Brevet FR2532748A1 — publié le 19840309

La présente invention concerne un procédé pour mesurer un poids intégré d'une matière sous forme de particules dans une période de temps donnée pendant que s'effectue l'alimentation continue d un système de traitement de poudre ou semblable avec ladite matière On connaRt dans l'art antérieur,différents mécanismes d' alimentation de matières sous forme de particules ou de poudres (qui seront désignés brièvement dans la suite simplement par le terme "poudre11),parmi lesquels les systèmes utilisant une pression fluidique présentent un certain nombre d'avantages par rapport à des systèmes d'alimentation opérant par gravité ou par voie mécanique,notamment pour une longue distance de transfert de ia matière sous forme de particules et dans le cas d'une alimentation quantitative continue Cependant, un transport de poudre sur une longue distance se traduit par de grandes pertes de pression dans la canalisa tion d'alimentation,ce qui nécessite d'introduire la matière sous une pression extremement élevée,notamment dans le cas où on doit opérer sous une pression élevée à l'extrémité de la canalisation d'alimentation,c'est-èdire sous une pression qui est supérieure a la pression existant sur le coté récepteur en considération des pertes de charge Dans un tel cas, il devient nécessaire d'augmenter la pression de la source de gaz de transport et également d'augmenter la pression à l'intérieur du récipient dsalimentatlon de poudre qui débite la matière sous forme de particules, et de prévoir en plus un récipient de complément de remplissage servant à complèter le remplissage de la matière introduite dans le récipient d'alimentation en poudre, et éventuellement un récipient destiné à contenir un stock de matière en particules pour l'alimentation du récipient de complément de remplissage La matière en particules est par conséquent transférée successivement du récipient de stockage jusqu'au récipient de complément de remplissage (désigné dans la suite l'alimentation de stock"),puis du récipient de complément de remplissage jusqugau récipient d'alimentation(déìnédans la suite "complément de remplissage de poudre") et du récipient dalimentation jusqu.'à un système de traitement de poudre ( désigné dans la suite "alimentation de poudre 11 ) En outre, il est d'une pratique générale d'assurer l'alimentation de poudre stockée sous la pression ambiante tout en préssurisant par intermittence le récipient de complément de remplissage à chaque complément de remplissage du récipient d'alimentation qui débite de façon continue la poudre sous pression, de sorte qu'une commande de pression compliquée intervient dans le transfert de la matière en particules Cependant on ne connalt aucun procédé/moyen permettant de mesurer avec précision le poids de la matière d'alimentation en particules qui a été débitée dans une période de temps donnée , ce qui rend difficile l'amélioration de la précision de la commande d processus du coté du système de traitement de poudre En considération des inconvénients mentionnes ob l'invention po ci-dessus, l'invention a pour i de fournir un procédé pour mesurer a un instant arbitraire le poids total d'une matière en particules qui a été débitée dans une période de temps passée et donnée. Conformément à la présente invention, ce problème est résolu à l'aide d'un procédé qui comprend les étapes suivantes : établissement orifice de décharge de poudre dans une partie inférieure d'un récipient d'alimentation en poudre maintenu sous pression en vue de l'alimentation en matière en particules d'un orifice de soufflage de poudre d'un système de traitement de poudre, liaisonavec une partie supérieure d-u récipient d'alimentation en poudre d'un récipient de complément de remmplissage servant à compléter le remplissage du récipient d'alimentation en poudre avec de la matière en particules à l'état frais; décharge continue de la matière en particules à partir du récipient d'alimentation en poudre par entraînement dans un gaz porteur sous pression qui est introduit par l'orifice de décharge de poudre mise en communication du récipient de complément de remplissage et du récipient d'alimentation en poudre ltun avec l'autre suivant un minutage approprié pour assurer le complément de remplissage avec de la matière en particules ,et mesure séquentielle des poids des contenus de poudre des récipients respectifs pour mesurer le poids intégré de la matière en de poudre particules passant par l'orifice de décharge/pendant une période de temps donnée gledit procédé étant caractérisé par les étapes suivantess addition charge par charge du poids de complément de poudre transféré du récipient de complément du remplissage dans le récipient d'alimentation en poudre pour obtenir- le poids total de poudre de complément, soustraction de la somme des poids des contenus momentanés