Brevet FR2369893A1 — publié le 19780602

L'invention concerne un appareil de compensation de température dans - la régulation de l'aptitude au moulage d' une ma tière en grains, en particulier de sable de fonderie, avec utilisation d'un mélangeur, d'un dispositif servant à retirer des échantillons du mélangeur, d'un séparateur comportant un vibrateur et de multiples canaux et fentes auxquels sont adjoints des cellules photoélectriques au moyen desquelles peut être exécutée une régulation de l'amenée dtadditifs au mélangeur en fonction de l'aptitude au moulage. Par le DT-AS 1 t86 583 (brevet des E.U.A. nO 3 230 635), on connait un appareil de régulation de l'aptitude au moulage d'une matière en grains du genre ci-dessus, mais ne comportant pas de compensation de température. Toutefois, il est apparu que lorsque le sable sort du mélangeur à des températures plus élevées, l'aptitude au moulage du sable se modifie par vaporisation d'eau sur le parcours menant à l'installation de moulage. Toutefois, étant donné que la température du sable varie au cours d'une journée de travail, en particulier lorsqu'on n'applique pas de refroidissement du sable, l'aptitude au moulage du sable au point d'utilisation varie aussi, malgré le régulateur adjoint au mélangeur. Cela conduit soit à une mauvaise compression soit à un détachement de saillies des moules, ce qui donne des pièces de fonderie défectueuses. Il est vrai qu'il est connu de commander l'arrivée d'eau au mélangeur en fonction de la température du sable, trois capteurs commandant trois degrés ajustables d'une valve réglable et la variation de l'amenée d'eau s'effectuant en trois étapes. Toutefois, on ne peut pas maintenir constante l'aptitude au moulage du sable au point d'utilisation, y compris lorsque la température du sable varie. L'invention a pour but de fournir un appareil de compensation de température dans l'utilisation du dispositif de régulation de l'aptitude au moulage selon le DT-AS 1 186 583 déjà cité, permettant de maintenir constante l'aptitude au moulage du sable au point d'utilisation, y compris lorsque la température du sable varie, grâce à une régulation automatique. L'invention est décrite ci-après à titre d'exemple à propos du dessin annexé dont la figure unique est une élévation latérale en coupe partielle où la commande est représentée sous forme simplifiée. Le dessin montre une variante de l'appareil, comprenant le dispositif de prélèvement 1 un séparateur 2, un dispositif 25 servant à ajouter de l'eau et un dispositif de commande 3 de la compensation de température. Le dispositif de prélèvement 1 est placé contre la paroi 4 d'un mélangeur 5 dans lequel une masse granulaire, par exemple du sable de fonderie, peut être mélangée à un additif, par exemple de 14eau, Le dispositif de prélèvement 1, qui a pour rôle de retirer des échantillons du mélangeur 5, se compose d'un ressort à boudin 6 pénétrant à travers l'ouverture 7 à l'interieur du mélangeur 5. Le ressort à boudin 6 est fixé sur l'ar bre 8 montée de manière à pouvoir tourner dans les paliers 9 et entrainé par un moteur non représenté plus spécialement.Le dispositif de prélèvement 1 comprend en outre une plaque de recouvrement 10 et une plaque directrice 11, disposée en dessous de ltouverture 7 et par laquelle le sable de fonderie 33 retiré du mélangeur 5 est ame- né au séparateur 2. Le séparateur 2 comprend un premier canal 12 muni d'une fente 15, un deuxième canal 13 disposé en dessous et muni des deux fentes 16 et 17 et un canal collecteur 14 disposé en dessous de ces deux fentes. L'ensemble du dispositif 2 est posé sur un vibrateur 18 et est mis en vibration de façon connue par ce dernier le vibrateur 18 étant de préférence un vibrateur magnétique alimenté par courant alternatif.Les parois latérales du canal collecteur 14 présentent deux ouvertures 19 et 202 situées chacune sur un axe > avant et après le plan vertical passant par la fente 17. Dlun côté, à l'extérieur du canal collecteur 14 sont disposées dans la région des trous 19, 20, les deux sources lumineuses 21 et 22 et du côté opposé les deux celluloses photoélectriques 23 et 24. Les ouvertures 19 et 