Brevet FR2506013A1 — publié le 19821119

La présente invention se rapporte à une balance électromécanique destinée à être utilisée dans des atmos- phères sujettes à explosion, équipée d'une tablette élec- tronique d'affichage numérique et d'un boîtier qui entoure le circuit électrique de raccordement et l'indicateur méca- nique de poids ou le système de pesage Cette balance, des- tinée en particulier au dosage et au pesage de matières granulaires, pâteuses ou fluidespeut comporter, en plus d'une tablette électronique d'affichage et d'un indicateur mécanique de poids ou système de pesage, un circuit électro- nique d'interprétation et de commutation, un circuit de raccordement et un boitier qui entoure ces deux éléments. Les balances électromécaniques courantes actuel- lement présentent des circuits électrique et électronique importants qui, certes, permettent d'une part un pesage rapide et aisé de la matière considérée, mais qui, d'autre part, comportent le danger de constituer un moyen d'inflam- mation (par projection d'étincelles et par-suite de courts- circuits) lorsque la balance est utilisée dans des locaux dans lesquels règne une atmosphère à risques d'explosion, ou bien lorsque cette balance doit servir à peser une ma- tière sujette à explosion Dans des balances de précision hautement sensibles, le plateau recevant la matière à peser prend appui sur le système de pesage qui est entouré d'un boîtier Le support du plateau traverse alors le boîtier sans toucher ce dernier L'intervalle annulaire ainsi dé- limité n'est isolé hermétiquement que par une garniture à labyrinthe, de sorte que le support du plateau peut effec- tuer des déplacements verticaux limités par des butéesmais que ce support est par ailleurs engagé sans aucune friction dans ledit boîtier. Cela ne permet pas d'isoler de manière étanche aux gaz l'espace interne du boîtier logeant le circuit électrique, si bien qu'il règne à l'intérieur dudit boîtier la même atmosphère qu'à l'extérieur de ce dernier. Certes, il est en principe possible de réaliser les composants électriques de manière à les empêcher de court-circuiter, mais cela complique la fabrication compte tenu des importants circuits électrique et électronique de telles balances de précision C'est pourquoi de telles balances électroniques n'ont pu être utilisées jusqu'à présent dans des locaux à risques d'explosion En règle générale, les dispositifs mécaniques de pesée utilisés jusqu'à présent et encore actuellement comportent également des composants électriques, par exemple un dispositif d'éclairage de l'unité d'affichage Ainsi, la demande de brevet DE-1 500 688 a déjà proposé de doter d'une protec- tion anti-explosion le dispositif d'éclairage d'une ba- lance, en particulier un dispositif de projection à gradua- tions Dans ce cas, la lampe du dispositif d'éclairage est logée dans un bottier de protection situé dans le bottier de la balance et elle est raccordée au circuit d'éclairage par un transformateur à fuites magnétiques qui, abaissant la-tension et logé dans le bottier de la balance, peut être enclenché et déclenché côté primaire par un commutateur antidéflagrànt disposé dans ledit boîtier de la balance Dans ce type de balance, le seul composant électrique consiste uniquement en un dispositif d'éclairage qui, dans ce cas, peut être muni d'une protection anti-explosion moyennant une com- plexité encore défendable Dès que le nombre et l'impor- tance des composants électriques et électroniques dépas- sent une certaine limite, une mesure telle que celle pro- posée par l'art antérieur devient trop compliquée et trop onéreuse En outre, les composants deviendraient trop vo- lumineux, si bien qu'ils ne pourraient plus être incor- porés dans un bottier normal de balance (par exemple pour des balances de précision et des trébuchets), mais devraient être disposés à côté de la balance Cela restreindrait l'aire de travail et nuirait au confort de la pesée. Certes, la demande de brevet DE-2 214 418 a déjà proposé une balance électromagnétique dont l'espace interne de son bottier est totalement empli d'une huile de silicone dont le niveau peut être contrôlé à l'aide d'un regard et/ ou d'une jauge d'huile Cette huile de silicone doit en même temps protéger l'ensemble du mécanisme contre