de poudre des récipients respectifs du poids total de poudre de complément lorsque la mesure est effectuée concurremment avec l'opération de complément de remplissatey et soustraction du poids du contenu momentané de poudre se trouvant dans le récipient d'alimentation en poudre du poids total de poudre de complément quand la mesure est effectuée a' l'instant sortant d'une période correspondant à une opération de complément de remplissage afin d'obtenir un poids intégré de la matière en particules débitée dans une période des temps donnée D'autres avantages et caractéristiques de l'inven- tion seront mis en évidence dans la suite de la-description, donnée à titre d'exemple non limitatifs, en référence au dessin annexé qui représente schématiquement un système de commande de poudre mettant en oeuvre le procédé conforme à l'invention. Le procédé selon lginvention et ses effets vont encre décrits dans la suite,plus particulièrement en référence à un système de comman.de de poudre représenté sur le dessin. est Par exemple le charbon fin qui/ obtenu par pulverisation de charbon 1 est stocké dans un recipient- de stocka- ge 2 sous la pression atmosphérique et il est transféré dans le récipient de complément de remplissage 3 par ouverture d'une vanne 9 quand celuiaci est pratiquement vidé de son contenu de poudre. A cette occasion, la vanne 10 est ouverte tandis que les vannes al et 12 sont fermées, le récipient de complément de remplissage 3 étant en communication avec l'atmosphère. D'autre partie récipient d'alimentation en poudre4,qui contient la matière en particules, est pressuisé à l'aide d'un gaz porteur qui est introduit dans celui-ci dans la direction dé la flèche A (ce gaz porteur étant de préférence l'azote ou un gaz inerte tel qu'un gaz rare dans le cas de charbon fin ). Cependant , du fait que la vanne de l'orifice de décharge de poudre 7 est constamment ouverte,les particules de poudre tombent dans un état pressurisé en direction d'un raccord en T 15 placé à la jonction. Bien que la poudre dans le récipient 4 soit maintenue sous pression, est empêchée de s'agglomérer par l'action d'agitation du gaz porteur qui est insufflé dans une partie inférieure du récipient 4.En conséquence, la poudre qui se trouve dans la partie inférieure du récipient 4 tombe, en étant entratnée en partie par le gaz porteur insufflé . D'autre part, l'écoulement de gaz insufflé dans la direction de la flèche B , qui est commandé par une vanne 14, est mélangé avec les particules de poudre et de gaz porteur descendant dans le raccord en T 15 etitroduit dans un système de traitement de poudre 16. Dans le cas où le système de traitement de poudre comporte plusieurs tuyères analogues à celles d 'un haut fourneau , on peut prévoir un distributeur en aval de l'orifice de décharge de poudre 7 ou bien , en variante, plusieurs orifices de décharge 7 dans la partie inférieure du récipient d'alimentation 4(en correspondance à un nombre semblable de tuyères ou de groupes de tuyères ) , en assurant la liaison des orifices de décharge respectifs , par l'inter- mediaire de raccords en T sîPl,reesn vue de eréer des canalisa tions de soufflage de poudre qui sont complètement indépendantes l'une de l'autre et qui peuvent être aisément commandées séparément en considération des d-ifférences de perte de pression résultant des différences de longueurs des canalisations de soufflage aboutissant aux tuyères respectives et des parties coudées contenues dans celles-ci. Il est nécessaire d'effectuer des opérations de préparation pour le remplis-sage en poudre à partir du récipient 3 avant que le récipient d'alimentation en poudre 4 soit dépourvu de matière en particules par suite de l'alimentation continue. Notamment, la matière en particules qui est reçue par le récipient de complément de remplissage 3 sous la pression atmosphérique doit etre pressurisée jusqu'a un niveau se rapprochant de la pression régn-ant à l'intérieur du récipient 4 , la pression du récipient 3 étant augmentée par ouverture de la vanne il alors que les vannes 9, lO et 12 se trouvent fermées.Lors de la détection d'une diminution de la matière en particules dans le récipient 4 en dessous d'une quantité prédéterminée , la vanne 17 est ouverte de façon à commencer le complément de remplissage tout en établissant une alimentation continue de la matière en particules par l'intermédiaire de l'orifice de décharge 7. Ensuite, il se produit respectivement une baisse de pression et une augmentation de pression dans les récipients 3 et 4 de sorte que la vanne 12 est ouverte pour égaliser les pressions dans les deux récipients O Aussitôt que le complément de remplissage en poudre est terminé, les vannes 11, 12 et 17 sont fermées , et la vanne 10 est lentement ouverte pour décharger la pression du récipient 3 en vue d'une égalisation de la pression atmosphérique , cette