Brevet FR2328246A1 — publié le 19770513

L'invention concerne un dispositif de commande pour la commande du dosage de quantités d'addition à mélanger avec une matiere à mélanger, comprenant un dispositif de mesure pour déterminer la quantité d'addition présente dans la matière à mélanger et un dispositif de dosage pour le dosage de la quantité d'addition pouvant être commandé en fonction de la quantité déterminée et d'une valeur prescrite prédéterminée. L'invention concerne également un procédé de commande du dosage de quantités d'addition à mélanger avec une matière à mélangeur, dans lequel on mesure la quantité d'addition présente dans la matière a mélanger eton commande le dosage de la quantité d'addition en fonction de la quantité d'addition mesurée et d'une valeur prescrite prédéterminée. Lors de la préparation de mélanges, par exemple du béton, des matières d'addition doivent être accordées de manière précise en ce qui concerne leursquantitésrespectivesafin d'assurer une qualité optimum du mélange. Les quantités des matières solides peuvent être dosées sans difficultés à l'aide d'une balance; par contre, lors du dosage de matières liquides, l'on rencontre la difficulté que les matières solides apportent déjà a une certaine quantité du liquide dans la matière, cette quantité de liquide étant soumise à des variations importantes. La quantité nécessaire de la matière liquide doit donc, dans chaque cas, être déterminée en fonction de la quantité de matières liquides déjà contenues dans les matières d'addition solides.A cet effet, on doit d'abord mesurer le degré d'humidité de la matière à mélanger, ce qui peut, par exemple, être effectué en mesurant la résistance ohmique de la matière à mélanger. Pour obtenir une précision aussi poussée que possible lors du dosage de la quantité nécessaire de la matière liquide et pour obtenir ainsi une qualité aussi élevée que possible du mélange, par exemple la qualité du béton, l'on a déjà a' utilisé des hygromètres de dosage au moyen desquels l'on détermine automatiquement le degré d'humidité de la matiere à mélanger eton effectueautomatiquement le dosage de la quantité nécessaire du liquide. Dans des dispositifs de commande de ce genre, le processus de dosage est réparti en un grand nombre de phases successives de mélange et de dosage. Lors des phases de dosage, on ajoute rhaque fois une faible quantité de la matière liquide.Ensuite, pendant la phase de mélange, l'on mesure le degré d'humidité, et lorsque celui-ci n'a pas encore atteint sa valeur prescrite, l'on ajoute une quantité additionnelle du liquide dans la phase de dosage successive. A cause du grand nombre des phases successives dé mélange et de dosage le temps nécessaire pour l'ensemble du dosage est relativement long. L'invention a donc pour objet d'offrir un dispositif et un procédé de commande du genre décrit au debut de cette description, ce procédé et ce dispositif permettant, par des moyens simples, de réaliser un dosage sûr et précis avec une durée du dosage nettement plus courte. A cet effet, le dispositif de commande est caractérisé, suivant l'invention, par un dispositif de traitement de données, transformant la valeur mesurée et la valeur prescrite prédéterminée afin de déterminer la quantité d'addition nécessaire à l'obtention de la valeur prescrite, et une commande du dispositif de dosage de manière telle que la quantité d'addition déterminée est ajoutée à la matière à mélanger. Le procédé de dosage, suivant il in v e n t i o n, e s t caractérisé en ce que la quantité d'addition nécessaire à l'obtention de la valeur prescrite est déterminée, au moyen d'un dispositif de traitement de données, en partant de la quantité d'addition présente et mesurée dans la matière à mélanger et en ce qu' un dispositif pour le dosage de la quantité d'addition est commandé à partir du dispositif de traitement de données de manière telle que la quantité d'addition déterminée est ajoutée à la matière à mélanger. Le dispositif de commande et le procédé suivant l'invention sont particulièrement destinés à etre utilisés lors de la préparation de béton d'une qualité supérieure. La quantité d'eau nécessaire est déterminée de façon précise au moyen du dispositif de traitement de données ou d'informations ou au moyen d'une calculatrice, en partant de la valeur relevée du degré d'humidité de la matière à mélanger, et cette quantité nécessaire est ensuite ajoutée en une fois à la matière à mélanger. Ceci permet un dosage particulièrement rapide, mas très précis, de la quantité d'eau nécessaire. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description, donnée ci-après à titre non limitatif, d'exemples de réalisation, en se référant aux figures, dans lesquelles: la figure 1 est une vue fui coupe schématique d'un mélangeur à béton équipé du dispositif de commande suivant l'invention; la figure la représente une vue plus détaillée d'une partie représentée à la figure 1; la figure 2 un schéma bloc du dispositif de commande; et la figure 3 représente un agencement pour la transmission sans contact, des valeurs mesurées, en élévation et partiellement en coupe. A la figure 1, l'on a représenté la construction générale d'un mélangeur à beton. Le mélangeur à béton 1 comprend une auge à mélanger 2, un couvercle de protection 3 pour couvrir l'auge à mélanger 2 et un rotor 4 monté de manière rotative dans l'auge à mélanger 2, des bras mélangeurs 5 étant fixés au rotor 4. Le rotor est entralné en rotation au moyen d'un moteur d'entratnement 4a. En outre, le mélangeur comprend un élévateur à auge 6 pour charger la matière à mélanger dans le mélangeur, ainsi qu'une poulie 6a pour l'entraSnement de l'élévateur à auge 6. Comme cela ressort en particulier de la figure la, le rotor 4 présente un élément de support 7 en forme d'une barre prévue pour supporter deux sondes de mesure 8 et 9 en forme de tiges. L'élément de support 7 présente deux alésages 10 et 71 radiaux destinés à la fixation des sondes de mesure 8 et 9 au moyen de boulons 12 et 13 s'étendant à travers de ces alésages 10 et 11. L'élément de support 7 est fixé au rotor 4 au moyen d'une plaque de raccordement 7a et au moyen d'une fixation par boulons ou par soudure de manière telle que cet élément de support s' zende radialement à partir du rotor 4 dans l'auge à mélanger 2. Les sondes de mesure 8 et 9 sont fixées à l'élément de support 7'de manière telle qu'elles s'étendent parallèlement l'une à l'autre et perpendiculairement à l'élément de support 7 et à une distance prédéterminée de celui-ci vers le bas. En fonctionnement, les quantités d'addition, par exemple du sable, du ciment et de l'eau, sont introduites dans l'auge à mélanger 2. A la figure la, l'on a-schématiquement représenté deux niveaux possibles, par des lignes A et B. Lors du processus de mélange, le rotor 4 mène les sondes de mesure 8 et 9 à travers le mélange. Comme ltespace creux formé dans l'auge a mélanger où le me lange se trouve est essentiellement de forme annulaire, les sondes de mesure saisissent une quantité du mélange relativement grande lors de leur mouvement circulaire à travers le mélange, de manière telle que l'on obtient une mesure très précise du degré d'humidité moyen du mélange. A leur extrémité inférieure , les sondes 8 et 9 présentent chacune une électrode de mesure 8a et 9a qui sont montées de façon isolée dans la sonde de mesure correspondante. Les électrodes de mesure 8a et 9a sont réalisées en métal dur afin d'obtenir une faible usure et une durée de vie prolongée. Les électrodes de mesure 8a et 9a sont reliées, au point de vue électrique et par des câbles non représentés, à un dispositif de transmission des valeurs mesurées, ce dispositif étant représenté schématiquement à la figure 2 et en détail à la figure 3. Le dispositif de transmission des valeurs mesurées comprend un convertisseur analogique-numérique 14 auquel les deux électrodes de mesure 8a et 9a sont raccordées. Le signal de sortie du convertisseur analogique-numérique 14 parvient à une bobine de transmission 15a d'un transmetteur des données mesurées 15 qui présente une seconde bobine 15b, de manière telle que le signal de sortie du convertisseur analogique-numérique 14 soit transmis,par induction, à la bobine 15b. Le convertisseur analogiquernumérique 14 est alimenté par un bloc d'alimentation 16 qui fournit les tensions appropriées, le bloc d'alimentation étant de son c8té alimenté en courant par un transformateur 17 qui présente deux bobines 17a et 17b couplées magnétiquement. La bobine 17b est de son côté alimentée par un