la corrosion lorsque, par exemple, la balance doit être uti- lisée dans l'industrie poissonnière et doit être nettoyée à l'eau chaude ou à la vapeur d'eau Dans cette balance connue également, le réceptacle de charges supportant le plateau traverse sans contact la partie supérieure du boi- tier, de sorte que l'huile de silicone est également soumise à évaporation et ne peut être introduite que sur place, étant donné qu'elle pourrait sortir de l'espace interne du bol- tier lors du transport de la balance. Un autre inconvénient et une autre contrainte d'une telle forme de réalisation résident dans le fait que, en cas de réparation, les composants devant être remplacés doivent être tout d'abord débarrassés avec soin du film de lubrifiant. C'est pourquoi la demande de brevet européen No A-l 656 a déjà proposé de placer une balance courante du commerce (non conçue en soi pour être utilisée dans des atmosphères à risques d'explosionl dans un boîtier qui, entourant ladite balance, présente une résistance détermi- née à une pression d'explosion définie partant de l'inté- rieur; un plateau, situé à l'extérieur du boîtier résis- tant à la pression, prend appui sur une timonerie qui, traversant ledit bottier par un évidement relativement long qui l'entoure intimement, effectue des déplacements paral- lèles dans le sens vertical et prend appui sur le récep- tacle de charges de la balance Une fenêtre d'observation, résistant à la pression et consituée d'une matière trans- parentetest ménagée au voisinage du dispositif d'affichage du bottier résistant à la pression Ce dernier est très lourd et très onéreux et il augmente considérablement l'en- combrement de la balance proprement ditede sorte que le coût financier d'une telle balance n'est justifié que pour certains objectifs déterminés d'utilisation. La présente invention a par conséquent pour objet de réaliser à l'aide de moyens simples une balance du type précité, de telle sorte q ue cette dernière puisse être largement utilisée dans des atmosphères sujettes à explo- sion. Parmi les atmosphères à risques d'explosion, on peut citer celles des installations de production, de contrôle et de manutention de produits chimiques, de charbon pulvérisé (explosion de poussière), de produits pharmaceutiques, de cosmétiques, de couleurs et vernis et d'adhésifs Dans ce dernier cas, il convient très souvent d'effectuer des mélanges comprenant les com- posants les plus divers, l'opérateur devant alors déverser les composants individuels dans un récipient taré placé sur le plateau de la balance Pour de tels cas d'uti- lisation, l'invention tient compte non seulement de la sécurité, mais aussi du confort de la pesée. Selon les caractéristiques essentielles de la balance de l'invention, la-tablette d'affichage et l'in- dicateur de poids ou système de pesage présentent techni- quement une sécurité intrinsèque aux explosions le cir- cuit de raccordement et des parties sans sécurité intrin- sèque du circuit électronique d'interprétation et de com- mutation sont encloisonnés de toutes parts dans le boltier et l'espace interne entourant ledit circuit électronique est empli d'un granulé empêchant les explosions La ta- blette électronique d'affichage et l'indicateur de poids ou système de pesage présentent techniquement une sécurité intrinsèque aux explosions: ladite tablette d'affichage consiste en une unité horizontale d'affichage qui, sensi- blement parallèle à la face postérieure de la balance, se trouve, grâce à un support creux pénétrant le boîtier, au- dessus du plateau de la balance et au-dessus d'un récipient taré de hauteur classique pouvant être placé sur ledit plateau; les conducteurs électriques partent de ladite tablette d'affichage et aboutissent dans l'espace interne du bottier en parcourant ledit support creux; le circuit de raccordement et les parties sans sécurité intrinsèque du circuit électronique d'interprétation et de commutation sont encloisonnés de toutes parts dans le bottier; et l'es- pace libre entourant ces composants est empli d'un granulé empêchant les explosions. Selon d'autres perfectionnements avantageux de la balance de l'invention:. le boîtier peut comprendre une partie supé- rieure monobloc comportant les cloisons individuelles, ain- si qu'un fond en