opération étant suivie par une ouverture de la vanne 9 pour un nouveau remplissage avec de la matière en particules provenant du récipient 2. En conséquence, lorsqu s il est souhaitable de mesurer le poids intégré de matière d'alimentation en particules dans une période de temps donnée et passée , comme cela est envisagé par la présente invention, on peut obtenir une valeur grossière, an additionnant les çantités de matière de remplissage qui sont transférées du récipient 3 dans le récipient 4 Cependant, des calculs plus compliqués sont nécessaires pour mesurer le poids intégré de la poudre débitée dans un temps assez court ou bien entre des instants arbitrai rets. En outre, le complément de remplissage en poudre devient nécessaire à une fréquence élevée qui est fonction des capacités desrécipients3 et 4 et du débit d'alimentation de matière en particules, de sorte qusil faut un temps relati- vement long pour chaque opération de complément de remplissage. En conséquence, les instants désirés de mesure donnée peuvent souvent chevaucher une période correspondant à u-ne opération de complément de remplissage. ême dans de telles occasions, la mesure doit fournir une valeur exacte pour que les objectifs de la présente invention soient atteints , en faisant appel aux processus qui vont être décrits dans la suite. Le récipient de complément de remplissage 3 et le récipient d'alimentation 4 sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un joint de détente 5 et ils sont supportés par l'intermédiaire de moyens de détection de charge, tels que les cellules de charge 6 et 8. Puisque les poids des recipients 3 et 4 , comportant des vannes et autres éléments qui sont fixés sur eux, peuvent etre connus s les poids de la matière en particules se trouvant dans les récipients 3 et 4 sont obtenus en soustrayant les poids connus des valeurs fournies par les cellules de charge 6 et 8 Les valeurs résultantes peuvent etre utilisées directement mais il est souhaitable d'effectuer additionnellement les corrections suivantes pour améliorer la précision de mesure.En premier lieu, du fait que le récipient d'alimentation en poudre 4 est constamment maintenu sous pression, il est nécessaire d'effectuer des corrections en considération de la valeur de la pression et de la réaction du récipient de complément de remplissage Dans ce but, la valeur fournie par un manomètre l9 est transmise à des éléments de calcul de poids 17 et 18 pour effectuer une correction correspondante en direction de la limite positive (+ ) du poids de poudre dans le récipient 3 et en direction de la limite négative (-) du poids de poudre se trou oyant dans le récipient 4. En outre, les récipients 3 et 4 sont reliés entre eux par un joint flexible 5 de manière que les valeurs fournies par les cellules de charge 6 et 8 tiennent compte des réactions élastiques qui agissent sur les récipient 3 et4/du fait des vibrations se produisant pendant l'opération de complément de remplissage Pour effectuer des corrections à cet égard, les réactions résultant d'une contraction et d'une dilatation du joint 5 sont mesurées par une jauge de mesure de contraintes 20 ou un organe semblable, qui envoie un signal de compensation positive (+) à l'élément de calcul de poids 17 et un signal de compensation négative(-) à l'élément de calcul de poids 18.Les signaux résultant sont convertis en signaux de courant électrique , à savoir: (1) La somme des poids des contenus momentanés de poudre des récipients 3 et 4 est considérée comme le poids de poudre d'alimentation preaentewent disponible dans le cas d'une mesure nécessitant une opération de complément de remplissage du récipie-nt 3 vers le récipient 43 et (2) Le poids du contenu momentané de poudre se trouvant dans le récipient 4 est considéré comme le poids de la poudre d'alimentation présentement disponible dans-le cas d'une mesure n'exigeant pas l'opération de complément de remplissage En conséquence, pour obtenir à un instant donné poids le total de la poudre d'alimentation depuis le début de l'opération, le poids de la poudre d'alimentation présentement disponible à cet instant est soustrait du poids total des compléments de remplissage en poudre du récipient 3 vers le récipient 8., Notamment, conforméme-nt à la présente invention, le poids de la poudre d'alimentation disponible à soustraire est modifié en fonction de ce que l'instant de mesure tombe ou non dans une période de complément de remplissage, afin de permettre ainsi une mesure précise à l'instant arbitraire indépendamment de l'opération de complément de remplissage Cependant, il est recommandé de ne Pas effectuer la mesure ou les calculs mentionnes ci dessus dans l'étape initiale de complément de remplissage (normalement jusqu'à écoulement dgun intervalle de 10 à 15 secondes) du récipient 3 dans le reci- pient 4 , intervalle pendant lequel la valeur