groupe d'alimentation 16b. Le convertisseur analogique-numérique 14, le bloc d'alimentation 16, les bobines 15a et 17a sont agencés dans le rotor 4 du mélangeur, de manière telle que ces éléments sont entraînés en rotation en même temps que les sondes de mesure 8, 9. Par contre, les bobines 15a et 17a sont agencées de manière fixe dans l'auge à mélanger 2, de manière telle qu'elles sont couplées magnétiquement avec les bobines 15a et 17a. De ce fait, une transmission sans contact des valeurs mesurées est possible à partir des électrodes de mesure 8a et 9a vers le dispositif de commande. Le dispositif de commande même comprend un amplificateur 18 raccordé à la bobine de transmission 15b pour amplifier le signal mesuré, un montage d'évaluation de la valeur réelle mesurée 19, le signal mesuré amplifié étant amené à ce montage d'évaluation 19, un montage d'évaluation de la valeur prescrite 20 pouvant recevoir une valeur prescrite, par l'intermédiaire d'un organe de réglage de la valeur prescrite21, un montage de comparaison 22 comparant la valeur réelle et la valeur prescrite, ainsi qu'une calculatrice 23 recevant le signal de sortie du montage de comparaison 22. La valeur réelle et la valeur prescrite sont indiquées au moyen de dispositifs d'affichage 19a et 20a. Au moyen d'un sélecteur de sensibilité 24, lton peut varier la sensibilité du montage d'évaluation de la valeur réelle et de la valeur prescrite en quatre étapes. La calculatrice transforme le signal obtenu à partir du montage de comparaison 22 en signaux de commande actionnant une soupape de dosage grossier 25, par exemple une soupape à aimant d'un diamètre de 38 , une soupape de dosage fin 26, par exemple une soupape à aimant d'un diamètre de 19 mura, un dispositif de commutation 27 pour déterminer la durée de mélange à sec et un dispositif de commutation 28 pour déterminer le moment où le processus de mélange est terminé. Le fonctionnement du dispositif de commande est le suivant : Pour déterminer le degré d'humidité du mélange dans l'auge à mélanger 2, on envoie dans le mélange, un courant à travers les électrodes de mesure 8a et 9a. A partir de ce courant, l'on produit, dans le convertisseur analogique-numérique 14, un signal de mesure analogique correspondant à la valeur ohmique de résistance du mélange, ce signal étant transformé en un signal de mesure numérique et appliqué à la bobine 15a. la fréquence de cette valeur de mesure numérique est proportionnelle à la résistance ohmique de la matière à mélanger.Le signal de mesure numérique est transmis, sans contact, à la bobine 15b,amplifié dans l'amplificateur 18 et transformé dans le montage d'évaluation de la valeur réelle mesurée 19 d'une manière telle qu'il peut être comparé à une valeur prescrite dans le montage de comparaison 22, cette valeur prescrite ayant été introduite dans le montage d'évaluation de la valeur prescrite 20, au moyen de l'organe de réglage de la valeur prescrite. Le montage de comparaison 22 forme un signal de différence à partir des valeurs prescrite et réelle introduites, ce signal de différence étant envoyé à la calculatrice 23. Lors de la préparation de béton, lton mélange d'abord à sec toutes les matières d'addition, avant l'introduction de l'eau. La durée de mélange à sec est déterminée par la calculatrice 23 qui commande le dispositif de commutation 27 de manière correspondante. lors du processus de mélange à sec, lton peut déterminer le degré d'humidité initial du mélange, par exemple sur base de l'humidité du sable utilisé. Le dosage de l'adduction d'eau s'effectue en deux étapes. La calculatrice 23 détermine d'abord sur base de la qnan- tité du mélange, de la valeur prescrite et de l'humidité initiale, la quantité d'eau approximativement nécessaire. La calculatrice 23 transforme cette valeur en un signal de commande pour la soupape de dosage grossier 25, la durée de ce signal étant une mesure pour la quantité d'eau à ajouter. De ce fait, l'on ajoute en une fois dans l'auge à mélanger 2, la quantité d'eau approximativement nécessaire. L'eau ainsi introduite en très peu de temps est mélangée dans la matière, et le degré d'humidité résultant est déterminé. Cette donnée, constituant la valeur réelle, est comparée à la valeur réglée à l'organe de réglage de la valeur