Brevet FR2476315A1 — publié le 19810821

La présente invention se rapporte à un dispositif servant à analyser en continu une composition de matières qui s'écoule, notamment afin de déterminer la teneur en cendre du charbon. On sait que le spectre du rayonnement absorbé dans différentes matières à analyser ou réfléchi par ces ms- fières dépend de leur composition. Les charbons fossiles réfléchissent par exemple une proportion bien déterminée des rayons gamma radio-actifs retenus. Il existe une rela tion claire et bien reproduisible entre le spectre du rayonnement réfléchi et la teneur en cendre des carbones. On a pu observer des effets. analogues avec les minerais de fer ou d'autres minerais de métaux ou avec des marnières minérales ou non minérales. Pour l'application pratique de la relation précitée, de nombreux procédés et dispositifs ont été mis au point. Dans la pratique, cesprocédéset et; ces dispositifs constituent les meilleurs moyens permettant une mesure en continu d'une composition de matieres qui s'écoule, par exemple, afin de déterminer )a composition de charbons, transportés sur des convoyeurs à bande ou dans des canaux. Un dispositif de ce type est par exemple connu par le brevet britannique n 1.143.631. La base de la solution proposée dans ce brevet peut autre résumée de la manière suivante La précision de la mesure dépend en grande partie du poids spécifique de la matière passant dans la zone de radiation. En conséquence, la manière à analyser doit être alimentée avec un poids spécifique constant dans le local contenant la zone de radiation, dans lequel sont disposés la source de rayonnement et le détecteur correspondant. Pour être assuré que le poids spécifique reste constant, il faut réaliser un tassement intensif des produits.Pour égaliser ce tassement, la matière à analyser est alimentée dans un tunnel de transport dans lequel on a disposé une hélice transporteuse qui présente un pas de filetage décroissant. A l'extrémité du tunnel de transport sont agencés des tubes de mesure dont @@ paroi est formée d'une matière perméable au rayonnement radio-aotif. La matiè@ à analyser est introduite dan les tubes de m@sure . l'état déjà tassé pour y 8tre exposée à un rayonnement radio-actif provenant d'une source de rayonnement oisposée à l'extérieur de ladite paroi des tubes. Le rayonnement radio-actif est partiellement réfléchi par la matière et le rayonnement partiel réfléchi est reçu à l'aide d'un détecteur. Le détecteur est également disposé à l'extérieur de la paroi des tubes de mesure.Lorsque les tubes de mesure sont disposés horizontalement, il convient que prevoir à leur extr8- mité d'évacuation un élément de compression pour que la matière à analyser conserve dans tous les tubes de meure la consistance nécessaire. Bien que le but fixé lors de la mise au point du dispositif précité soit atteint par la construction qui vient d'être décrite, on remarouera cependant que ce dispositif présente quelques inconvénients importants. Il est à noter que le dispositif précité est caractérisé par une construction compliquée et conteuse. Les installations de compactage ou de tassement réalisées avec une vis sans fin nécessitent la présence d'une source d'énergie puissante dans le processus de transport, alors que cette source d'énergie ne serait pas nécessaire pour une solution plus simple adoptée pour- le transport de la matière. Lorsque. les quantités de matière à mesurer sont importantes, ce aispositif ne peut être utilisé que lorsqu'on sélectionne un courant partiel de matière et qu'on le mesure séparément.Sinon, il faudrait utiliser une vis sans fin de compactage à forte puissance. Lors de la mesure d'un courant partiel, la fiabilité des résultats diminue étant donné que ce procédé est réalisé essentiellement sur l'idée de base d'un prélèvement d'échantillons et non pas sur une mesure du courant total de la matière à mesurer. Un autre inconvénient de ce procédé réside dans le fait que le détecteur reçoit non seulement le rayonnement réfléchi par la matière à analyser mais également le rayonnement environnant ainsi que le rayonnement dispersé. Le rayonnement de l'environnement existe touJours et le rayonnement diffusé provient. toutefois de la source de rayonnement utilisée dont l'arc est diffusé sur les objets environnants. Un autre inconvénient de ce dispositif connu, réside dans le fait que la matiere se dépose sur les parois en fonction de l'affttage de la vis sans fin et que ce dépôt conduit à de faux résultats de mesure. Une autre solution visant à résoudre le même problème est représentée dans le brevet anglais nO 1225012. Dans ce dispositif, la source de rayonnement est disposée concentriquement en avant du détecteur afin de supprimer la réception du rayonnement diffusé et comprend, vers l'arrière, un blindage ou un écran. Dans ce dispositif, l'influence perturbatrice du rayonnement environnant n'est pas supprimée et la matière doit toujours être compactée. Pour assurer le compactage de la matière, on utilise une installation qui présente, par rapport à l'installation déjà décrite, encore