fournie par la cellule de charge 8 subit des fluctuations sous l'effet des chocs exercés par la chute de matière en particules , ce qui risque par conséquent l'introduction d'erreurs importantes dans les valeurs de mesure .Le poids total des compléments de remplissage dans la période de fonctionnement passee peut être obtenu en additionnant charge par charge les poids de chaque complément de remplissage , à savoir par intégration en particules du poids de la mat iere qui a ete reçue sous la pression atmosphérique après soustraction du poids de la poudre residuelle se trouvant dans le récipient de complément de remplissage à la fin de l'opération de complément de remplissage En conséquence, le poids total de la poudre d'alimentation à partir du début d'une opération peut etre obtenu par les calculs suivants .Par exemple, si on désigne par Wa le poids total de poudre d'alimentation à un instant a le poids et par Wb po minutes ou 1 heure plus tard à un instant b, le poids de la poudre d'alimentation dans l'intervalle de mesure (ctest-à-dire pendant l'intervalle de temps b - a) est exprimé par : Wb - Wa Notamment, conforméme.nt à la présente invention, il est possible de mesurer avec précision le poids intégré de la poudre d'alimentation à partir du début d'une opération. En conséquence, si la mesure est effectuée à des instants prédéterminés ou à des intervalles de temps appropriés , on peut obtenir un poids exact de la poudre introduite entre deux instants sélectionnés par calcul de la différence entre les poids intégrés audits instants Il est à noter , en fonction de la description qui précède , que le procédé conforme à l'invention permet toujours d'effectuer une mesure correcte du poids de la poudre d'alimentation dans une période de temps passée,indépendamment du minutage des mesures -REVENDICATIONS - 1 Procédé pour mesurer un poids intégré d'une matière en particules alimentant de façon continue un système de de traitement de poudre/semblable en ménageant un orifice de décharge de poudre(7)dans une partie inférieure dsun récipient préssurisé d'alimentationen poudre( 4) pour introduire ladite matière en particules dans un orifice de soufflage dudit système de traitement, en reliant un récipient pressurisé (3) de complément de remplissage en poudre à une partie supérieure dudit récipient dialimentation en poudre (4) pour assurer le complément de remplissage avec ladite matière en particules sous pression , en distribuant de façon continue la matière en particules en meme temps qu'une partie d'un gaz porteur pressurisé introduit dans ledit orifice de décharge(7) dudit récipient pressurisé d'alimentation en poudre (4), et en faisant communiquer lesdits récipients de complément de remplissage et d'alimentation en poudre l'un avec l'autre suivant un minutage approprié pour assurer le complément de remplissage avec ladite matière en particules, et en mesurant séquentielle ment les poids des contenus de poudre se trouvant dans lesdits récipient (3,4) pour mesurer le poids intégré de la matière en particules débitée par ledit orifice de décharge(7) dudit une période de fonctionnement,-procédé caractérisé en ce qugil comprend les étapes consistant à additionner charge par charge les poids de chaque charge de poudre transférée du récipient de complément de remplissage)dans le récipient d'alimentatlon pour obtenir le poids total du complément de remplissage en poudre ,à soustraire la somme des poids des contenus momentanés de poudre desdits récipients (394 ) dudit poids total de complément de remplissage en poudre lorsque la mesure est faite en même temps que l'opération de complément de remplissage, et à soustraire le poids du contenu momentané de poudre dudit récipient d'alimentation de poudre (4) dudit poids total de complément de remplissage en poudre lorsque la mesure est faite à un instant sortant de la période correspondant à une opération de complément de remplissage. 2 Procédé selon la revendication lscaractérisé en ce que lesdits récipients de complément de remplissage en poudre et d'alimentation en poudre (3,4) sont reliés entre eux par un joint extensible (5) et sont supportés en position respectivement par l'intermédiaire d'un moyen de détection de charge (6,8) de façon à détecter les poids de contenu de poudre se trouvant dans les récipients respectifs (3,4) avec compensation de variations imputables à la pressurisation du récipient d'alimentation (4) et à de-s déplacements dudit joint extensible (5). 3. Procédé selon la revendication l'caractérisé en ce qu'on évite de faire la mesure dans le stade initial d'une opération de complément de remplissage entre ledit récipient de complément de remplissage (3) et ledit récipient d'alimentation en poudre (4) jusqusà stabilisation de la valeur représentant le poids du contenu de poudre dans ledit récipient d'alimentation pressurisée (4).