Brevet FR2525575A1 — publié le 19831028

La présente invention concerne un procédé d'exploitation de stocks de matières particulaires en tas, telles que par exemple charbons, phosphates, grains et similaires. Elle s'étend également à une machine empileuse-gratteuse ainsi qu'à une installation adaptée pour la mise en oeuvre de ce procédé. On connaît une machine particulièrement efficace et économique pour la mise en tas et la reprise de matières particulaires (brevet US n 4.018.323). Cette machine est substantiellement constituée par une plate-forme automotrice sur laquelle est pivotée une extrémité d'un bras angulairement réglable dans un plan vertical et soutenant deux chaînes sans fin parallèles, reliées par des raclettes. Des moyens sont prévus pour entrainer ces chaînes dans un sens pour la mise en tas et dans le sens opposé pour la reprise de matière, le brin inférieur de ces chaînes étant seul actif pour les deux opérations. En d'autres termes, la matière particulaire est poussée par les raclettes des brins inférieurs lors de la mise en tas et raclées dans le sens opposé par ces mêmes raclettes des brins inférieurs lors de la reprise. Des moyens sont également prévus pour régler la position angulaire dudit bras. Au moins un transporteur est prévu pour amener de la matière à la machine (à l'intervention d'un dispositif lève-bande associé à cette dernière) ainsi que pour évacuer la matière reprise par ladite machine. Ladite plate-forme comporte, en outre, un dispositif de by-pass permettant à tout ou partie de la matière amenée à la machine de court-circuiter cette dernière. Ladite plate-forme porte également une cabine où sont regroupés les organes de commande de la machine et où se tient le conducteur, dont la présence constante est indispensable durant tout le temps de fonctionnement de la machine. Diverses variantes d'une telle machine peuvent etre envisagées dans le cadre de la présente invention. Ainsi, ladite plate-forme peut être remplacée par un portique pre- nant appui sur des @@@@ situés de part et d'autre du tas, au même niveau ou non. Pour la clarté de ltexposé, des termes spécifiues seront utilisés ci-après, dont les definitions sont les suivantes - tas : tas de matière en forme - bout de tas : chacune des extrémités d'allure pramidale d'un tas; - ligne de crête : arête supérieure de le partie pris- matique du tas, donc bouts de tas non compr.s; - face libre : face longitudinale de la partie prismatique du tas opposée à celle soumise, à l'action du bras de la machine; - largeur du tas : longueur de la base de la section triangulaire du tas; - vitesse de translation : vitesse de déplacement de la machine le long d'un tas; - angle du bras : angle que fait à un moment donne l'axe du bras avec l'horizontale, respectivement la verticale; - mise : mode opératoire de la machine dans lequel la matière amenée à celle-ci est entassée; - reprise : mode opératoire de la machine dans lequel celle-ci enlève de la matière du tas; - mise-reprise : mode opératoire de la machine dans lequel une partie seulement de la matière arrivant à celle-ci court-circuite la machine, la partie restante étant entassée; - passe : déplacement de la machine dans un mode opératoire quelconque, mais dans un même sens et pour un même angle de bras; - section de passe : surface de la section transversale d'une couche de matière mise ou reprise pendant une passe; - automate : ensemble pouvant traiter et/ou mémoriser des données entrantes, suivant une programmation préétablie et ensuite sortir des signaux utilisables pour le contrôle de a machine et; le cas échéant, mémoriser ces signaux. Pour la constitution et l'exploitation d'un stock, il est important que la forme du ou des tas soit aussi régulière que possible et ce pour deux raisons principales : capacité de stockage optimale et, surtout, débit de reprise régulier et précis. Cette dernière raison est particulièrement importante lorsque la reprise sert à alimenter des installations associées au stock. S'il s'agit, par exempleld'alimenter en charbon une centrale thermique, un débit de reprise régulier évite de devoir prévoir des trémies-tampon de grand volume. Un débit de reprise parfaitement contrôlé permet également de constituer des mélanges précis à partir de tas de matières différentes, par exemple de charbons maigres et de charbons gras, sans avoir à passer par des trémies de régulation de mélange. Dans les installations de stockage actuellement connues, même celles utilisant des machines