Brevet FR2530341A1 — publié le 19840120

La présente invention concerne les appareils permettant de déterminer la teneur en eau de certaines matières ou de mélanges de certaines matières en vrac et de pouvoir ajuster cette teneur selon un taux désiré. I1 est déjà connu de nombreux procédés et dispositifs permettant de mesurer l'état hygrométrique d'une substance granuleuse ou poudreuse soit à l'intérieur d'une cuve de stockage, soit à l'intérieur d'une enceinte de brassage en particulier dans le domaine de la préparation de sables de moulage en fonderie ou dans le domaine de l'élaboration du béton de maçonnerie. Ces différents procédés ou dispositifs se distinguent par leur mode de captage de la teneur en eau. C'est ainsi que certains font usage soit d'ondes ultrahertziennes, soit de condensateurs ou de tubes électroniques, de micro-ondes ou de cellules élec-trolytiques. Le capteur peut aussi être, selon un dispositif connu, un jeu d'électrodes plongeantes dans la masse du produit en liaison avec l'appareil d'indication et de mesure par l'intermédiaire d'un collecteur rotatif, un tel dispositif étant utilisé en particulier dans les malaxeurs à béton. Ce procédé présente de nombreux inconvénients : la structure des sondes n'assure pas une parfaite étanchéité entre l'électrode elle-meme et le corps du malaxeur d'autre part, il se produit au bout d'un certain temps d'utilisation des risques de charbonnage au niveau de l'électrode ; enfin le caractère hautement abrasif du béton conduit à une usure rapide de l'électrode et à sa détérioration. Le dispositif capteur, suivant l'invention, permet d'éviter ces inconvénients. Celui-ci a pour but de détecter le pourcentage d'humidité dans une substance ou un mélange de substance poudreuse et/ou granuleuse telle que du béton, compte-tenu des différents ciments et agrégats en malaxage, et de transmettre l'impédance, c'est-à-dire la résistance du béton pendant le malaxage, à un appareil de mesure et de régulation, le dit dispositif atténuant considérablement l'effet d'abrasion du béton sur l'électrode elle-même et interdisant toute absorption d'eau assurant ainsi une parfaite isolation entre l'élect-rode et la structure du malaxeur. Le dispositif capteur, objet de l'invention, comporte l'électrode proprement dite constituée d'une partie métallique très résistante à l'abrasion du béton entourée d'une matière isolante également résistante à cette abrasion, et de texture hydrophobe. Cette matière isolante enrobe l'électrode sur toutes ses faces à l'excep- tion de l'une d'entre elles dite face active appelée à etre en contact avec le produit à contrôler.L'ensemble ainsi constitué se présentant indifféremment sous une forme parallélépipédique ou cylindrique se fixe sur l'enceinte de brassage du malaxeur en s' ajustant dans une découpure exécutée dans la paroi de la dite enceinte, le malaxeur pouvant comporter deux ou trois électrodes également réparties angulairement. La face active du capteur se situe dans le plan de l'alésage intérieur de. la virole constituant la pièce d'usure de l'enceinte de brassage. Les dessins annexés illustrent un mode de réalisation du dispositif capteur conforme à la présente invention. Ceux-ci représentent : - en figure 1, une vue du dispositif côté face active, - en figure 2, une vue en bout correspondant à la figure 1, - en figure 3, une vue en coupe transversale d'une enceinte de brassage d'un malaxeur équipé de trois dispositifs capteurs, - en figure 4, une vue de détail en coupe transversale de l'implantation du dispositif dans la structure de l'enceinte de brassage. Tel que représenté le dispositif capteur comporte une électrode métallique 1 dont les caractéristiques mécaniques assurent entre autre une bonne résistance à l'abrasion provoquée par le produit à traiter, comme c'est le cas en particulier pour le mortier de béton, en raison de la silice contenue dans le sable et de l'effet agressif des ciments utilisés. Dans l'exemple illustré et correspondant à un mode préférentiel de réalisation la section droite du corps de l'électrode est allongée et se termine à chaque extrémité par un arrondi ; -sur sa face arrière, l'électrode comporte une broche 2 permettant sa connection électrique avec le câblage de raccordement à l'appareil de mesure.Le corps de l'électrode est enrobé dans une matière isolante 3 constituée d'un matériau tel qu'un caoutchouc uréthane dont les caractéristiques sont sensiblement les suivantes - dureté shore A selon la norme ASTM D 412 : 94 - résistance limite à la traction selon norme ASTM D 412 (psi) 1500 - module d'élasticité 100 % selon norme ASTM D 412 (psi) : 975 - allongement selon norme ASTM D 638 (%) : 250 - résistance à l'arrachement selon norme ASTM D 1004 (kg/cm) : 88,5 - perte de poids par abrasion (perte mg/1000 t meule Tobor 18 H) 0,298 - retrait linéaire (cm/cm) : q,0004 - résistance thermique (OC) : 121 - résistance d'-isolement (ohm/cm) : 5,0 x 1010 - constance diélectrique (10 Hz) : 5,29 - focteur de dissipation (10 Hz) : 0,046 - rigidité diélectrique (V/mil) : 340 La matière isolante doit être de plus parfaitement résistante à 1 eau, à l'huile, à l'essence et aux produits chimiques. Tel que representé en figure 2, l'enrobage de l'électrode laisse seulement apparaitre la face active la de celle-ci, laquelle est en contact avec la masse du produit contenu dans l'enceinte de brassage et dont on veut mesurer le degré d'humidité. Le dispositif capteur ainsi constitué se fixe