d'autres inconvénients. Dans cette ins tallation, on utilise des éléments de guidage disposés latéralement et des grattoirs en forme de V disposés en haut qui ne servent qu'à limiter les dimensions en section du courant de matière mais ne sont pas en-mesure d'assurer le bon remplissage de cette section. Les grattoirs en forme de V assurent, dans le meilleur des cas, la séparation des plus gros morceaux de matière et dans le cas le plus défavorable, ils les retiennent si bien que par suite du blocagewde l'interruption du courant de matière, on enregistre des perturbations de fonctionnement et en cas extrême, la détérioration du détecteur. La présente invention a donc pour bUt de supprimer ces inconvénients et de créer un dispositif du type précité pour la mesure en continu d'une composition de matières qui s'écoule, ce dispositif permettant de créer, sans modifier le système de transport utilisé, les conditions d'une mesure précise et exacte et d'obtenir par conséquent un compactage correspondant de la matière et, dans la mesure du possible, un rayonnement sans dispersion, de même que la détection précise du rayonnement réfléchi sur les voies de matière compactée est assurée. La présente invention repose sur le fait que les matières ne sont en général pas transportées le long d'une ligne droite mais, qu'au contraire, les installations de transport sont touJours réalisées le long d'une trajectoire qui comprend également des portions courbes. Les variations d'orientation se produisant au niveau des portions courbes, provoquent toujours une certaine limitation de la vitesse du courant de matière et, par conséquent, un certain compactage de la matière. Dans ces conditions, il n'est plus nécessaire de réaliser un compactage avant l'analyse et la mesure peut être exécutée aux emplacements précités au niveau desquels la matière est inévitablement comprimée, c'est-à-dire dans les courbes.Si l'on monte la source de rayonnement et le détecteur dans un élément de refoulement assurant une modification de direction, on remplit non seulement les conditions du compactage puis on crée également les conditions de rayonnement avec une dispersion plus faible ainsi que les conditions d'une détection fiable. Sur la base de ce fait connu, pour résoudre ce but, on a mis au point un dispositif notamment pour déterminer la teneur en cendre des carbones, qui contient une source radio-active et un détecteur pour le rayonnement radio-actif, dans lequel la source et le détecteur sont associés une installation assurant le transport en continu de la matière à analyser de telle manière qu'au moins une partie de la course de transport de la matière se trouve dans l'enceinte de rayonnement de la source, que le détecteur est disposé dans l'enceinte du rayonnement réfléchi et que d'autre part, il est prévu un élément de refoulement dans la course de transport au niveau de laquelle la source et le détecteur sont montés sur l'élément de refoulement conformément à l'invention0 Suivant le mode de réalisation préféré du disposée tif conforme à l'invention, la source est disposée en avant du détecteur dans le sens dii transport de la matière. Suivant un autre mode de réalisation préférentiel du dispositif con fonte à l'invention, la source et le détecteur sont montés dans un habitacle commun et l'une des surfaces de cet habitacle se trouve dans le même plan que la surface de l'élément de refoulement qui est au contact de la matière à analyser. Suivant un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, la source et/ou le détecteur comprennent un blindage vis-à-vis des rayonnements qui est ouvert sur la matière à analyser. Le dispositif conforme à l'invention se caractérise par une structure extrêmement simple et par sa grande fiabilité et son excellente précision. Les installations de transport existantes peuvent être équipées d'un dispositif conforme à 11 invention sans nécessiter de transformation. La grande fiabilité est obtenue par le fait que le dispositif ne comprend aucune partie mobile et que par conséquent, il ne nécessite aucun entretien et peut être réalisé à peu de frais. Un autre avantage réside dans le fait que la demande en énergie de la mesure est très faible étant donné qu'il n'est plus nécessaire de procéder au compactage de la matière. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci appa raitrontc plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexes donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de 11 invention et dans lesquels -la figure 1 illustre schématiquement le point de transmission entre deux convoyeurs à bandes verticaux faisant partie d'une installation de transport en continu d'une matière -la figure 2 montre schématiquement le point de transmission avec un plateau rotatif ; et -la figure 3 est une représentation schématique en coupe longitudinale de l'élément de refoulement qui est équipé d'une source de rayonnement et d'un détecteur. Le dispositif représenté à la figure 1, comprend un premier convoyeur à bande 10 et un second convoyeur à bande 12, disposé perpendiculairement au premier