloc de commande. L'appareil comporte en outre un coffret de mesure et de calcul 25 muni d'une entrée 26 reliée par un conducteur 27 à des jauges de contrainte 28 reliées mécaniquement, d'une façon quelconque, au doseur 3, et permettant ainsi de fournir à l'entrée 26 un signal représentatif du poids du produit contenu dans le doseur. Ledit coffret de mesure et de calcul 25 comporte en outre une première sortie 29 reliée par un conducteur 30 à une troisième entrée du bloc de commande 10. Une seconde sortie 31 dudit coffret de mesure et de calcul 25 est connectée à une première entrée d'un comparateur 32 par un conducteur 33. Une seconde entrée dudit comparateur est connectée par un-conducteur 34 à la sortie 35 d'un coffret de mesure de pression 36. Cet appareil 36 ainsi que le coffret de mesure et de calcul 25 sont alimentés en courant par un bloc d'alimentation électrique 37 relié au réseau par un conducteur 38. L'appareil comporte par ailleurs un circuit d'alimentation en eau comprenant principalement une conduite d'amenée d'eau 39, sur laquelle sont branchées deux vannes 40 et 41 entre lesquelles est disposé un détendeur 42 permettant d'amener l'eau à la première électro-vanne 15 précitée, sous une pression constante. La sortie de cette électro-vanne est reliée au fond d'un réservoir intermédiaire 43 à section constante par une conduite 44.- Le fond de ce réservoir est par ailleurs relié à l'entrée dé la seconde électro-vanne 18 précitée-par une autre conduite 45. La sortie de I'életro-Vanne 18-est reliée à undispositif d'arrosage 46 située à la partie supérieure du frotteur 9, par une conduite d'eau 47. Le comparateur 32 comporte une sortie 48 reliée par une ligne 49 à l'organe de commande-de la fermeture de ladite-premiè-re éIectro-vanne 1-5. Enfin-, l'appareil comporte une conduite d'air comprimé 50 débouchant en 51 à proximité du fond du réservoir intermédiaire 43, et comportant un régulateur 52 fournissant à sa sortie une pression d'air constante. La conduite 50 est par ailleurs connectée à une entrée 53 du coffret de mesure de pression 36. L'appareil qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante Au commencement du cycle de frottage, lequel doit s'effectuer dans le frotteur 9, le bec de déversement 7 du doseur 3 est fermé. Le bloc de commande 10 détermine par l'intermédiaire du conducteur 12 la mise en marche rapide du moteur 6. Le sable de décochage 2 stocké dans la trémie 1 parvient donc avec un débit relativement élevé dans le doseur 3. Lorsque le sable arrive au niveau de la première sonde 19, un signal est élaboré par le premier détecteur 20 et est envoyé sur la première entrée du bloc de commande 10 par le conducteur 21. Ce bloc de commande détermine alors par action sur l'électro-frein du moteur 6 un ralentissement de ce dernier et le remplissage du doseur avec un débit plus réduit. Lorsque le sable arrive au niveau de la seconde sonde 22, un signal est élaboré par le second détecteur 23 et est envoyé par le conducteur 24 sur la seconde entrée du bloc de commande 10. Celui-ci détermine à nouveau, par l'intermédiaire de l'électro-frein du moteur 6, l'arrêt de ce dernier, pendant un temps déterminé et suffisant pour permettre d'effectuer le calcul de l'hygrométrie résiduelle moyenne du volume déterminé de sable qui est alors contenu dans le doseur 3. Cette mesure de l'hygrométrie résiduelle est effectuée par le coffret de mesure 25 qui reçoit sur son entrée 26 par l'intermédiaire du conducteur 27, le signal fourni par les jauges de contrainte 28, lequel est représentatif du poids du sable alors contenu dans le doseur, c'est-à-dire de la densité de ce sable. Le coffret 25, sur lequel est affiché ledit volume de sable, effectue alors le calcul de l'àygrométrie résiduelle moyenne, cette hygrométrie étant reliée à la densité du sable par une relation connue. Lorsque cette opération de calcul est terminée, le coffret 25~fournit sur sa première sortie 29 un signal qui est envoyé sur la troisième entrée du bloc de commande 10 par l'intermédiaire du conducteur 30, et ledit bloc de commande détermine la remise en marche lente du moteur 6. La bande de transport 