empileuses-gratteuses du type susdécrit, il est pratiquement impossible d'assurer une régularité de forme suffisante des tas. La cause en est essentiellement le facteur humain, considérant le nombre de paramètres (variations et/ou interruption du débit d'entrée, successions irrégulières des modes opératoires, manque de visibilité de la ligne de crête, etc...) dont le conducteur de chaque machine devrait tenir compte en permanence, sans parler de la dextérité (difficulté de maitriser les bouts de tas) et du coup d'oeil requis. Le but de l'invention est de fournir une solution particulièrement avantageuse à ces problèmes. D'une manière générale, le procédé d'exploitation du stock selon l'invention consiste à piloter automatiquement chaque empileuse-gratteuse concernée à l'aide d'un automate associé à des détecteurs appropriés, cet automate étant programmé en sorte que a.- la différence maximum de hauteur entre deux points quelconques de la ligne de crête d'un tas, n'est jamais substantiellement supérieure à celle causée par la dernière passe; b. - la vitesse de translation est calculée à tout moment en fonction au moins du débit de mise et/ou du débit de reprise imposés. On mesurera donc impérativement le débit d'arrivée de la matière pour calculer la vitesse de translation de la machine, en tenant compte du sens de cette translation ainsi que de la distance entre la machine et le point de mesure. Préférablement aussi, on mesure le débit de reprise et, le cas échéant, on corrige la vitesse de translation en fonction de la différence entre cette mesure et la valeur du débit désiré. La double pesée mise/reprise permet de tenir un inventaire exact du stock. En cas de mode mise-reprise, la vitesse de translation est alors calculée en fonction de la différence entre les deux mesures. De toute manière, on choisira une machine empileusegratteuse ayant une longueur de bras substantiellement égale à la largeur du tas, ceci pour assurer que la face libre de ce dernier soit toujours dans un même plan, quelle que soit la hauteur du tas. Ceci est particulièrement important pour maîtriser la constance des sections de passe. Dans une mise en oeuvre préférée de l'invention, les modifications de l'angle de bras se font selon des pas différents entre eux, calculés de sorte que la section de passe soit constante pour tous les angles de bras. Alternativement, les modifications de l'angle de bras pourraient se faire selon un pas constant, la vitesse de translation étant alors adaptée chaque fois aux variations de section de passes qui en résulteraient. Une autre solution encore consisterait, avec pas constant et vitesse de translation constante ou non, & modifier la vitesse d'entraînement des chaînes du bras. Quel que soit le mode opératoire, la fin de course en bout de tas est calculée en fonction de l'angle de bras pour la passe considérée, l'arrêt s'effectuant au droit de l'ex- trémité de la ligne de crête théorique correspondant audit angle de bras. Pour satisfaire a la condition de variation maximum de hauteur tolérée entre deux points quelconques de la ligne de crête, il est indispensable de reconnaître et/ou mémoriser le sens et le mode opératoire de la dernière passe effectuée, pour déterminer le sens de translation de la passe suivante en fonction du mode opératoire requis pour cette dernière. Le tableau suivant donne les nouveaux ordres en fonction de l'état mémorisé. Nouvelle fonction mise au stock Etat antérieur Nouveau sens de translation Mise vers la droite vers la droite Reprise vers la droite vers la gauche Mise vers la gauche vers la gauche Reprise vers la gauche vers la droite Nouvelle fonction reprise de stock Etat antérieur Nouveau sens de translation Mise vers la droite vers la gauche Reprise vers la droite vers la droite Mise vers la gauche vers la droite Reprise vers la gauche vers la gauche A remarquer que "mise" dans le tableau peut être remplacé par "mise-reprise". Une machine empileuse-gratteuse perfectionnée utilisable pour la mise en oeuvre du procédé susdécrit se distingue des machines empileuses-gratteuses connues en ce qu'elle est équipée d'un automate relié à un pupitre de commande et d'une pluralité de capteurs ou détecteurs associes audit automate et permettant de détecter au moins l'angle du bras, le sens de translation de la machine, l'état du by-pass et les fins de course en bouts de tas. Il est évident que la machine peut être/en outre équipée de détecteurs de sécurité, vu son fonctionnement autonome. L'installation