prescrite 21, valeur prescrite pour obtenir l'humidité prescrite du mélange. Au moyen du montage de comparaison 22 et de la calculatrice 23, lton produit, à partir de ces valeurs, un signal de commande pour la soupape de dosage fin. La durée du signal de commande détermine le temps d!ou- verture de la soupape de dosage fin et ainsi la quantité du dosage fin. Cette quantité est introduite en très peu de temps et en une fois dans l'auge à mélanger. Ensuite, cette quantité de dosage fin est mélangée avec la matière, et la calculatrice 23 engendre un signal d'arrêt pour provoquer la fin du processus de mélange. Le mode de dosage en deux étapes suivant l'invention, à savoir le dosage grossier et le dosage fin, permet une préparation extrê- mement rapide du mélange, tout en assurant une excellente précision du rapport de mélange. Cette rapidité particulibre résulte du fait que les quantités d'eau nécessaires, que sont la quantité de dosage grossier et la quantité de dosage fin, sont introduites chaque fois en une seule fois. L'on peut obtenir un processus de dosage encore plus court en effectuant ce dosage non en deux étapes, mais en une seule étape. Grâce à la mesure précise du degré d'humidité initial de la matière à mélanger et grâce au dosage précis de la quantité d'eau nécessaire au moyen de la calculatrice 23, l'on obtient, même avec ce dosage en une seule étape, un rapport de mélange très proche du rapport prescrit, donc une excellente quantité du béton. Pour le convertisseur analogique-numérique 14, l7amplificateur 18, le montage d'évaluation de la valeur réelle mesurée 19, le montage d'évaluation de la valeur prescrite 20, le montage de comparaison 22 et la calculatrice 23, l'on peut utiliser des formes classiques dont la réalisation et la conception sont à la portée du spécialiste. En plus du dosage d'eau ou à la place de celui-ci, l'on peut également, avec le dispositif de commande suivant l'invention, réaliser un réglage de la température de la matière à mélanger. A cet effet, l'on mesure au moyen d'une sonde de température. pouvant eom- porter par exemple une résistance avec un coefficient de température négatif, la température de la matière à mélanger, la valeur mesurée étant transformée en un signal numérique, transmis à l'amplificateur 18 par l'intermédiaire du dispositif de transmission des valeurs mesurées, évaluée et comparée à la valeur de température prescrite.Le signal de sortie du montage de comparaison 22 est envoyé à la ealculatrice 23 qui commande une soupape d'adduction de vapeur de manière telle que la quantité de vapeur néccssaire à l'élé- vation de température est introduite dans la matière à mélanger. Le dispositif de transmission des valeurs mesurées peut en meme temps transmettre les valeurs mesurées du degré d'humidité et de la température. A cet effet, l'on amène la valeur analogique de la température aussi bien que la valeur analogique du degré d'humidité de la matière à mélanger au convertisseur analogique-numérique 14 qui en forme un signal numérique de mesure pour permettre une transmission simultanée des deux valeurs mesurées, au moyen du dispositif de transmission des valeurs mesurées. Une même calculatrice 23 peut commander le dosage d'eau et celui de la vapeur. Des détails du dispositif de transmission des valeurs mesurées sont illustrés à la figure 3. Un collet 29 relié de manière fixe au couvercle de protection 3 supporte les deux bobines 15b et 17b réalisées de manière annulaire et noyées dans un corps isolant 30. Le corps isolant 30 et les bobines 15b et 17b noyées dans celui-ci sont fixés au collet 29 au moyen de vis 31. Les bobines 15a et 17a sont agencées sur un élément de raccordement 32 relié de manière fixe au rotor 4, en face des bobines coopérantes 15b et 17b. les bobines 15a et 17a sont noyées dans un élément isolant 33, cet élément étant relié à l'élément de raccordement 32 au moyen de vis 34. Pour obtenir une liaison étanche entre le collet 29 et l'élément de raccordement 32 qui tourne avec le rotor 4 par rapport au collet 29, l'on a prévu une bote à étoupes 35. Lors du fonctionnement du mélangeur, les bobines 1 Sa et 15b, A d'une part, et les bobines 17a et 17b, d'autre part, tournent les unes par rapport aux autres, le couplage magnétique entre les bobines