Brevet FR2440576A1 — publié le 19800530

Domaine tec'nnigu e La présente invention concerne un doseur de matières granuleuses ou pulvérulentes, c'est-E-dire un appareil destiné délivrer un débit régulier et donné de matières soutirées à la base d1un récipient de stockae l'aide d1un équipement peseur de ladite matière, tel qu'une bande transporteuse peseuse ou une goulotte peseuse, dont un dispositif détecteur de poids agit sur un dispositif régulateur du débit d'écoulement de la matière à la base du récipient. Problème posé. I1 s'agit de débiter une quantité précise de matières granuleuses ou pulvérulentes contenues dans un récipient de stockage, par exemple un réservoir ou e grande trémie ou un silo. I1 faut que la matière soit débitée régulièrement et de façon continue malgré sa tendance au bourrage, à former des cavités incluses et au fusage. Etat de la technique et inconvénients. Actuellement, on utilise une association de quatre appareils qui sont a) des distributeurs ou des sas qui sont du type à casque oscillant, rotatifs à alvéoles, appelés parfois moulinets, ou encore à sole mobile, ladite sole pouvant tourner, pouvant etre animée d'un mouvement de va-et-vient ou d'un mouvement continu tel qu'une courroie.Ces distributeurs débitent la matière en abondance et, en conséquence, doivent être arrêtés les trois quarts du temps car ils sont commandés, comme on l'a indiqué ci-dessus, par le détecteur de poids de l'équipement peseur b) d'une petite trémie-tampon intermédiaire que les dispositifs précédents s'efforcent de remplir-en permanence c) de tranquilliseurs, décompresseurs et homogénéisateurs de matières pulvérulentes ou pranuleuiec. En effet, la matière soutirée du récipient est plus ou moins comprimée et comporte souvent des poches d'air.Pour y remédier, on utilise des couloirs" tortueux à travers lesquels pendent des chaînettes de désaé ration d) un équipement peseur qui est vénéralement une bande transpor- teuse entrainée à vitesse constante ou variable qui repose sur au moins un dispositif détecteur de poids, ledit dispositif détecteur agissant sur les distributeurs ou sas indiqués ci-dessus avec interpositions éventuelles d'un appareillage régulateur Actuellement, il existe deux principes de doseurs peseurs à bande pour les produits pulvérulents - un à vitesse constante (adaptable au débit) dont le principe répond à la formule : poids en mètre linéaire constant x vitesse bande constante = débit-constant, - un à vitesse variable dont le principe répond à la formule poids variable x vitesse synchronisée au poids = débit constant. Le doseur peseur à vitesse constante utilise une association de trois appareils qui sont - le sas rotatif à alvéoles à vitesse variable - le dispositif de tranquillisation de désaération de la matiere, fait de couloirs droits ou tortueux, à travers lesquels pendent des chaînettes - la bande peseuse agissant sur la vitesse du sas, ou de quatre appareils qui sont - l'extracteur à fluidisation aéroglissière -le distributeur à casque oscillant - le dispositif de tranquillisation - la bande peseuse agissant sur l'ouverture du casque. Le doseur à vitesse variable utilise une associa tion d'appareils qui sont - le sas rotatif à vitesse constante - la trémie-tampon intermédiaire équipée d'un détecteur de niveau haut qui commande en permanence la marche ou l'arrêt du sas rotatif - le dispositif de tranquillisation - la bande peseuse dont la vitesse est synchronisée au poids détecté. Ces appareillages sont complexes et, puisqu'on utilise un sas, une trémie intermédiaire des appareils tranquilliseurs et un équipement peseur, la multiplicité des appareils et-.l'lm- portance de la matière à doser qui se trouve entre distributeurs et équipements doseurs, il est difficile d'éviter un "pompage" entre l'équipement peseur et le distributeur ou sas et d'avoir une grande précision de pesée. Par ailleurs, touS ces appareils ont nécessairement une étanchéité douteuse car ils s'usent. I1 en résulte un "fusage" de la matière aux endroits où se produisent des fuites. Le "fusage" est la particularité d'une matière pulvérulente de se comporter comme un liquide. Lorsqu'il y a "fusage , on ne matrice plus le débit ; en effet, on observe couramment des fusages qui sont nettement plus importants que le débit que l'on veut obtenir. En outre, les distributeurs qui doivent assurer le remplissage permanent de la trémie tampon sont nécessairement surdimensionnés pour assurer le remplissage permanent de cette trémie-tampon. L'étanchéité est obtenue principalement par l'arrêt du distributéur. Ils sont arrêtés au moins les trois quarts du temps si ce n'est les neuf dixième. Etant donné leur taille, ils sont onéreux. En outre, l'extraction est discontinue et détermine un manque d'homogénéité dans l'écoulement de