Brevet FR2356129A1 — publié le 19780120

La présente invention concerne un procédé de dosage de produits, par exemple granuleux ou pulvérulents,notamment en vue de réaliser un mélange aux proportions prédéterminées. La présente invention concerne également le dispositif méttant en oeuvre le dit procédé. Le procédé selon l'invention est applicable notamment dans l'indus -trie de la transformation des matières plastiques pour le dosage et le mélange de la matière de base et des colorants en vue de réaliser des pièces colorées. Les transformateurs de matières plastiques ont actuellement le choix pour la coloration de leur matière entre les solutions suivantes: - acheter de la matière déjà colorée,ce qui est cher surtout pour de faibles quantités et qui engendre fréquement des stocks morts inutilisables en cas d'arrêt de fabrication ou de changement de couleur pour des raisons commerciales. - Colorer eux-memes leur matière par application de pigments de coloration a la-matière dite vierge ;cette coloration qui s'effectue hors du stade de transformation présente l'inconvénient que les pigments colorants souillent ces matières et les bâtiments. - Injecter des colorants liquides juste avant la transformation de la matière ou utiliser les appareils de commerce qui mélangent à la dernière minute la matière de base vierge et les pigments pulvérulents ou des granulés dits de colorants martres. Ces dernières solutions présentent l'inconvénient de ne pas toujours convenir,dans le cas d'utilisation des mélangeurs du com- -merce,d'être motteux sans donner satisfaction quant à la précision du dosage et donc à la nuance de la teinte obtenue car les dispositifs de ce type connu opèrent volumètquement. La présente invention a pour butobvier à ces inconvénients en permettant notamment dans le cas de l'industrie de la transformation des matières plastiques,de réaliser au fur et à mesure des besoins en matière colorée de la machine à @@truder ou mouler,de doser les composants du mélange,de les réunir et d'en alimenter la machine. L'invention présente l'avantage de réaliser un appareil simple,léger et de petite dimention avec réglage par affichage pondéral du pourcentage recherché donc particulièrement fiable,le dispositif selon l'invention étant dlun prix ds revient peu élevé et de conception simple,ce qui facilite ses opérations d'entretient et de nettoyage notamment. A cet effet,le procédé de dosage selon l'invention de deux ou plusieurs produits à mélanger suivant des proportions données se caractérise essentiellement en ce qu'il me en oeuvre des bras de levier coopèrant entre eux et dans un rapport de longueur en relation avec les proportions des produits souhaitées dans le mélange,que l'incidence sur l'un des leviers du poids du mélange en cours de finition par l'arrivée du dernier composant rétablit l'équilibre des leviers,équilibre préalablement détruit par l'extraction des premiers composants retirés de réservoirs solidai -res des dits bras de leviers et que le rétablissement du dit équilibre provoque l'arrêt de l'arrivée du dernier composant et la mise en route d'un autre cycle de délivrance des composants dans des proportions prédéterminées. On conçoit que par variation du rapport de longueur des bras de leviers coopèrant réciproquement et dont sont solidaires les produits à ajouter à la matière première de base et le mélange terminé,on obtient une variation du pourcentage pondéral ce qui permet un règlage particulièrement facile et fiable. L'invention vise encore les caractéristiques ci-après: - Un appareil de dosage et de mélange de deux ou plusieurs produits constitué d'une trémie fixe recevant l'un des composants du mélange, par exemple la matière première de base et en relation par une goulotte inclinée avec une trémie dans laquelle s'élabore le mélange, -un bras de levier avec contrepoids sensiblement horizontal porte à son extrémité un distributeur d'un composant du mélange, la trémie réceptrice est portée par un bras de levier coopèrant n avec le précédent et positionable en des endroits différents de celui-ci par rapport à son axe d'articulation et en relation avec les quantités à mélanger, des moyens d'asservicement électrique commandent en fonction de la position d'équilibre ou de dés@quilibre du bras de levier horizontal ou fléau,la distribu -tion et l'évacuation des produits à mélanger et le départ ou l'arrêt du cycle de dosage et de mélange des différents produits. - Un appareil doté d'un moyen de rappel élastique règlable en cours de fonctionnement et qui,par une modification automatique de l'effort exercé sur les leviers,compense après un cycle de fonctionnement quelconque le déséquilibre des leviers provoqué par la pette de poids de la quantité de produit solidaire des leviers en phase initiale. - Un appareil dans lequel un ou des produits composant le mélange et extraits en proportion du mélange à réaliser tombent dans la goulotte sur le passage du dernier composant pour être entraînés par lui dans