plusieurs parties dont les moitiés peuvent obturer séparément les compartiments individuels du bottier; le granulé peut consister en du quartz; l'unité d'affichage peut effectuer des bascu- lements autour d'un axe horizontal sur le support; ladite unité d'affichage peut présenter des tablettes électroniques d'affichage qui, commutables en synchronisme, sont respectivement orientées vers la face antérieure et vers la face postérieure de la balance et sont parallèles l'une à l'autre à l'intérieur de ladite unité d'affichage; ledit support peut être réglé télescopiquement dans le sens vertical: l'unité d'affichage peut effectuer des pivote- ment horizontaux autour d'un axe vertical sur ledit support; ladite unité d'affichage peut présenter une sec- tion trapézoïdale; à proximité de ses deux extrémités, ladite unité d'affichage peut être supportée par deux colonnes qui pénètrent dans le bottier à la face postérieure de ce dernier, dans la région de ses arêtes externes les colonnes de support peuvent comporter des manchons de préhension: ladite unité d'affichage peut présenter des interrupteurs et des touches d'actionnement dotés d'une sécurité intrinsèque ou d'une sécurité accrue: ladite unité d'affichage peut former un cons- tituant individuel raccordé à l'unité de pesage par une liaison par câbles et prenant appui sur un support; et le granulé empêchant les explosions peut con- sister en des perles de verre quartzeux d'un diamètre compris, 6 2506013 de préférence, entre 250 lim et 1,6 mm. La forme de réalisation dans laquelle l'unité d'affichage est placée en hauteur se prête particulière- ment bien à des processus de dosage de sorte que l'opérateur trouve le récipient ou la spatule de dosage dans la région de l'arête supérieure du récipient taré, donc dans la région de la tablette électronique d'affichage, ce qui garantit un travail sans fatigue. L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une élévation en perspective avec coupe partielle d'une balance de dosage placée sur une. table T: la figure 2 est une coupe fragmentaire selon la ligne 2-2 de la figure 1, illustrant en détail l'unité- d'affichage de la balance; et la figure 3 est une coupe verticale du bottier selon la ligne 3-3 de la figure 1. Le bottier de la balance selon l'invention com- prend une partie supérieure 1 et une partie inférieure 2, 2 ' et ladite balance présente en outre un plateau 3 rece- vant la matière à peser (ou bien ladite matière et un ré- cipient taré -G dans le cas de dosages), ainsi qu'une tablette d'affichage 6 Normalement, cette tablette 6 est disposée à la face antérieure de la partie supérieure 1 du boîtier De même, la platine électronique associée à cette tablette d'affichage se trouve dans la zone anté- rieure de ladite partie supérieure 1 Il est évident et visible que, lorsqu'on utilise un récipient taré G de hauteur classique pour recevoir les différents compo- sants de la matière à peser, le regard de l'utilisateur devant déverser les différents composants dans l'ouverture dudit récipient taré doit effectuer en permanence un va-et-vient entre l'unité d'affichage située en bas de la partie supérieure 1 du boîtier et le bord supérieur dudit récipient Il en résulte une fatigue de l'opérateur et des 7 2506013 erreurs de dosage. C'est pourquoi, dans l'objectif d'utilisation considéré, il est proposé de disposer dans la région de la face postérieure de la balance et au-dessus de la déli- mitation supérieure d'un récipient taré G la ta- blette d'affichage située habituellement sur l'avant de la partie supérieure 1 du bottier, maintenant ainsi le regard de l'utilisateur dans un même plan, aussi bien pour ajouter les composants que pour contrôler l'affichage du poids considéré L'expression "récipient taré de hauteur classique" est en soi évocatrice car la matièrequi doit être dosée par pesée consiste dans la plupart des cas en des liquides ou en des pâtes dont le volume et le poids totaux doivent être renfermés par un récipient taré qui est adapté à la capacité de charge maximale prédéter- minée de la balance. Comme il ressort des dessins, la tablette d'affichage 6 constitue une unité d'affichage 5 qui peut pivoter autour d'un axe horizontal 10 et qui, grâce à un support creux 4 faisant saillie au-delà du bottier 