disposées les unes en face des autres étant toutefois maintenu. De ce fait, l'on peut transmettre, sans contact, à la fois les valeurs mesurées et le courant d'alimentation. Le dispositif de transmission des valeurs mesurées permet une transmission des valeurs mesurées, par exemple le degré d'humidité et la température de la matière à mélanger, de manière extremement précise et sans altération des valeurs mesurées A l'opposé des dispositifs de transmission des valeurs mesurées utilisés Jusqu'à présent, des opérations de nettoyage pénibles des éléments de transmission avant la mise en fonctionnement du mélangeur sont superflues, tout comme des opérations d'ajustage compliquées et pouvant être réalisées seulement par du personnel qualifié. Etant protégé contre tout endommagement mécanique, le dispositif de transmission des valeurs mesurées suivant l'inventon travaille en outre de manière très sure. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de commande pour la commande du dosage de quantités d'addition à mélanger avec une matière à mélangeur, comprenant un dispositif de mesure pour déterminer la quantité d'addition présente dans la matière à mélanger et un dispositif de dosage pour le dosage de la quantité d'addition pouvant être commandé en fonction de la quantité déterminée et d'une valeur prescrite prédéterminée, caractérisé par un dispositif de traitement de données, transformant la valeur mesurée et la valeur prescrite prédéterminée afin de déterminer la quantite d'addition nécessaire à l'obtention de la valeur prescrite, et une commande du dispositif de dosage de manière telle que la quantité d'addition déterminée est ajoutée à la matière à mélangeur. 2.- Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure est adapté à déterminer le degré d'humidité de la matière à mélanger et en ce que le dispositif de dosage comprend une soupape pour la commande de l'addition d'eau dans la matière à mélangeur. 3.- Dispositif de commande suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de dosage comprend un dispositif de dosage grossier et un dispositif de dosage fin commandés par le dispositif de traitement de données. 4.- Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de mesure comprend deux électrodes de mesure agencées l'une à distance de l'autre et guidées à travers l'auge à mélangeur. 5.- Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure est adapté a déterminer la température de la matière à mélanger et en ce que le dispositif de dosage comprend une soupape pour commander l'adduction de vapeur dansla matière à mélangeur. 6.- Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérise en ce qu'on prévoit un dispositif de transmission de valeurs de mesure pour transmettre simultanément plusieurs valeurs de mesure à partir d'une zone mobile dans un dispositif à mélanger à une zone fixe du dispositif à mélanger communiquant avec le dispositif de mesure. 7.- Dispositif de commande suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les valeurs de mesure sont transmises par un agencement de bobines coopérant les unes avec les autres. 8.- Procédé de commande du dosage de quantités d'addition à mélanger avec une matière à mélangeur, dans lequel on mesure la quantité d'addition présente dans la matière à mélanger et on commande le dosage de la quantité d'addition en fonction de la quantité d'addition mesurée et a'une valeur prescrite prédéterminée, caractérisé en ce que la quantité d'addition nécessaire à l'obtention de la valeur prescrite est déterminée, au moyen d'un dispositif de traitement-de données, en partant de la quantité d'addition présente et mesurée dans la matière à mélanger et en ce qu un dispositif pour le dosage de la quantité d'addition est commandé à partir du dispositif de traitement de données de manière telle que la quantité d'addition determinée est ajoutée à la matière à mélanger. 9.- Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le dosage de la quantité d'addition est effectué en deux étapes et en ce que le dispositif de traitement de données détermine d1 d'abord la quantité d'addition nécessaire à l'approximation de la valeur prescrite et détermine ensuite dans la deuxième étape, la quantité d'addition nécessaire à l'obtention précise de la valeur prescrite.