20 permettent le passage de la lumière venant des sources 21 et 22. Le passage de la lumière peut être empêché par du sable de fonderie qui tombe des fentes 16 et 17 et qui se meut vers l'avant sur le fond du canal.Les deux cellules photoélectriques 23, 24 sont reliées fonctionnellement au bloc de commande 26 du dispositif 25 d'addition d'eau ou autres additifs au sable de fonderie dans le mélangeur 5. Le dispositif 25 présente un tuyau d'alimentation 27 qui se divise en deux tuyaux 28 et 29 pouvant autre commandés. Dans ces tuyaux sont disposés les deux distributeurs 31 et 32 au moyen desquels on peut régler l'amenée d'eau en deux étapes. - On a désigné par 30 le tuyau de liaison servant à amener de liteau au mélangeur 5. Le bloc de commande 26, qui contient des relais et amplificateurs, amplifie les signaux de commande venant des cellules photoélectriques 23 et 24 et commande ainsi les distributeurs correspondants 31 et 32. Sur la plaque directrice il du dispositif de prélèvement 1 est disposé un capteur de température 35 dont lfélement de mesure 36 est situé dans la région du sable de fonderie 33 qui glisse vers le bas. De préférenceg on utilise comme capteur de température un thermomètre à résistance 35 à temps de réponse court.Une buse à air 37 est adjointe à la plaque directrice 11 de telle sorte que l'ouverture 38 de la buse est dirigée sur l'élément de mesure 36 du capteur de température 35.- Par des poussées d'ait venant de la buse 37 et pouvant Autre commandées de façon espacée, l'élément de mesure 36 du capteur de température 35 est nettoyé du sable adhérent5 ce qui fait que la mesure de la température du sable amené hors du mélangeur 5 est toujours assurée de façon satisfaisante. Le capteur de température 35 est en liaison fonctionnelle, par la ligne 39, avec le dispositif de commande 3 de la compensation de température. Le dispositif de commande 3 présente un potentiomètre d'ajustement 40 du zéro de température, un potentiomètre d'ajustement 41 d'un facteur de correction et un potentiometre d1ajustement 42 pour l'ajustement manuel de l'intensité de vibration du vibrateur 18. Le potentiomètre 40 est en liaison fonctionnelle avec un comparateur 43, le potentiomètre 41 avec un multiplicateur 44 et le potentiome- tre 42, sous forme de potentiomètre rotatif analogique} avec un autre comparateur 43. La sortie du comparateur 45 est reliée à un amplificateur 46 qui est à son tour relié fonctionnellement, par la ligne 47, à ltentrainement du vibrateur 18. Les potentiomètres d'ajustement 40 et 41 sont de préférence des potentiomètres réglables numériquement. Le capteur de température 35 ainsi que la buse à air 37 peuvent gtre disposés à l'intérieur du ressort à boudin 6 du dispositif de prélevement 1, lwarbre 8 devant alors etre sous la forme d'un arbre creux à l'intérieur duquel sont alors disposées, de fanon fixe, la ligne 39 menant au capteur de température 35 an- si que la tuyanterie d'amenée d'air. Appareil ici décrit fonctionne comme suit Par le ressort a boudin tournant 6, de petites quantités de sable de fonderie 33 sont retirées du mélangeur 5 pendant le processus de mélange et amenées, en passant par la plaque directrice 19, au séparateur 2 oû le sable est transporté, sur le fond du premier canal 12, par les vibrations.Par la fente réglable 15 du canal, une quantité de sable toujours constante tombe sur le fond du deuxième canal 13 disposé en dessous.Au début du processus de préparation de sable, du sable relativement sec arrive du mélangeur 5 au canal 13 et tombe par la première fente réglable 16 dans le canal collecteur 14 disposé en dessous, Celui-ci se remplit jusqu'à une certaine hauteur, le sable coupant les rayons des deux sources lumineuses 21 et 22 et déclenchant des commandements des cellules photoélectriques 23 et 24, ouvrant ainsi les deux distributeurs 31 et 32 par l'intermédiaire du bloc de commande 26. Par suite, de l'eau est amenée au mélangeur 5 par les deux tuyaux 28 et 29 à section différente et le tuyau de liaison 30 qui fait suite. A mesure que 1 'humi- dification augmente rapidement, la cohésion du sable augmente et il devient moins fluide.Le sable