1, 2, occupe une position horizontale au-dessus du plateau 3 de la balance Cette unité d'affichage est sensiblement parallèle à la face postérieure de la balance, la hauteur du support 4 étant dimensionnée de telle sorte que l'unité d'affichage numérique se trouve approximativement dans la région du bord supérieur du récipient taré G placé sur le plateau 3 Conformément à l'invention, l'unité d'affichage 5 peut alors basculer ou pivoter autour d'un axe horizontal 10, de sorte que, par rapport au récipient G considéré, l'utilisateur de la balance peut imprimer à l'unité d'affichage 5 de section sensiblement-trapézoïdale un pivotement tel que la spatule de dosage (incorporant les composants) ou le récipient de dosage se trouve>pour le regardapproximativement à la même hauteur que la tablette 6 pro- prement dite Comme l'illustre la figure 2, l'unité d'af- fichage 5 peut, grâce à un évidement 12, effectuer un bas- culement entre deux positions extrêmes figurées par des pointillés Pour permettre une observation de l'affichage considéré du côté opposé à celui de l'utilisateur de la balance lorsqu'on utilise cette dernière dans des buts pédagogiques et démonstratifs, le côté diamétralement opposé, c'està-dire le côté de l'unité d'affichage 5 op- posé à l'utilisateur de la balance, est également doté selon l'invention d'une autre tablette d'affichage 7 Les deux tablettes d'affichage 6 et 7 sont parallèles l'une à l'autre dans l'unité d'affichage 5 creuse et de section sensiblement trapézoïdale, et, à la face postérieure de la balance, elles sont raccordées électriquement à la platine d'affichage (non représentée) logée-dans la partie supé- rieure 1 du bottier, au moyen de conducteurs 8 et 9 qui parcourent le support 4 creux ou bien, comme représenté, les deux colonnes creuses de ce support 4. Pour assurer une meilleure stabilité de l'unité d'affichage 5, cette dernière prend appui sur deux colonnes de support 4 Ces deux colonnes 4, de section circulaire, présentent chacune un manchon de préhension hl qui facilite la manipulation et le transport de la balance. Conformément à l'invention, pour permettre une adaptation aux différentes hauteurs de récipients tarés classiques et, en plus de l'aptitude de l'unité d'affichage 5 au bascu- lement, le support 4 peut être télescopique verticalement, si bien que le plan d'observation de ladite unité 5 peut en outre être ajusté aussi. Dans une forme de réalisation non représentée, l'unité d'affichage 5 peut aussi pivoter partiellement au- tour d'un axe vertical, de sorte que les tablettes d'af- fichage 6 et 7 peuvent être observées à partir d'angles d'observation différents dans des buts démonstratifs et pédagogiques. Judicieusement, l'unité d'affichage 5 loge éga- lement les commutateurs nécessaires à l'actionnement de la balance, par exemple un interrupteur de tarage 13 et des touches d'entrée 14 La balance peut, par exemple, fonc- tionner selon le principe de la compensation de-forces 9 2506013 électromagnétiques. Indépendamment du fait que la tablette d'af- fichage 6 occupe une position en hauteur (cas illustré) ou se trouve dans la partie supérieure du boîtier, la sécurité de la balance vis-à-vis d'explosions est obtenue grâce au fait que, conformément à la figure 3, un indica- teur de poids ou un système de pesage 15 et ladite ta- blette d'affichage 6 ou 7 présentent techniquement une sécurité intrinsèque aux explosions, et qu'un circuit de raccordement 24 et des composants électroniques 19, 20 et 21 sont encloisonnés de toutes parts dans un boîtier 1, 2 ', 17, un espa-ce libre 18 entourant ces composants étant empli d'u-n granulé 23 empêchant les explosions et consis- tant en du quartz ou en une matière analogue Naturel- lement, il est aussi possible de n'enfermer dans du quartz que certaines parties du circuit électronique et de doter les autres parties du circuit électronique d'interpréta- tion et de commutation d'une sécurité intrinsèque Comme il ressort de la coupe de la figure 3, le système de pesage représenté schématiquement et portant la référence 15 peut consister en un mécanisme de guidage parallèle à biellettes et leviers, ainsi qu'en un électro-aimant cuirassé à bo- bine compensatrice De tels systèmes de pesage fonctionnant selon le principe de la