sur la structure du malaxeur en s'ajustant dans une découpure de forme conjuguée prévue à cet effet dans la paroi du malaxeur et. exécutée sur une génératrice de celle-ci. La figure 4 illustre un exemple de fixation du dispositif sur la paroi du corps de l'enceinte de brassage 4, laquelle est doublée d'une virole intérieure 5 constituant une pièce d'usure ; l'électrode enrobée de son isolant s'implante à la fois dans une découpure 4a pratiquée dans le corps de l'enceinte de brassage 4 et dans une découpure Sa exécutée dans la virole 5, les tolérances de fabrication de ces découpures étant déterminées pour assurer un assemblage étanche du dispositif capteur dans celles-ci en conjugaison avec les pressions de contact élastiques exercées par la matière isolante 3 sur les bords de ces découpures. L'immobilisation du dispositif capteur sur la structure de l'enceinte est assurée au moyen de vis de pression se vissant dans des trous taraudés 6 prévus à cet effet sur deux plats 7 soudés en bordures longitudinales de la découpure 4a du corps de l'enceinte de brassage. Afin d'éviter la détérioration de la matière isolante au cours du serrage des vis de pression, les flancs longitudinaux du dispositif capteur comportent un renfort métallique 8 de largeur correspondant sensiblement à la hauteur des plats 7. Le positionnement du dispositif dans la structure du malaxeur est tel que la face active la de l'électrode et la face de la matière isolante entourant la dite face active se situent dans un plan tangent à l'alésage de-la virole intérieure 5. La figure 3 représente une enceinte de brassage d'un malaxeur équipé de trois dispositifs capteurs : chacun d'eux est relié à un appareil de mesure, lequel peut être assorti d'un appareil de régulation permettant par l'asservissement des organes d'alimentation en eau du malaxeur, de régler l'arrivée d'eau sur celui-ci. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation spécialement décrit ; elle couvre toutes les variantes possibles à condition que celles-ci ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications annexées à la présente description. Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé pour contrôler le degré d'humidité de toute substance ou de tout mélange contenus dans une enceinte de stockage ou de malaxage afin de pouvoir en régler le dosage. L'invention peut s'appliquer en particulier aux appareils de préparation de sables de moulage en fonderie et aux mortiers de beton en travaux de maçonnerie. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif capteur pour appareil de mesure et de régulation du degré d'humidité d'une substance ou d'un mélange de substances poudreuses et/ou granuleuses en vrac, telles que par exemple le mortier de béton contenu dans une enceinte de brassage d'un malaxeur, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une électrode métallique (î) de bonne résistance à l'abrasion enrobée sur toutes ses faces, à l'exception de sa face active (via) d'une matière isolante (3) elle-même de bonne résistance à l'abrasion, ainsi qu'a toute infiltration d'eau, permettant ainsi d'assurer une isolation parfaite entre l'électrode et la structure du malaxeur, le plan commun contenant la face active de l'électrode et la matière isolante qui la ceinture étant tangente à l'alésage de l'enceinte de brassage (4) ou à l'alésage de la virole intérieure (5) constituant la pièce d'usure de la dite enceinte. 2.- Dispositif capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face active (la) de l'électrode (1) est de forme allongée et limitée à chacune de ses extrémités par un arrondi, la face opposée à la face active portant une broche de connection électrique (2) avec le câblage de raccordement à l'appareil de mesure. 3.- Dispositif capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière isolante (3) est du type caoutchouc uréthane parfaitement résistant à l'eau, à l'huile, à l'essence et aux produits chimiques et correspondant aux caractéristiques suivantes - dureté Shore A selon norme ASTM D 412 : 94 - résistance limite à la traction selon norme ASTM D 412 (psi) 1 500 - module d'élasticité 100 % selon norme ASTM D 412 (psi) : 975 - allongement selon norme ASTM D 638 (%) : 250 - résistance à l'arrachement selon norme ASTM D 1004 (kg/cm) : 88,5 - perte de poids par abrasion (perte mg/1000 t meule Tabor 18 H) 0,298 - retrait linéaire (cm/cm) : 0,0004 - résistance thermique (OC) : 121 - résistance d'isolement (ohm/cm) : 5,0 x 10 - constance diélectrique (10 Hz) : 5,29 - facteur de dissipation (10 Hz) : 0,046 - rigidité diélectrique (V/mil) : 340 4.- Dispositif capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ses flancs longitudinaux comportent un renfort métallique (8) permettant son blocage à l'aide de vis de pression entre deux plats soudés (7) sur chacun des bords longitudinaux d'une découpure (4a) pratiquée dans le corps de l'enceinte de brassage, laquelle découpure coincide avec une découpure identique (5a) exécutée dans la virole intérieure (s) constituant la pièce d'usure et dans lesquelles découpures s'inscrit le dispositif capteur selon un assemblage étanche obtenu par les pressions de serrage élastiques exerces p-ar la matière isolante, le positionnement du dispositif capteur par rapport a' la structure du malaxeur étant tel que l'axe médian longitudinal de la face active de l'électrode est disposé selon une génératrice de l'enceinte de brassage ou de la virole intérieure de celle-ci.