qui continue de se mouvoir par vibration dans le deuxième canal 13 franchit alors la première fente 16, réglée à une moindre largeur, et tombe seulement dans le canal collecteur 14 par la deuxième fente 17, réglée à une plus grande lar geur, Par suite, la première cellule photoélectrique 23 reçoit à nouveau de la lumière et > en fermant le distributeur 32, elle coupe l'afflux d'eau accru par le tuyau 29. Du fait que le débit d'eau est maintenant moindre, la cohésion du sable augmente plus lentement et approche de l'aptitude au moulage désirée. Celle-ci est atteinte lorsque le sable franchit également la deuxième fente 17 et quitte le séparateur à l'extrémité du canal 13.Par suite, il n'arrive plus de sable au canal collecteur 14, ce qui fait que la deuxième cellule photoélectrique 24 reçoit aussi de la lumière et que toute l'amenée d'eau est interrompue par fermeture du deuxième distributeur 31. En modifiant l'intensité de vibrations du séparateur 2, avec un même sable et une largeur de fentes déterminée, on peut augmenter ou diminuer l'addition d'eau Une plus grande intensité de vibration signifie un moindre passage de sable par les fentes et donne une moindre addition d'eau, donc un sable plus sec, une moindre intensité de vibration donne un sable plus humide On tire parti de cette dépendance pour la compensation de température qui compense l'aptitude au moulage différente du sable au point d'utile sation lorsque la température du sable est plus élevée et varie fortement. La température du sable est mesurée à la sortie du mélangeur 5 par le capteur de température 35 adjoint au dispositif de prélevement 1 et la valeur mesurée est transmise par la ligne 39 au dispositif de commande 3 Dans celui-ci, cette valeur est compas rée, dans le comparateur 43, au zéro de température ajusté par le potentiomètre 40 et, par formation de la différencef un signal de commande proportionnel à la température mesurée du sable est engen dré Le zéro de température peut hêtre réglé entre 0 et 60PC et avant tageusement, on établit la température de consigne du sable au point d'utilisation.Si la température mesurée (X1) est inférieure à la température ajustée (a), il nVapparait aucun signal de commandé Ce signal de commande est modifie dans le murtiplicateur 44 qui fait suite et qui le multiplie par Ut facteur de compensation (b) établi sur le potentiomètre dgajustement 41o Ce facteur peut etre égal, inférieur ou supérieur à l'unité, de manière à compenser les influences différentes des différentes sortes de sable et des condition locales, par exemple la longueur du parcours de transport du sable ou le gradient de température.Le signal de sortie du multiplicateur 44, qui correspond à la valeur (X1 - ) . b est amené au compara- teur -45 qui fait suite. Dans celui-ci est engendré, à l'aide d'une valeur X2 d'intensite de vibration, réglée par le potentiomètre, et par formation de la différence des deux valeurs, le signal de régulation y = X2 - (X1 - a). b de la grandeur de l'intensité de vibration, qui est ensuite amené par l'amplificateur 46 et la ligne 47 à l'entrainement du vibrateur 18. On règle l'intensité de vibration X2 telle qu'elle est nécessaire pour un sable à basse température. Si la température du sable est plus élevées une plus forte addition d'eau est alors nécessaire, ce que l'on obtient en diminuant l'intensité de vibrations. On obtient de préférence la variation de l'intensité de vibrations au moyen d'une commande à retard de phase. Etant donné qu'il existe une relation linéaire entre la température du sable et l'intensité de vibrationsX on obtient une régulation relativement simple et on tlen compte aussi des différentes propriStés du sable en introduisant un facteur de correction. Selon une autre variante de l'appareil, non représentée, dans le cas oU l'on utilise un mélangeur discontinu, le capteur de température 35 est adjoint à l'amenée de sable au mélangeur et relié fonctionnellement à une mémoire de valeur mesurée incorporée au dispositif de commande 3.Avantageusement, on dispose le capteur de température dans le silo servant à mémoriser une charge à mélanger et on amène à la ms-ztre