compensation de forces électroma- gnétiques font partie de l'art antérieur (voir par exemple les brevets DE2 518 022 et US-4 062 416) De même, le système de pesage peut consister en une poutre de flexion associée à une jauge extensométrique (brevet US-4 125 168). Le concept de "sécurité intrinsèque aux explo- siens" est défini par des dispositions légales et, dans le cas d'utilisation considéré, il signifie par exemple que le rapport entre l'intensité du courant et la section des conducteurs est suffisamment faible pour empêcher la formation d'étincelles (dues à des courants de fuite ou à une charge statique), et que l'échauffement des composants, par suite de la puissance dissipée par le système électrique, reste largement en deçà d'une température critique d'in- 2506013 flammation de substances sujettes à explosion. Conformément à l'invention, les composantsqui ne sont pas doués de sécurité intrinsèque ou qui ne peu- vent présenter cette dernière que moyennant une complexité de réalisation considérablesont encloisonnés de toutes parts dans le bottier 1, 2 ', 17, et l'espace libre ou compartiment 18 entourant lesdits composants est empli d'un granulé 23 qui, empêchant les explosions, consiste en du quartz ou en une matière présentant des propriétés analogues Comme le montre la figure 3, le bottier pré- sente une partie supérieure monobloc 1 comportant une cloison 17 qui subdivise ladite partie supérieure 1 en au moins deux compartiments 16 et 18 séparés l'un de l'au- tre, chacun de ces compartiments étant obturé par une plaque de fond séparée 2 ou 2 ', respectivement Le com- partiment 18 loge, *par exemple, le circuit de raccordement 24 se présentant sous la forme d'un transformateur, deux platines 19 et 20 comportant des composants électroniques 21 du circuit d'interprétation et de commutation, ainsi qu'un commutateur rotatif 22 dont la partie encloisonnée est également entourée de toutes parts de granulé de quartz 23 Les régions saillantes du commutateur 22 présentent une "sécurité accrue" Il en va de même de la zone d'in- troduction du cêble de raccordement dans la partie supé- rieure i du boîtier et des liaisons enfichables des con- ducteurs de traitement des données Les conducteurs d'ali- mentation des tablettes d'affichage 6 et 7 parcourant le support creux 4 sont, eux aussi, réalisés et disposés seulement selon ces prescriptions de "sécurité accrue". Pour maintenir la sécurité de la balance aux explosions, garantie par le constructeur, les deux par- ties inférieures 2 et 2 ' du bottier sont collées à sa partie supérieure 1 ou bien en sont solidarisées dura- blement par d'autres moyens de fixation, éventuellement par plombage, de manière que l'appareil ne puisse être réparé que dans l'usine de fabrication L'épaisseur de la couche de granulé en direction de la cloison 17 et de la face externe du bottier mesure au minimum 5 mm. Dans le cas o, à la place du circuit de rac- cordement, l'alimentation de la balance en courant est assurée par une batterie ou un accumulateur, ces compo- sants présentent également une sécurité intrinsèque Dans une telle forme de réalisation, seul le circuit électro- nique d'interprétation et de commutation est entouré de granulé de quartz. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la balance électromécanique dé- crite et représentée, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Balance électromécanique destinée à être uti- lisée dans des atmosphères à risques d'explosion, compor- tant une tablette électronique d'affichage numérique et un bottier entourant le circuit électrique de raccordement et l'indicateur mécanique de poids ou système de pesage, balance caractérisée par le fait que ladite tablette d'af- fichage ( 6; 7) et ledit indicateur de poids ou système de pesage ( 15) présentent techniquement une sécurité in- tinsèque aux explosions: par le fait que ledit circuit de raccordement et les composants ( 19, 20, 21) du circuit électronique d'interprétation et de commutation qui ne sont pas doués de sécurité intrinsèque sont encloisonnés de toutes parts dans le boîtier; et par le fait que l'es- pace libre ( 18) entourant lesdits composants ( 19, 20, 21) est empli d'un granulé ( 23) empêchant les explosions. 