la trémie réceptUe D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description ci-après du procédé et du dispositif de mise en oeuvre donné à titre d'exemple de réalisation non limitative et illustré par -les dessins joints, dans lesquels: - La figure I représente une vue schématique en élévation latérale du dispositif. - Les figures 2 à 7 représentent schématiquement les dispositifs d'automatisme aux différentes phases du cycle de fonctionnement. - La figure 8 représente l'ensemble trémie st extracteur du produit à mélanger avec la matière première de base - La figure 9 représente une autre forme-rda. réalisation de l'invention. Tel que représenté en figure I le dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention est constitué d'un bâti support I qui peut être fixé sur la machine à alimenter par le mélange à réaliser ou qui peut être fixé sur une potence,un mur ou un plafond de manière è ce que,de préférence,îl ne subisse pas de vibration. Il porte une trémie 2 alimentée en matière première de base,par exemple dans le cas de la matière plastique,des granulés de matière plastique à colorse référencés par 3. On peut concevoir que la trémie 2 soit un silo fixe de grande capacité ou un réceptacle creux de petite dimention ,alimenté manuellement ou par tout autre moyen. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 1,la trémie est en relation avec des sacs de matière en granulé par un conduit et l'alimentation s'effectue par depression créée au col du venturi 4 par 1'as comprimé expulsé de la buse -5 à travers lelectrovanne 5A lorsque celui-ci est mis sous tension électrique. Une goulotte en U inclinée 6 ou gouttière -relie la trémie 2 à une trémie réceptrice 7 par gravité. Un clapet 8 actionné par ressort et électroaimant 9 obture la trémie 2 et un clapet Io de conception identique commandé par un électroaimant II ferme la goulotte 6 à son extrémité qui est audessus de la trémie réceptrice 7 sans entre en contact avec elle. Le bati 1 est doté d'un axe 12 sur lequel est monté librement rotatif,par exemple au moyen d'un roulement à billes,un levier 13 sensiblement horizontal. Le levier 13 porte à son extrémité une trémie 14 distributrice du produit complémentaire de la matière première de base pour réaliser le mélange,par exemple de la poudre colorante. Cette trémie 14 est fixée au levier ou fléau 13 par un système d'accrochage rapide,par exemple au moyen d'un tenon 15. Préférentiellement,la trémie 14 présente une section transversalle telle que sa base soit plus évasée que son orifice d'alimentation | disposé à son sommet,ce qui permet d'éviter que les particules pulvérulentes s'accrochant à ses parois. Elle comprend à sa base (fig.8.) un système extracteur qui est constitué d'une grille 16 qui s'accroche rapidement sous la dite trémie ou à ses parois et qui coopère avec deux ensembles parallèles 17 de roue dentée 18 à la manière d'un système bien connu pour hecher le persil,les roues dentées étant portées par des axes 19 parallèles fixés dans des paliers. Un motoréducteur actionne en sens inverse à faible vitesse les deux ensembles de roues dentées. Le levier 13 porte à proximité de la trémie distributrice telle que décrite un plot de contact électrique 20 a double face a sur et sous le levier et isole électriquement de la masse du levier 13. Le plot coopère avec les tiges 21 et 22 qui forment les contacts isolées du bati C1 et C2et qui,en relation avec les moyens d'automation permettent également de limiter les débattements du levier. Il est aventageux que le plot 20 soit le plus éloigné possible de l'axe 12,ce qui accroit la précision des mesures. Le levier 13peut être doté à son extrémité d'un contrepoids fixe 23 et d'un contrepoids mobile 24 qui permet éventuellement de régler l'équilibre après un changement de rapport de longueur du levier 13 et du levier qui coopère avec le précédent et qui porte la trémie réceptrice. Près de son axe 12 et du même côté que la trémie 14 par rapport au dit axe,le levier 13 reçoit d'une manière ponctuelle la trémie réceptrice -ce 7. La trémie réceptrice est portée par un levier suspendu 23 sur le levier ou fléau l3,par exemple par un arceau et couteau 24 du type balance le point d'accrochage des deux leviers étant réalisé par des encoches en V e du levier 13 v - ou par vis et écrau de telle manière que la position du levier 23 portant la trémie réceptrice puisse varier sur le levier fléau 13 par rapport à son axe d'articulation en fonction des proportions de produits du mélange à obtenir,ce qui permet un règlage rapide du dispositif par l'utilisateur. La trémie réceptrice 7 présente de préférence une forme troncônique et elle est obturée à sa base par un clapet ou vanne 25 avec contrepoids 26 règlé de telle manière que la vanne 25 ait une légère tendance à se ferme toute seule. La fermeture du clapet et son vérouillage sous l'action du contrepoids et d'un électroaimant 27 ferme Le circuit d'un contacteur 28 solidaire de la trémie et relié au circuit