de valeur mesurée la température du sable mesurée un peu avant que le silo ne soit vidés Elle est mémorisée jusqu'au début du processus de mélange de cette charge et amenée alors au dispositif d'interprétation 452 de manière à engendrer un signal de commande, comte déjà indiqué Par suite , pour toute la charge est établie) au séparateur 2, une intensité de vibration qui ne varie quBå la prochaine charge à mélanger, la température de la charge contenue dans le silo étant alors modifiée, D'autre part, il est possible aussi de remplacer le potes tiomètre d'ajustement 40 adjoint au dispositif de commande 3 pour le zéro de température par un autre capteur de température situé au point d'utilisation7 par exemple adjoint à la machine à mouler. La température a' mesurée en cet endroit est alors introduite dans le comparateur 43 et comparée chaque fois à la température X1 du sable, mesurée avant le séparateur 2 et de la différence (X1 - a') est tiré, de la façon déjà déerite, un signal de commande. Cette mesure supSlé- mentaire - conduit à une aptitude au moulage plus uniforme du sable lorsque la température ambiante ou la température du sable au point d'utilisation varient fortement. L'appareil de compensation de température selon 17inven- tion assure, même quand la température du sable varie fortement, une aptitude au moulage toujours constante du sable au point d'utilisa- tion, ce qui diminue notablement les rebuts. Etant donné que I 'on règle simplement automatiquement l'intensité de vibration du vibra- teur déjà prévu, l'appareil simple peut meme être adjoint après coup à des dispositifs de régulation de l'aptitude au moulage du sable. REVENDICATIONS 1 - Appareil de compensation de température dans la régulation de l'aptitude au moulage d'une matière en grains, en particulier de sable de fonderie, avec utilisation d'un mélangeur, d'un dispositif servant à retirer des échantillons du mélangeur, d'un séparateur comportant un vibrateur et de multiples canaux et fentes auxquels sont adjoints des cellules photoélectriques au moyen desquelles peut etre exécutée une régulation de amenée d'additifs au mélangeur en fonction de I aptitude au moulage appareil caracté risé par le fait qu'avant ou après le mélangeur est disposé au moins un thermomètre à résistance à temps de réponse court qui est relié fonctionnellement par l'intermédiaire deux dispositif de commande et d'un amplificateur à I'entraînement du vibrateur de manière à faire varier l'intensité de vibration en fonction de la température instantanée mesurée de la matière en grains, et que le dispositif de comman- de comporte un potentiomètre d'ajustement du Zéro de température, un comparateur servant à engendrer un signal de commande en fonction de la différence entre la valeur mesurée et la valeur établie de la température, un potentiomètre d'ajustement d'un facteur de correction et un multiplicateur faisant suite au comparateur et servant à faire varier le signal de commande en le multipliant par le facteur de correction. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le thermomètre à résistance est disposé entre l'ouverture prévue dans le mélangeur pour le dispositif de prélèvement et le sé- parateur. 3 - Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, Carac- térisé par le fait que le thermomètre à résistance est disposé sur la plaque directrice du dispositif de prélèvement. 4 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que dans la région du thermomètre à résistance est disposée une buse à air dont l'ouverture est dirigée sur le thermomètre à résistance de manière à le nettoyer de temps en temps. 5 - Appareil selon la revendication 1, utilisant un mé- langeur discontinu et caractérisé par le fait que le thermomètre à résistance est adjoint au dispositif d'amenée de sable au mélangeur et est relié fonctionnellement à une mémoire de valeur mesurée pla icée avant le comparateur, de manière à mémoriser la température instantanée jusqu'à l'interprétation lors de la charge suivante à mélanger. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lespotentiometr d'ajustement sont des potentiomètres réglables numériquement.