2 Balance électromécanique destinée à être uti- lisée dans des atmosphères à risques d'explosion, notam- ment pour le dosage et le pesage de matières granulaires, pâteuses ou fluides, et présentant une tablette électronique d'affichage et un indicateur mécanique de poids ou sys- tème de pesage, un circuit électronique d'interprétation et de commutation, un circuit de raccordement et un bottier entourant ces éléments, balance caractérisée par le fait que ladite tablette électronique d'affichage ( 6; 7) et ledit indicateur de poids ou système de pesage ( 15) sont techniquement dotés d'une sécurité intrinsèque aux explo- sions: par le fait que ladite tablette ( 6; 7) consiste en une unité d'affichage ( 5) qui, horizontale et sensi- blement parallèle à la face postérieure de ladite balance, se trouve, grâce à un support creux ( 4) engagé dans le bottier ( 1, 2), au-dessus du plateau ( 3) de ladite balance et au-dessus d'un récipient taré (G) de hauteur clas- sique pouvant être placé sur ledit plateau ( 3), les con- ducteurs électriques ( 8, 9) partant de ladite tablette ( 6; 7) et aboutissant dans l'espace interne du bottier en parcourant ledit support creux ( 4); par le fait que le 1 3 circuit de raccordement et les composants ( 19, 20, 21) du circuit électronique d'interprétation et de commutation qui ne sont pas doués de sécurité intrinsèque sont en- cloisonnés de toutes parts dans le boîtier ( 1, 2 ', 17) et par le fait que l'espace libre ( 18) entourant ces com- posants est empli d'un granulé ( 23) empêchant les explo- sions. 3 Balance selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le boîtier ( 1, 2, 2 ', 17) comprend une partie supérieure monobloc ( 1) comportant les cloisons individuelles ( 17), ainsi qu'un fond ( 2, 2 ') en plusieurs parties, dont les parties ( 2, 2 ') obturent séparément les compartiments individuels ( 16, 18) dudit boîtier. 4 Balance selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisée par le fait que le granulé con- siste en du quartz. Balance selon l'une quelconque des revendica- tions I à 4, caractérisée par le fait que l'unité d'affi- chage ( 5) peut basculer autour d'un axe horizontal ( 10) sur le support ( 4). 6 Balance selon l'une quelconque des revendications t à 5, caractérisée par le fait que l'unité d'affichage ( 5) possède des tablettes électroniques d'affichage ( 6, 7) qui, commutables en synchronisme, sont orientées respec- tivement vers la face antérieure et vers la face posté- rieure de ladite balance et sont disposées parallèlement l'une à l'autre à l'intérieur de ladite unité d'affichage ( 5). 7 Balance selon l'une quelconque des revendications I à 6 caractérisée par le fait que le support ( 4) peut êtreréglé télescopiquement dans le sens vertical. 8 Balance selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisée par le fait que l'unité d'affichage ( 5) peut effectuer des pivotements horizontaux autour d'un axe vertical sur le support ( 4). 9 Balance selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que l'unité d'affichage ( 5) est de section trapézoïdale. Balance selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 9, caractérisée par le fait que, dans la région de ses deux extrémités, l'unité d'affichage l 5) est sup- portée par deux colonnes de support f 4) qui pénètrent dans le boîtier f 1, 2) à la face postérieure de ce der- nier, dans la région de ses arêtes externes. 11 Balance selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 10, caractérisée par le fait que les colonnes de support ( 4) comportent des manchons de préhension ( 11). 12 Balance selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 11, caractérisée par le fait que l'unité d'affi- chage ( 5) présente des interrupteurs ( 13) et des touches d'actionnement ( 14) dotés d'une sécurité intrinsèque ou d'une sécurité accrue. 13 Balance selon l'une quelconque des revendica- tions I, 5 à 9 et 12, caractérisée par le fait que l'unité d'affichage ( 5) forme un élément structurel individuel, raccordé à l'unité de pesage par une liaison par câbles et prenant appui sur un support. 14 Balance selon l'une quelconque des revendications I à 13, caractérisée par le fait que le granulé empêchant les explosions consiste en des perles de verre quartzeux présentant de préférence un diamètre compris entre 250 im et 1,6 mm.