la matière pulvérulente et maîtrise mal le Suseve d'où la nécessité d'employer des équipements régulateurs tels que les tranquilliseurs, décompresseurs et homoyénéiseurs L couloirs tortueux et chaînettes de désaération qui sont onéreux, volumineux et nécessitent un entretien. Par ailleurs, on connait aussi les vis "siphonales" telles que celles qui ont été décrites dans la demande de brevet 77 14147 du 29 avril 1977 qui sont des transporteurs comportant une vis d'Archimède, tournant dans une aune, avec, sur la plus grande partie de la longueur de la vis, un pas dans un sens et, à son extrémité de sortie, un pas dans l'autre sens, ce qui a pour effet de concentrer la matière au niveau de la jonction des deux pas et de soulever ladite matière en un monticule pour qu'elle déborde au niveau de la sortie de l'auge qui se trouve au-dessus de l'axe de la vis, qui est généralement horizontale. L'auge peut d'ailleurs etre fermée sur le dessus sur sa plus grande longueur pour n'etre ouverte sur le dessus qu'à l'endroit où se forme le monticule. On comprend donc que, alors que dans un transporteur à vis classique, la sortie est orientée vers le bas, à l'extrémité aval de la vis, dans une "sortie siphonale la sortie est orientée vers le haut, audessus de la vis. L'avantage de la "vis siphonale" est de débiter un volume proportionnel à la vitesse de rotation de la vis. Cette vitesse est généralement faible et n'engendre que peu de frottement. I1 en résulte une faible usure et une grande fiabilité. Les autres avantages de la vis siphonale, comme de toute vis d'Archimède, sont de - procurer une homogénéisation de la matière, la poudre ou la matière granuleuse, en l'occurence, - d'extraire la matière en la désaérant, - et de comprimer la matière en la désaérant. Bref exposé de l'invention. L'invention réside dans l'application nouvelle de la vis à sortie siphonale pour doser les matières granuleuses ou pulvérulentes. L'invention est caractérisée principalement par le fait que le dispositif extracteur-régulateur de débit placé entre le récipient et l'équipement peseur et transporteur est une vis d'Archimède à sortie siphonale" dont le moteur de commande a une vitesse contrôlée par des moyens détecteurs du débit de la sortie du doseur. Dans une première version, l'équipement peseur et transporteur de la matière fonctionne à vitesse constante. Dans ce cas, l'équipement peseur et transporteur comporte un détecteur de poids, et reçoit la matière de la sortie siphonale" d'une vis dlArchimède qui est au-dessus et qui extrait la matière à la base du récipient, la vitesse du moteur à vitesse variable de commande de la vis étant derminée par le détecteur de poids, avec interposition d'un dispositif régulateur pour que le poids de matière sur l'équipement peseur soit constant. Suivant une forme de réalisation, l'équipement peseur se compose d'une bande transporteuse à deux points d'appui dont l'un agit sur un détecteur de poids. Suivant une autre forme de réalisation, l'équipement peseur se compose d'une goulotte avec deux appuis dont l'un agit sur un détecteur de poids. Suivant une autre version, l'équipement peseur et transporteur de la matière fonctionne à vitesse variable, ladite vitesse étant contrôlée par un détecteur de poids dudit équipement pour que son débit en poids soit constant, un dispositif tampon étant prévu entre la vis à sortie siphonale" qui débite en excès l'équipement peseur et transporteur pour régulariser l'alimentation de cet équipement par régulation du débit de la vis à "sortie siphonale. Dans ce cas, la régulation du débit de la vis à "sortie siphonale" se fait par tout ou rien c'est-à-di re par arrêt ou marche de son moteur de commande. Le réglage du doseur n'est pas immuable. On prévoit, en effet, une régulation pouvant chanter la constance du poids sur l'équipement peseur et transporteur. Avantages. La vis siphonale est particulièrement adaptée aux matières fusantes, donc on Qvite tout phénomène de fusage. Autre avantage de l'emploi de la vis : elle comprime et désaére la matière. On a une meilleure homogénéité de celle-ci et le poids spécifique moyen de la matière manipulée est plus important. On peut donc réduire la taille de tous les appareils qui suivent la vis a sortie siphonale. Cette vis tourne lentement et s'use peu. Elle est robuste et fiable. En effet, elle tourne en permanence à faible vitesse, en pratique entre 95 et 100 s du temps. Brève description des dessins. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante qui en donne un exemple non limitatif de réalisation pratique et qui est illustré par les dessins joint s dans lesquels la figure 1 est une coupe schématique verticale longitudinale de la première version du doseur où l'équipement peseur et traWs- porteur fonctionne à vitesss constante la figure 2 est une coupe schématique verticale longitudinale de la deuxflème version du doseur où l'équipement peseur et transporteur fonctionne à vitesse variable la figure 3 est une coupe schématique verticale d'un équipement peseur et transporteur à goulotte. Description d'un exemple de réalisation. Dans les deux versions, le doseur de l'invention est constitué d'une vis d sortie siphonale 1 et d'une bande peseuse 2. Celle-ci peut etre remplacée par la goulotte peseuse de la figure 3. La vis à sortie siphonale 1 soutire la matière granuleuse ou pulvérulente à la base 5 d'un récipient de stockage muni d'un détecteur de niveau bas 36. La vis elle-meme se compose d'une vis d'Arcnimède 4, tournant dans une auge 5, avec, sur la plus grande partie dè sa longueur, un pas dans un sens et à son extrémité de sortie 6, un pas dans l'autre sens. En fait, l'auge 5 est tubulaire sur la plus grande longueur de la vis et elle s'ouvre dans une chambre 7, à la Jonction des deux pas de la vis et où la matière se concentre pour former un monticule. La vis horizontale 4 est actionnée par un moteur à vitesse variable 8 par l'intermédiaire d'un réducteur 9. Dans la seconde version la variation de cette vitesse sera tout ou rien corme on le verra. Dans la première version (figure 1), sous la chambre 7, il est prévu des sorties latérales de matières qui tombent dano une goulotte 10 sur la courroie 11 de la bande peseuse 2 ou la tôle de pesée 57 de la goulotte peseuse. La.courroie 11 est entraînée à vitesse rigoureusement constante en tournant autour de deux tambours 12 et 13. L'axe du tambour 12 est fixe. L'axe du tambour 13 repose sur un détecteur de poids 14. Celui-ci est connecté à n dispositif régulateur 15 par la ligne 16. Le dispositif régulateur 15 est relié à une ligne de puissance 17 et il module ses puissances en l'envoyant au moteur 8 par la ligne 18. La bande peseuse 2 ou la goulotte peseuse est recouverte par un capot 19. Celui-ci se termine par une embouchure 20. Dans la seconde version (figure 2), sous la cham bre 7 se trouve toujours la goulotte 10 mais celle-ci est prolongée vers le bas par une capacité tampon 38 possédant un contrôleur de niveau 39, qui agit, par la ligne 4O, sur le dispositif régulateur 41 qui commande l'arrêt ou là marche du moteur 8. La capacité tampon 38 permet une constante alimentation de la bande peseuse 2 qui est entraînée à vitesse variable par son moteur 42, vitesse qui est contrlée par le détecteur de poids 14. Une ligne 43 relie ce détecteur 14 au moteur 42. Le détecteur 14 agit pour que la vitesse du moteur 42, c'est-à-dire de la bande 2, réponde à la relation v = k/p où v est la vitesse de la bande, k, une constante et p le poids de la bande. Dans l'une ou l'autre version, on peut remplacer la bande transporteuse 2 par une goulotte de pesée 37 qui est maintenue par des dispositifs de suspension plus ou moins élastiques 44, 45 accrochés dans un capot 46 qui est divisé en deux compartiments par une cloison 47. Une tige de liaison 48 traverse le capot 47 pour relier la goulotte de pesée 37 au détecteur de pesée 49. Un soufflet de caoutchouc 50 assure l'isolation de la partie gauche du capot 46 qui est poussiéreuse, avec la partie droite qui comporte, non seulement le détecteur de pesée 49 mais le régulateur 51 auquel il est relié par la ligne 52. Le régulateur 51 agit par la ligne 53 sur le moteur 8 de. la vis siphonale. L'ensemble du dispositif se place sous la sortie de la vis siphonale de façon que l'entrée 54 se place comme la trémie 10 dans la version à bande transporteuse. La matiere tombant sur la goulotte de pesée 37 est déviée pour s'évacuer par la sortie 55. Fonctionnement. La matière pulvérulente, qui arrive par la base du récipient de stockage 3, est véhiculée par la vis d'Archimède 4 vers la chambre 7 où elle retourne vers le haut à cause des quelques filets sur la vis d'Archimède 4 qui ont un pas en sens inverse vers l'extrémité de sortie 6. I1 se forme donc un monticule de matières pulvérulentes dans la partie supérieure de la chambre 7, monticule qui déborde d'un côté ou des deux côtés de cette chambre dans la trémie 10 et sur la courroie Il de la bande transporteuse 2 ou la tôle de pesée de la goulotte peseuse. La bande transporteuse 2 est entraînée à vitesse constante par un moteur et un réducteur qui ne sont pas représentés. La matière granuleuse ou pulvérulente 21 est alors entratnée vers l'embouchure 20 où elle est versée vers l'utilisation. S'il n'y a pas assez de matières 21 sur la courroie 11 ou la tôle de pesée 27 de la goulotte peseuse, celle-ci s'allège et cet allégement est détecté par les détecteurs 14 ou 49 qui envoient un signal par les lignes 16 ou 52 aux dispositifs régulateurs 15 ou 51 qui envoient plus de courant par la ligne 18 au moteur 8 pour