Brevet FR2485766A1 — publié le 19811231

La présente invention est relative à une instal- lation de régulation de la concentration en fibres pen- dant le transport d'une suspension de fibres,comprenant une pompe commandée à vitesse variable, par exemple une pompe centrifuge. Jusqu'ici, on a utilisé des dispositifs de mesure de concentration de fibres pour commander la quantité de suspension de fibres par unité de temps, par exemple des dispositifs de mesure de concentration de la charge dans des machines de fabrication du papier, mais ces dis- positifs de mesure n'ont pas eu une précision suffisante pour effectuer une telle régulation. De la relation entre la concentration en fibres, par exemple dans un mélange de charge et la hauteur d'é- lévation (pertes par frottement dans le conduit de charge partant de la pompe) dans une section droite donnée, il est manifeste que la hauteur d'élévation pour pomper des mélanges de charge ayant des concentrations supérieures à certaines valeurs, par exemple supérieures à 2%, est sensiblement proportionnelle à la concentration. TL'invention est relative à une instalation,dont la précision de mesure est plus grande ez qui est destinée à être utilisée à la fois pour la fabrication du papier et pour d'autres transports de suspension, caractérisée en ce que la puissance P fournie au moteur d'entraînement de la pompe est conçue de manière à être mesurée et la valeur mesurée est divisée par un signal q1 de débit provenant d'un débitmètre monté dans le conduit partant de la pompe, le cas échéant après due correction de la hauteur d'élé- vation statique,afin d'obtenir la hauteur d'élévation = k = A-0, qui est aussi une mesure de la concentration ql (Q) en fibres. Une mesure précise de la valeur réelle de la concentration est alors obtenue, et cette mesure est utilisée à des fins de régulation. Cette valeur réelle est ainsi obtenue en divisant la puissance requise pour effectuer le pompage du mélange en suspension, par exemple 2 2485766 un mélange de charge, dans une section droite donnée d'un conduit, par le débit passant par la même sectionaprès correction,et on obtient une mesure de la hauteur d'élé- vation. On obtient ainsi une régulation de la concentra- tion avec une constante de temps de régulation qui est brève. Au dessins annexé, donné uniquement à titre d'exem- ple à propos de la fabrication du papier: La figure 1 est un schéma d'une installation sui- vant l'invention, et La figure 2 est un graphique donnant la variation de la hauteur d'élévation dynamique en fonction de la concentration en fibres. La détermination du poids par unité de surface, par exemple du papier, s'effectue normalement à la machine pope, c'est-à-dire immédiatement avant l'enroulement de la bande de papier. Le signal de sortie provenant du dispositif de mesure du poids de l'unité de surface est ensuite envoyé à un équipement régulateur,normalement une calculatrice, qui modifie le débit volumique du mélange de cuve, par exemple la vitesse de la pompe mentionnée ci-dessus. La pompe d'un cuvier à pâte envoie dans le système la quantité de charge qui est nécessaire pour maintenir à une valeur constante le poids par unité de surface. La charge est chargée dans une boite d'entrée en même temps que l'eau de la pâte. La figure 1 illustre une installation suivant l'in- ventiondans laquelle la concentration en fibres (concen- tration de la charge) est déterminée en pompant le mélange de charge à l'aide d'une pompe (pompe 2 du cuvier à pâte) d'un cuvier 1 à pâte par l'intermédiaire d'une section 4 de conduit, et en mesurant la puissance P nécessaire au moteur 3 d'entraînement de la pompe 2 pour surmonter la hauteur d'élévation et en divisant cette valeur par un dé- bit mesuré (q1 au débitmètre 13) passant par la même sec- tion, en obtenant ainsi un signal k - après due correction de la hauteur d'élévation statique, signal qui mesure la hauteur d'élévation et donc la concentration Q en fibres. La relation entre la hauteur d'élévation (mvp/loo m), en mètres de colonne d'eau et la concentration (%) en fibres ressort de la figure 2. Si on obtient une mesure de la hauteur d'élévation, on peut obtenir aussi une mesure de la concentration en fibres. (A est une pâte au sulfite, B est une pâte mécanique). Le débit en volume est de 000 litres à la minute. A là figure 1, la charge est chargée à partir d'un cuvier I à pâte par l'intermédiaire d'une pompe 2 ayant un moteur 3 d'entrainement commandé,à vitesse variable,dans un conduit 4 jusqu'à une entrée 12, envoyant à la pompe 6 de mélange la matière et l'eau de la pâte provenant de la fosse 5. La pompe 6 de mélange charge le mélange de charge et d'eau par l'intermédiaire d'une batterie 7 de nettoyeurspar tourbillon dans une cuve 8 de désaération, uuis dans un tamis 9 de séparation en amont d'une pompe destinée à alimenter une boîte 11 d'entrée. Dans le conduit 4 est interposé,en amont de 1'en- trée 1,entre la pompe 2 et la pompe 6 un débitmètre 13 domnnant unm signal q1 de sortie. Un dispositiú