convoyeur. Le premier convoyeur 10 porte la matière, par exemple le charbon fossile dans le sens de le sèche A. Au point dtintersection des axes longitudinaux du premier convoyeur à bande 10 et du second convoyeur à bande 12, on a prévu un élément de refoulement 14 dispose dans un plan transversal qui présente la forme d'une plaque venant en intersection des axes longitudinaux des convoyeurs à bande 10 et 12, désignée comme Bpassage", qui guide la matière provenant du premier convoyeur à bande 10 vers le second convoyeur à bande 12 et transporte la matière dans le sens de la flèche z. Le premier convoyeur à bande 10 transmet la matière au second convoyeur. Au niveau du point de transmission, le sens d'écoulement de la matière varie dans ce cas de 900C, par conséquent, la matière est comprimée Cette matière est freinée par l'élément de refoulement 14 et la matière comprimée ne doit être transmise au second convoyeur å bande qu'après accumulation d'une certaine quantité. Sur l'élément de refoulement 14, on a disposé une unité de mesure radio-active 16 réalisée avantageusement de telle manière que les surfaces du rayonnement incident et de la détection se trouvent dans le même plan que la surface de l'élément de refoulement 14 au contact de la matière, l'unité de mesure 15 étant disposée sur la face arrière de l'élément de refoulement 14.Il est avantageux de disposer l'unité de mesure de telle manière que, par rapport à l'axe longitudinal du premier convoyeur à bande 10, elle soit décalée en direction du second convoyeur à bande 12, puisque la matière subit le plus fort tassement en cet emplacement. L'unité de mesure 16 sera décrite plus en détail par la suite. Le dispositif représenté à la figure 2 se différencie de celui qui est montré à la figure I par le fait que les axes longitudinaux du premier convoyeur à bande 10 et du second convoyeur à bande 12 ne sont pas perpendicu- laires l'un à l'autre, mais forment entre eux un angle de 135 OC, un plateau rotatif 18 étant prévu dans ce cas. La matière transportée dans le sens de la flèche C sur le premier convoyeur à bande 10 tombe par gravité sur le plateau tournant 18 qui tourne dans le sens de la flèche D et amène la matière à un élément de refoulement 14. L'élément de refoulement est légèl-ement décalé sur l'ayant par rapport au rayon du plateau 18, et entre l'élément de refoulement 14 et l'axe longitudinal du second convoyeur à bande 12 est formé un angle sensiblement égal, de 100 , si bien que la circonférence du plateau 18 est coupée suivant un ensemble d'environ 1000 . L'estrêmité externe de l'élément de refoulement 14 dépasse au-dessus du second convoyeur à bande 12. L'élément de refoulement 14 freine dane une certaine mesure, le déplacement de la matière à analyser et la transmet au second convoyeur à bande 12. Sur le second convoyeur à bande 12, la matière continue à être transportée dans le sens de la fleche E. L'élément de refoulement 14 porte une unité de mesure radio-active 13 disposée de la même manière que cecia été décrit en référence à la figure 1. Le plan de ltélémenb de refoulement 14 forme un angle droit ou un angle obtus avec le sens de butée de la matière. De préférence, cet angle ne sera pas un angle droit étant donné que dans ce cas, 1'élément de refoulement subirait une contrainte trop importante et que l'énergie nécessaire au transport serait également trop importante. La valeur idéale de cet angle est en général donnée par la somme de 900cet de la moitié de l'angle de changement de direction, mais de meilleures conditions de tassement de la matière peuvent être également obtenues avec un angle plus petit. La figure 3 montre une coupe transversale schématique de la partie des dispositifs montrés aux figures 1 et 2 dans laquelle est monté l'élément de refoule ?nt 14 utilisé en coopération avec l'unité de mesure 16. La matière grossière 24 accumulée le long de l'élé- ment de refoulement 14 se déplace dans le sens de la flèche F. Dans un habitacle commun 26 qui est placé dans l'unité de mesure disposée sur l'élément 14, on a monté une source de rayonnement radio-active 20 et un détecteur de rayonnement 22. Le détecteur de rayonnement peut par exemple être un compteur Geiger4MUller tandis que la source de rayonnement sera un Isotope diffusant un rayonnement gamma mou. Dans le sens F du courant de matière, on remarque que la source de rayonnement 22 est disposée en avant du détecteur 22. L'habitacle 26 est réalisé dans une matière absorbant les rayonnements, par exemple en plomb, et par conséquent, elle sert de blindage. Un côté de l'habitacle 26 se trouve dans le neme plan que le plan de l'élément de refoulement1/ qui guide la matière. Sur ce côté, la source de rayonnement 20 est disposée dans un alésage dont l'axe longitudinal forme un angle de 1350C par rapport à la direction F du courant de matière. A l'extrémité de l'alésage, du côté de la matière 24, on a prévu un bouchon 32 tandis qu'à ltextremité opposée de ce dernier, on a prévu un capot 28 amovible.Le bouchon 32 est réalisé dans une matière perméable aux rayonnements, notamment