électrique d'automatisme. Au-des904s de la trémie réceptrice est représent schémati -quement la trémie d'alimentation 29,par exemple d'une machine extrudeuse de matière plastique,qui peut recevoir un agitateur 30 actionné par un moteur électrique 31 (M4) pour parfaire le mélange. L'équilibre du levier 13 et des éléments qu'il supporte outre les eontrepoids d'extrémité est obtenu par un ressort 32 de traction solidaire d'une tige filetée 33 perpendiculaire au bâti 1 et qui coopère avec un écrou 34 pour régler la tension du dit ressort. Un dispositif type clavette ou autre immobilise en rotation la tige filetée et deux moteurs M2 et M3 actionnent l'écrou soit pour faire monter la tige filetée,soit -pcur la faire descendre,ce qui tend ou détend le ressort 32. On peut concevoir qu'un amortisseur soit disposé sur le levier fléau 13 pour compenser l'incidence du motoréducteur qui entraîne les roues dentées de la trémie de distribution portée par le dit fléau. Cet amortisseur peut astre du type comportant une pale solidaire du fléau au niveau des contrepoids et immergée dans un réservoir. d'huile. Le fonctionnement du dispositif de dosage de produits selon l'invention tel qu'illustré aux figures de 2 à 7 par référence qux schémas des composants électriques d'asservicement et d'automation au cours des différentes phases de fonctionnement est le suivant: La figure 2 représente les composants électriques d'une manière sché- -matique lorsque la matière dans la trémie de la machine 29 empêche la fermeture du clapet 25,cette matière étant plus haute que l'ex -trémité basse du clapet 25,le contact 28 est ouvert. c3 Le moteur 31 (M4) est arrêté;l'électrovanne 5A est hors de tension EV et de ca fait il n'y a pas alimentation en air comprimé pour faire monter la matière dans la trémie 2. Le contact 20 appuie sur la pointe 21,C.a.d. que le contact C1 est fermé. Le contact C2 de 20 avec 22 est ouvert,tous les moteurs sont arrtés. Les clapets 8 et IO sont fermés par l'action de leurs ressorts,les électroaiments 11 et 9 étant hors de tension. Une action de EA2 EA3 pression sur le poussoir MA peut alors être suivie d'effet et couper l'arrivée de courant. T est un relai temporisé tel que ses contacts T1 et T2'sont ouverts et ses contacts T2 et T1' sont fermés hors tension. Ce relais temporisé est tel qu'il y a basculement des contacts T1 et I1' après un certain tempsTet après mise en tension de la bobine du dit relai et basculement des contacts T2 et T2' et après un autre laps de temps j La figure 3 représente les composants au temps que l'on peut appeler 0. C'est le moment ou en descendant dans la trémie machine 29 la matière a libéré le clapet 25 qui s'est fermé sous 11 action du contrepoids Il vient donc d'y avoir fermeture du contact 28.L'électrotanne 5A étant sous tension,il y a un transfert de matibre dans la trémie 2.L'électroaimant 27 vérouille le clapet 25. Le moteur 31 (M4) tourne et parfait le mélange dans la trémie machine 29. Le moteur M2 tourne et assure la descente du ressort 32. On ne peut plus arrêter l'installation car le contact C3 courcircuite le contact MA. La figure 4 représente les composants électriques à l'instant 0 + X (plus petit que T) où la descente du ressort 32 a fait ouvrir le contact Cl. Le moteur M2 s'arrSte. Le moteur 31 (M4) tourne toujours. L'électrovanne 5A n'étant plus sous tension il y a arrêt du transfert de matière dans la trémie 2. le clapet 25 est dévérouillé. La figure 5 représente les composants électriques à l'instant T c. a.d. juste après le basculement des contacts T1 et T1' du relai temporisé T. Le moteur Ml qui entraine les roues dentées 18 se met en route et fait descendre du produit contenu dans la trémie 14. La trémie 14 est donc allégée et le contact C1 se referme et remet en route le transfert de matière dans la trémie 2. Le moteur 31 M4 tourne toujours. Les moteurs M2 et M3 restent à l'arrSt. La figure 6 représente l'instant T *XT au moment où les seconds contacts T2 et T2' du relai temporisé viennent de basculer. Le transfert de matière dans la trémie 2 continue. Le clapet 25 est vérouillé par l'électroaimant 27.EAl Le moteur s'arrQte et arrête la descente du produit dans la trémie 14. Les clapets IO et 8 s'ouvrent sous l'action des électroaimants II et 9 mis sous tension,le produit 3 contenu dans 2 s1 écoule par gravité dans la goulotte 6 eh entrains au passage le produit extrait de la trémie 14. Progressivement le poids de matière contenue dans la trémie 13 ouvrira le contact C1 en relevant le levier fléau 13. La figure 7 représenta les composants électriques à l'instant où le contact C1 vient de s'ouvrir comme décrit ci-dessus. Cette ouverture provoque instentanément la fermeture des clapets IO et 8 qui stoppe l'écoulement de matière dans la trémie 7. Elle provoque aussi le dévérouillage du clapet 25 par mise hors tension de l'électroaimant 27.EAl Le clapet 25 s'ou@re donc sous le poids de la matière et provoque l'ouverture du contact 28.c3 Cette ouverture de C3 coupe