de mesure est prévu afin de donner la pression p statique à l'en- trée d'eau,tandis qu'un débitmètre 15 volumique est dispo- sé à l'entrée de la pompe 6 de mélange et donne le signal q2 de sortie. La référence 16 désigne un générateur G tachymétrique donnant la vitesse n du moteur,tandis que l'on peut mesurer le courant I en 17. Les signaux I et n de sortie sont envoyés à un dis- positif 18 multiplicateur, dont le signal de sortie est proportionnel à la puissance envoyée à la pompe 2. Du dispositif 18, on obtient un signal de sortie P = n. I, que l'on envoie à un circuit 19 diviseur en même temps que le signal q1 et le signal de sortie de 19 devient, ce qui est la perte de charge qo 4- 2485766 réelle dans la pompe et dans le conduit 4. Dans le dispositif 25 de sommation la pression P statique est compensée et le signal de sortie de 25 devient la perte de charge (pleine) au débit ql Dans le dispositif.20 diviseur, le signal l P de sortie est divisé par ql et le signal devient la perte de charge par unité-de débit et correspond à la concentration. Dans le dispsitif 21 diviseur la valeur cl est rendue proportionnelle au débit q2 (15) volumique, ce qui permet d'obtenir un signal pro- portionnel à la concentration Q de la charge après la pom- pe de mélange (voir figure 1). q1 est la valeur réelle du débit dans le conduit 4 et ce conduit ainsi que le débitmètre 13 fait partie d'une boucle de régulation interne. La boucle de régulation ex- terne superposée consiste en la régulation classique du poids par unité de surface qui s'effectue à l'aide d'une calculatrice. On rend q1 proportionnel à q2 en raison de la modification du rapport de mélange à la pompe 6 dans le conduit 4 pour la charge. Puisque dans certaines circonstances, n est peu différent de a, il Deut se faire oue le coudle soit suf- fisant comme mesure de la concentraUt-on suivant le gra- phique de la figure 2, ce qui permet d'obtenir une va- riante simplifiée de l'invention. Le signal Q est la valeur réelle du régulateur du processus, sa valeur souhaitée étant obtenue par la régu- lation 22 superposée, comme dans les systèmes classiques. Ce signal et le signal Q sont envoyés à un régulateur 23 de processus, dont le signal de sortie est la valeur souhaitée de la commande de vitesse, la valeur réelle é- tant obtenue par le générateur 16 tachymétrique. Ainsi, grâce à l'invention, un signal correspond à la perte de charge entre la pompe et la sortie 12 dans la fosse, à savoir Tp, signal qui constitue la valeur réelle de la perte de charge dans le conduit 4. Cela permet d'ob- tenir une régulation rapide suivant l'invention et de com- mander le débit de charge et la concentration de la char- ge,exprimés en quantité de fibre sèche par m d'eau,d'une manière plus indépendante l'un de l'autre que ce n'était le cas auparavant et avec une constante de temps petite. REVENDICATIONS 1) Installation de régulation de la concentration en fibres pendant le transport d'une suspension de fibres, comprenant une pompe,commandée,à vitesse variable,telle qu'une pompe centrifuge, caractérisée en ce que la puis- sance (P) fournie au moteur (3) drentraînement de la pompe est conçue de manière à être mesurée à l'aide de disposi- tifs de mesure qui, par exemple, fournissent le courant (I) et la vitesse (n) du moteur de la pompe, les valeurs me- surées étant envoyées à un dispositif multiplicateur dont le signal (I x n) de sortie est un signal représentatif de la puissance (P), cette valeur étant destinée à être envoyée à un dispositif (20) diviseur en même temps que le signal de sortie.provenant d'un débitmètre (13; q1) monté dans le conduit(4) de la pompe, le cas échéant après due correction de la hauteur d'élévation statique, de manière à obtenir la hauteur d'élévation = k. -, qui est aussi une mesure de la concentration (Q) q1 en fibreset qui est le signal d'entrée du système de ré- gulation. 2) Installation suivant la revendication 1, caractéri- sée en ce Que des signaux de sortie provenant d'un dispo- sitif de mesure sont destinés à être extraits du signal (I.n) de puissance, ce dispositif de mesure mesurant la pression statique k1 à une pompe (6) de mélange de 1q1 la suspension et de l'eau, un signal étant ainsi obtenu, qui est proportionnel à la puissance de la pompe requise pour surmonter la résistance extérieure dynamique entre un cuvier à l'entrée de la pompe (2) mentionnée en pre- mier et la pompe (6) de mélange, I étant le courant du moteur de la pompe de mélange et n en étant la vitesse. 3) Installation suivant la revendication 2, caractéri- sée en ce que le signal correspondant à la puissance de la pompe (2) mentionnée en premier est destinée à être di- visée (20) par le signal (q1) de débit de la suspension et être multipliée par un signal (q2) qui est le signal (15)_ de sortie correspondant à un débit volumique allant au dispositif de mesure de la- pompe (6) de mélange, ce qui permet d'obtenir un signal qui est proportionnel à la concentration (Q) en fibres en aval de la pompe (6) de mélange.