en plexiglas, tandis que le recouvrement précité est réalisé dans une matière absorbant les rayonnements, notamment en plomb. Le détecteur 22 est disposé en aval de la source de rayonnement 20 dans le sens de la flèche F, dans une partie en creux. Cette partie en creux est formée à proximité du plan de la surface de l'élément de refoulement 14 se trouvant au contact de la matière 24 et elle est recouverte d'un élément d'obturation 30, formé d'une matière perméable aux rayonnements, par exemple en plexiglas. Dans le mode de réalisation représenté du dispositif conforme à l'invention, le détecteur de rayonnement 22 est un compteur de particules Geiger-Muller dont l'axe longitudinal est parallèle à l'extention de la flèche F. L'unité de mesure 16 fonctionne de la manière suivante La matière 24 retenue par l'élément de refoulement 14 et tassée, se déplace à une densité correspondante , en avant de la source de rayonnement 20 dans le sens de la flèche F, puis en avant du détecteur de rayonnement 22. Une partie du rayonnement radio-actif diffusé de la source 20 sur la matière 24 est réfléchie par la matière 24 d'une manière caractéristique en fonction de la composition de ladite matière et la partie réfléchie est reçue dans le détecteur de rayonnement 22. Un appareil d'affichage connecté au détecteur 22, connu et par conséquent non représenté sur les dessins, sert à afficher la valeur recherchée, dans ce cas, à afficher une valeur caractéristique de la teneur en cendre du carbone. A la figure 1, on remarque facilement que le rayonnement radio-actif de la source deiayonnement 20 ne r,eut pas tomber directement vers le détecteur 22 et que le rayonnement environnant est largement filtré puisque la cavité contenant le détecteur de rayonnement est couverte dans toutes les directions et que l'on a simplement prévu une ouverture en direction de la matière 24.Un avantage spécial du dispositif conforme à l'invention réside dans le compactage correspondant de la matière 24 à l'emplacement de la mesure, puisque ladite matière est retenue sur l'élé ment de refoulement 14 ; la mesure donne un résultat fiable même lorsque la matière 24 est grossière ou lorsqu'elle est formée de morceaux de taille différente puisqu'un écartement faible ma:3 constant de la matière par rapport à la source de rayonnement 20 et au détecteur 22 est assuré et que d'autre part, on dispose d'une épaisseur de couche supérieure à l'épaisseur minimale nécessaire. A la figure 3, par une ligne en tiret, on a représenté l'ensemble de mesures généralement utilisé qui est zeroduit à la figure I du brevet britannique précité 1225012. On remarque donc aisément que, dans ce cas, on ne peut pas être assuré d'avoir un écartement faible mais constant de la matière et de la source de rayonnement ou du détecteur de rayons, et que d'autre part, on ne peut pas être assuré d'une épaisseur de couche supérieure à l'épaisseur minimale, bien que la couche se trouvent au-dessus de la ligne en traits minces soi; dissociée dans 1 processus de mesure. Les parties de l'habitacle 26 de @'unité de mesure qui sont au contact de la matière 24, d'autre part l'élément de fermeture 30 ainsi que le bouchon 32, sont avantageu- sement fabriqués dans un matériau très résistant à l'usure, par conséquent, on peut éviter d'avoir à remplacer fré- quemment l'unité de mesure, comme ceci est le cas jusou'à présent. Bien entendu. l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui'n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dan le cadre de la protection comme revendiquée. REVEND i CA T iONS I.Dispositif servant à mesurer en continu une composition de matières aui s'écoule, notamment à déterminer la teneur en cendre du carbone, comprenant une source de rayonnement radio-actif et un détecteur de rayonnement, dans lequel la source de rayonnement et ledit détecteur sont associés à une installation de transport en continu de la matière de telle façon qu'au moins une partie de la traJectoire de transport se trouve dans l'enceinte de rayonnement de la source de rayonnement précitée et que le détecteur de rayonnement soit disposé dans l'enceinte du rayonnement réfléchi, ledit dispositif comprenant d'autre part un élément de refoulement disposé dans la trajectoire de la matière transportée, caractérisé en ce que la source de rayonnement et le détecteur de rayonnement sont disposés sur l'élément de refoulement précité. 2.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de rayonnement est disposée, dans la direction du courant de la matière, en avant du détecteur de rayonnement. 3.Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la source de rayonnement et le détecteur correspondant sont montés dans un habitacle commun qui présente une surface se trouvant dans un même plan avec la surface de l'élément de refoulement précité qui est au contact de la matière à analyser. 4.Dispositif selon les revenBcations 1 à 3, caractérisé en ce que la source de rayonnement et le détecteur ou ces deux éléments comportent un blindage qui n'est ouvert qu'en direction de la matière à analyser.