l'alimentatien du relai temporisé dont tous les contacts reviennent à la position de la figure 2. l'allégement du poids de la trémie 7 referme le contact C1. La figure 7 est donc redevenue identique à la figure 2. Suivant une autre forme de réalisation de l'invention telle que représentée en figura 9 le fléau 13 non magnétique porte à son extrémité un plateau 35 qui reçoit simplement posée une charge étalon 36 magnétique de poids déterminé en fonction de la quantité de produit qui sera délivrée par la trémie 2. La charge qui remplace la trémie a extracteur 14 de la figure 1 est soulevée périodiquement,par exemple par un électroaimant 37 E4 commandé par une minuterie et qui, dans le schéma électrique remplace le moteur M1 ce qui,par règlage des bras de levier et en fonction du poids de la charge étalon permet de délivrer des quantités données et fixes de produit avec un débit horaire déterminé. On conçoit que l'invention présente de nombreux avantages dans toutes les industries où des dosages de produits où des divisions de quantités de poids donné de produit sont à effectuer. REVENDICATIONS I9) Procédé de dosage de produits,notammant de produits destinés è être mélangés suivant des proportions données caractérisé en ce qu'il met en oeuvre des bras de levier coopérant entre eux et dans un rapport de longueur en relation avec les proportions des produits souhaités dans le mélange, en ce que l'incidence sur l'un des leviers du poids du mélange en cours de fiction par l'arrivée du dernier composant rétablit I'équilibre des leviers,équilibre préalablement détruit par l'extraction des premiers composants retirés de réservoirs solidaires des dits bras de levier et que le rétablissement du dit équilibre provoque ltarrt ds délivrance du dernier composant et la mise en route d'un autre cycle de délivrance des composants du mélange donné dans des proportions déterminées. 20) Appareil de dosage et de mélange de produits selon la revendi -cation 1 caractérisé en ce qu'il est constitué d'une trémie fixe et recevant l'un des composants du mélange/etn relation par une goulotte inclinée avec une trémie dans laquelle s'élabore le mélange qu'un bras de levier sensiblement horizontal porte à son extrémité au moins un distributeur d'un composant du mélange, que la trémie réceptrice est positionnable en des emplacements diffé- rentes du levier horizontal par rapport à son axe et en relation avec les quantités à mélanger, que des moyens d'asservicement électrique commandent en fonction de la position d'équilibre ou de désiquilibre du bras de levier la distribution et 11 évacuation des produits à mélanger et le départ ou l'arrêt du cycle de dosage et de mélange des différents composants. 3 ) Appareil de dosage et de mélange de deux ou plusieurs produits selon la revendication 1 et la revendication 2 caractérisé en ce qu t il est doté d'un moyen de rappel élastique règlable en cours de fonctionnement et qui par une modification automatique de l'effort exercé sur les leviers compense après un cycle de fonctionnement quelconque le déscquilibre des leviers provoqué par la perte de poids de la quantité de produit solidaire des leviers en initiale. 40) Appareil de dosage et de mélange selon la revendication @ et 11 une quelconque des revendications 2 et 3 caractérisé en re du ou des produits composant le mélange e@t extrait en du mélange à réaliser tombe dans la goulotte sur le passage du dernier composant pour btre entraîne par lui dans la trémie réceptrice. 50, Appareil de dosage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un ou des de produit pulvérulent ou granuleux avec une section plus faible en haut qu'en bas et deux ensembles extracteurs constitués ch@@@n d'une ou plusieurs roues dentXes,les deux ensembles tournant à Sa nIfroe vitesse en sens inverse,à travers les fentes d'une grille inférieure. 6 ) Appareil de dosaga selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de ajustant automatiquement le débit moyen de délivrance des au débit moyen du besoin. 70) Appareil de dosage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un moyan de détection du point d'équilibre des leviers qui peut être un contact électrique faisant également office de butée mécanique de limitation d'amplitude 8 ) Appareil de dosage selon l'une quelcomque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de réapprovi- -sionnement automatique en cours de cycle du ou des produits à mélanger qui ne sont pas solidaires des leviers. 9 ) Appareil de dosage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un système de rééquilibrage automatique des leviers au moment où ont été réap provisionnés le ou les produits solidaires des leviers. I00) Appareil selon la revendication 1 et la revendication 2 caractérisé en ce que le levier fléau non magnétique reçoit à son extrémité simplement posée,une charge étalon magnétique périodique- -nant soulevé ce qui a pour effet de distribuer d'une manière discontinue régulière des quantités données d'un produit.