4 amène à nouveau avec un débit réduit du sable dans le doseur 3, jusqu'à ce que le poids du sable contenu dans ce doseur atteigne une valeur prédéterminée, ceci dans le but qui a été exposé plus haut. Lorsque ce poids est atteint, le bloc de commande détermine l'arrêt, définitif pour le cycle considéré, du moteur 6. Le coffret de mesure de calcul 25 calcule alors, à partir de l'hygrométrie résiduelle de la charge, la quantité d'eau nécessaire Q1 pour obtenir l'hygrométrie voulue lorsque le sable est déversé dans le frotteur 9, cette quantité d'eau Q1 devant être amenée dans le frotteur 9 parle dispositif d'arrosage 46. A cet effet, le coffret 25 élabore sur sa seconde sortie 31 un signal U1 = f (Q1) amené sur la première entrée du comparateur 32 par le cont'uc eur 33. Le bloc de commande 10 élabore alors sur sa seconde sortie 13 un signal transmis par ladite ligne 14 de la première électro-vanne 15, ce signal déterminant l'ouverture de cette électro-vanne, la seconde électro-vanne 18 étant fermée. Les vannes 40 et 41 étant ouvertes, le réservoir intermédiaire 43 à section constante est ainsi rempli d'eau, celle-ci arrivant audit réservoir par la conduite 44. Bien entendu, la pression vers la sortie 51 de la conduite d'air comprimé 50 est représentative de la hauteur du niveau d'eau dans le réservoir à section constante 43 et par conséquent de la quantité d'eau Q2 contenue dans ce réservoir. A partir de cette pression, laquelle est amenée sur l'entrée 53 du coffret de mesure de pression 36, celui-ci élabore sur sa sortie 35 un signal U2 = f(Q2). Lorsque U1 et U2 ont une valeur telle que Q1 = Q2, le comparateur 32 élabore sur sa sortie 48 un signal transmis à la première électro-vanne 15 par la ligne 49, ce signal déterminant la fermeture de cette électro-vanne. L'alimentation en eau du réservoir 43 est arrêtée, et le bloc de commande 10 élabore alors sur sa troisième sortie 16 un signal transmis à la seconde électro-vanne 18 par la ligne 17, ce signal déterminant l'ouverture de cette électro-vanne. La quantité d'eau Q2 = Q1 contenue dans le réservoir 43 est alors injectée dans le frotteur 9 par la conduite 47, ce frotteur ayant préalablement reçu la charge de sable contenue dans le doseur. La charge contenue dans le frotteur contient ainsi exactement la quantité d'eau voulue. Par ailleurs, du fait qu'en outre, grâce à l'invention, le poids de la charge est parfaitement déterminé, on peut ajouter à celle-ci, dans les proportions voulues, des produits d'addition quelconques, par exemple bentonite, noir, etc... REVENDICATIONS 1.- Appareil de pesage et d'hygrométrie d'un produit pulvérulent ou granuleux, caractérisé en ce qu'il comporte un doseur, des moyens d'alimentation du doseur en produit, des moyens de mesure du volume de produit introduit dans le doseur, reliés auxdits moyens d'alimentation, de façon à arrêter l'arrivée du produit lorsque son volume dans le doseur atteint une valeur prédéterminée, des moyens détermination du poids du produit dans le doseur, permettant d'en déduire le taux d'humidité, un calculateur recevant un signal représentatif dudit taux et adapté à déterminer la quantité de liquide à ajouter dans le doseur pour que le taux d'humidité du produit atteigne la valeur voulue, des moyens d'alimentation en liquide d'un réservoir intermédiaire, des moyens de mesure adaptés à déterminer la quantité de liquide dans le réservoir, un comparateur recevant d'une part, du calculateur, un signal représentatif de ladite quantité de liquide à ajouter dans le doseur et d'autre part, desdits moyens de mesure, un signal représentatif de la quantité de liquide contenue dans le réservoir, ledit comparateur étant muni d'une sortie adaptée à commander l'arrêt de l'alimentation en liquide du réservoir lorsque les deux quantités précitées sont égales, et des moyens pour ajouter au produit le liquide contenu dans le réservoir. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour ajouter dans le doseur une quantité supplémentaire de produit, après que son volume ait atteint ladite valeur prédéterminée, pour que le produit dans le doseur atteigne un poids prédéterminé.