que celui-ci s'accélère. Une plus grande quankitJ de matières est alors déversée dans la goulotte 10 ou l'entrée 54. Si la matière déversée dans la goulotte 10 ou l'entrée 54 devient trop importante, la courroie Il ou la table de pesée de la goulotte peseuse s'alourdit et la bande trans porteuse ou la table de pesée de la goulotte peseuse s'abaisse, cet alourdissement et cet abaissement étant détectés par les détecteurs 14 ou 49 qui envoient alors un signal correspondant par les lignes 16 ou 52 aux dispositifs régulateurs i5 ou 52 qui agissent pour réduire le courant envoyé au moteur 8 pour que celui-ci ralentisse. On obtient alors l'effet inverse de celui observé et décrit dans le paragraphe précédent. Par le Jeu de ces deux actions opposées, on obtient une vitesse convenable du moteur 8 qui actionne à la vitesse correcte la vis 4 pour que la vis à sortie siphonale 1 débite la quantité voulue de matière sur la bande peseuse 2. Cette quantité débitée est fonction du réglage du régulateur 15. On peut prévoir une modification de ce régalage pour changer la constance du poids sur la bande transporteuse 2 ou la goulotte peseuse. Dans la version de la figure 2, la régulation du débit est assurée par la bande peseuse 2 où le détecteur 14 agit par la ligne 43 sur le moteur à vitesse variable 42 pour assurer la relation v = k/p c'est-à-dire que la vitesse "v" de la bande est inversement proportloru,elle au poids "p" et que le poids "p" de la bande est proportionnel St la vitesse "v", le rapport de proportionalité k pouvant d'ailleurs être modifié. On assure un niveau quasiment constant dans la capacité tampon 38 qui alimente la courroie 11 par un contrôleur de niveau 39 situé à la partie supérieure de celle-ci qui agit sur la marche ou l'arrêt de la vis siphonale 1. EVENDICTIONS O, Doseur de matières rranuleuses ou pulvérulentes, c'est-à-dire appareil destiné à délivrer un débit régulier et donné de matières soutirées à la base d'un récipient de stockage à l'aide d'un équipement peseur et transporteur de ladite matière, tel qu'une bande transporteuse peseuse ou une goulotte peseuse, dont un dispositif détecteur de poids agit sur un dispositif régulateur du débit d'écoulement de la matière à la base du récipient,c a r a c t é r i s é par le fait que le dispositif extracteur régulateur de débit est une vis d'ArcElimède à "sortie siphonale" dont le moteur de commande est relié au dispositif détecteur de poids de l'équipement peseur. 20/ Doseur de matières granuleuses ou pulvérulentes, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que l'équipement peseur et transporteur de la matière fonctionne a vitesse constante 30/ Doseur de matières granuleuses ou pulvérulentes, tel que défini dans la revendication 2, c a r a c t é r i s par le fait que l'équipement peseur et transporteur comporte un détecteur de poids, et reçoit la matière dc la "sortie siphonale" d'une vis d'Archimède qui est au-dessus et qui extrait la matière à la base du récipient, la vitesse du moteur à vitesse variable de commande de la vis étant déterminée par la détection de poids, avec interposition d'un dispositif régulateur pour que le poids de matière sur l'équipement peseur soit constant. 4a/ Doseur de matières granuleuses ou pulvérulentes, tel que défini dans la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait que l'équipement peseur se compose d'une bande transporteuse à deux points d'appui dont l'un ait sur un détecteur de poids. 50/ Doseur de matières granuleuses ou pulvérulentes, tel que défini dans la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait que l'équipement peseur se compose d'une goulotte avec deux appuis dont l'un agit sur un détecteur de poids. 60/ Doseur de matières granuleuses ou pulvérulentes, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que l'équipement peseur et transporteur de la matière fonctionne à vitesse variable, ladite vitesse étant controlée par un détecteur de poids dudit équipement pour que son débit en poids soit constant, un dispositif tampon étant prévu entre la vis "à sortie siphonale" qui débite en excès et l'équipement peseur et transporteur pour rézulariser l'alimentation de cet équipement par régulation du débit de la vis à "sortie siphonale". 7 / Doseur de matières granuleuses ou pulvérulentes, tel que défini dans la revendication C > c a r a c t é r 1 s é par le fait que la régulation du débit de la vis à "sortie sipho nale" se fait par tout ou rien c'est-a-dire par arrêt ou marche de son moteur de commande. 80/ Doseur de matières gr2nuleuses ou pulvérulentes, tel que défini dans l'une ou l'autre des revendications 2 à 7, prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait qu'il est prévu une régulation pouvant chanrer la constance du poids sur 1 'équipement peseur et transporteur.