selon l'invention comporte, outre l'in frastructure connue constituée par une station d'arrivée de matière, un convoyeur à bande sans fin d'amenée et d'éva- cuation associé à au moins une empileuse-gratteuse perfec- tionnée comme dit ci-dessus, au moins un moyen de meure du débit, associé audit convoyeur, en amont du tas, ce moyen étant relié à l'automate de la machine. Préférablement, un deuxième moyen d mesure du débit sera associé audit convoyeur, en aval du tas Si deux ou plusieurs tas doivent être constitués et exploités, des convoyeurs de dérivation avec aiguillages pourront être prévus, avec le nombre requis de mesureurs de débit de reprise. Il est évident que de nombreuses formes de réalisation de l'invention peuvent être prévues, au prorata des problèmes spécifiques à résoudre dans chaque cas particulier. REVENDICATJONS. 1.- Procédé d'exploitation d'un stock de matiere ^-t cul.lres en tas, à l'aide d'au moins une machine emt?ilelse- gratteuse, caractérisé en ce qu'il consiste à piloter auto- matiquement chaque empileuse-gratteuse concernée à l'aide d'un automate associé à des détecteurs appropriés, cet automate étant programmé en sorte que: a.- la différence maximum de hauteur entre deux points quelconques de la ligne de crête d'un tas, n'est jamais substantiellement supérieure à celle causée par la dernière passe; b.- la vitesse de translation est calculée à tout moment en fonction au moins du débit de mise et/ou du débit de reprise imposé. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, d'une passe à l'autre, les modifications de l'angle de bras se font selon des pas différents entre eux, calculés de sorte que la section de passe soit constante pour tous les angles de bras. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que d'une passe à l'autre, les modifications de l'angle de bras se font selon des angles constants, la vitesse de translation de la machine étant alors modifiée pour compenser les différences de sections de passe. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, d'une passe à l'autre, les modifications de l'angle de bras se font selon des angles constants, la vitesse d'entraînement des chaines étant alors modifiée pour compenser les différences de sections de passe. 5.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mesure au moins le débit d'arrivée de la matière pour calculer la vitesse de translation de la machine, en tenant compte du sens de cette translation ainsi que de la distance entre la machine et le point de mesure. 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on mesure également le débit de reprise et, le cas échcant, on corrige la vitesse de translation en fonction de la différence entre cette mesure et la valeur du débit désiré. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on utilise les mesures de mise et de reprise pour tenir l'inventaire du tas. 8.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fin de course en bout de tas est calculée en fonction de l'angle de bras pour la passe considérée, l'arrêt stef- fectuant au droit de l'extrémité de la ligne de crête théorique correspondant audit angle de bras. 9.- Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que l?on reconnaît et/ou mémorise chaque fois le sens et le mode opératoire de la dernière passe effectuée, pour déterminer le sens de translation de la passe suivante en fonction du mode opératoire requis pour cette dernière. 10.- Machine empileuse-gratteuse, caractérisée en ce qu'en vue de la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications I à 6, elle est équipée d'un automate relié à un pupitre de commande et d'une pluralité de détecteurs associés audit automate et permettant de détecter au moins l'angle du bras, le sens de translation de la machine, la position de la machine par rapport à une référence, l'état du by-pass et les fins de course en bouts de tas. ll.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, à l'aide d'au moins une machine selon la revendication 10, comportant une infrastructure connue constituée par une station d'arrivée de matieres, un convoyeur à bande sans fin d'amenée et d'évacuation associé à ladite machine, caractérisée en ce qu'au moins un moyen de mesure de débit est associé audit convoyeur en amont du pied du bras de ladite machine, ce moyen étant relié audit automate. 12.- Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'au moins un moyen de mesure de débit est associé audit convoyeur, en aval du pied du bras de ladite machine.