Brevet FR2568144A1 — publié le 19860131

La présente invention concerne un procédé de régulation d'une machine de triage en voie humide actionnée par air pulsé pour la préparation de matières minérales, notamment de charbon, au moyen d'un corps de mesure flottant notamment dans les matières minérales et dont la position en hauteur par rapport aux matières minérales à préparer définit une grandeur de régulation pour le procédé. Dans des machines de triage en voie humide pour la préparation de matières minérales, notamment de charbon, il est connu d'après la demande de brevet allemand DE-OS 27 34 736 de capter la hauteur de couche de la matière lourde, c'est-à-dire dans le cas de charbon également la couche de remblai, au moyen d'un flotteur. Le flotteur commande le dispositif de décharge de la matière lourde ou également de la matière intermédiaire de telle sorte que l'ouverture du dispositif de décharge corresponde à la matière lourde arrivant à chaque fois, c'est-à-dire dans le cas de charbon également à la quantité de remblai. Le flotteur est un corps de refoulement relativement gros, agencé avec un profil aérodynamique et qui s'étend jusqu'à la surface du lit de triage de la machine de triage en voie humide.Un tel flotteur fournit évidemment une indication sur la hauteur de la couche de matière lourde, c'est-à-dire dans le cas de charbon également la couche de remblai, mais il ne convient cependant pas pour mesurer la condition du mélange de matières minérales dans une opération de triage. I1 enregistre seulement des variations de densité au niveau de densité capté dans le lit de triage. L'invention a pour but de créer un procédé et un dispositif de régulation qui soit en mesure de régler, pour le triage des matières minérales la condition de couche de matières minérales qui est nécessaire pour exploiter de façon optimale le principe de l'égalité de vitesse de chute. A cet égard, il faut observer, à cause de l'aspiration à la décharge, etc., des paramètres précis de fonctionnement. Le problème est résolu en ce qu'on utilise pour le procédé de régulation, comme grandeur de régulation, la désagrégation de la matière qui est représentée par un mouvement d'un corps de mesure. Par utilisation d'un corps de mesure flottant, qui est placé dans un plan horizontal de densité déterminé à l'intérieur des minéraux à préparer, il est possible de déterminer la désagrégation de la matière car un tel corps flottant de mesure participe au mouvement de la matière, notamment à peu près à la limite de séparation entre la matière lourde et la matière légère, et ce mouvement peut être utilisé pour la détermination de la désagrégation. Dans la mise en oeuvre de l'invention, il est prévu que, pour la désagrégation, on utilise comme grandeur de référence un second mouvement du corps de mesure, produit notamment sur la surface des minéraux. De cette manière il est possible simplement de capter une occupation différente du lit de triage et de faire intervenir ainsi dans la régulation la densité différente de compactage, qui est déterminée par une hauteur différente de la matière lourde et de la matière légère. En outre, on obtient une possibilité simple pour éviter un remplissage excessif et/ou un vidage du lit de triage, avec sa conséquence désavantageuse pour la qualité des minéraux déchargés. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu de calculer, à partir du mouvement du corps de mesure dans la matière et/ou du second mouvement du corps de mesure, notamment sur la matière, automatiquement un facteur de désagrégation (Q/ ) pour le mélange de minéraux. Au moyen d'un facteur de désagrégation, c'est-à-dire un facteur qui est calculé d'après la différence entre le compactage le plus dense après le mouvement de descente du lit de triage et la position la plus haute du corps de mesure, atteinte après le mouvement de montée, on obtient une base particulièrement bonne pour le réglage d'une désagrégation uniforme. A cet égard, l'autre corps de mesure se trouvant sur la surface peut intervenir dans le calcul comme base pour un facteur global de désagrégation. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu que le facteur de désagrégation ( ) pour le mélange de minéraux soit maintenu constant. Ainsi la régulation est particulièrement simple. On obtient un facteur de désagrégation qui est identique pour toutes les hauteurs de couche différentes. Selon encore une autre particularité de l'invention, il est prévu que le facteur de désagrégation ( ) pour le mélange de minéraux soit augmenté, par exemple dans le cas d'une grande quantité entrante, conformément à une courbe empirique prédéterminée, notamment de façon surproportionnelle. De cette manière, on peut notamment tenir compte-avantageusement également du fait que les sections de passage dans le lit de triage sont limitées et qu'également, pour de très grands débits, il est nécessaire d'avoir une plus grande vitesse de décharge du produit à évacuer pour traiter toute la quantité de matière introduite. La courbe empirique prédéterminée peut être obtenue d'une manière simple par des séries d'essais. Cette régulation n'est évidemment pas aussi simple que la régulation décrite ci-dessus et faisant intervenir un facteur de désagrégation constant mais elle donne cependant encore de meilleurs résultats de triage. Selon encore une autre particularité de l'invention, il est prévu que, pour agir sur la désagrégation du mélange de minéraux, l'énergie de l'air pulsé introduit soit modifiée, auquel cas la modification d'énergie de l'air pulsé introduit est effectuée sélectivement par variation des périodes de sollicitation par air pulsé ou bien également par une variation de la pression d'air pulsé en amont. La modifi- cation d'énergie de l'air pulsé par une variation de la période de sollicitation par air pulsé est particulièrement simple car il suffit alors de modifier les temps d'ouverture de vannes. I1 existe cependant également des cas où la variation des temps d'ouverture des vannes est assujettie à des limites, par exemple dans le cas d'une grande surcharge. I1 est alors recommandé d'utiliser la variation de la pression d'air pulsé en amont comme un moyen additionnel. Pour la mise en oeuvre du procédé de régulation, il est prévu un dispositif de régulation comportant un corps de mesure flottant dans les minéraux, notamment un flotteur annulaire, dont la position en hauteur dans la masse de minéraux à préparer constitue une grandeur de régulation dans le procédé. Ce dispositif comporte avantageusement un microprocesseur pour le traitement des données mesurées, comme le mouvement du corps de mesure, le mouvement d'un corps de référence, la durée d'action d'air pulsé et la pression d'air pulsé. Avec un microprocesseur, il est particulièrement avantageux et malgré tout simple de régler la machine de triage conformément au procédé.A cet égard, on peut effectuer aussi bien une commande proportionnelle de l'opération de pulsation en correspondance à un facteur de désagrégation constant qu'une commande non proportionnelle de l'opération de pulsation, basée sur des valeurs.empiriques. Le mouvement du corps de mesure, le mouvement d'un corps de référence, la durée de l'opération de pulsation et la pression d'air de pulsation constituent les grandeurs de régulation essentielles. On peut cependant introduire dans le microprocesseur encore d'autres grandeurs de régulation, comme la quantité introduite, la quantité d'eau souterraine, etc., et les faire intervenir dans la régulation. On obtient ainsi un système universel de régulation, qui permet d'arriver à un bon résultat de triage non obtenu jusqu'à maintenant. Selon une particularité du dispositif, il est prévu que le microprocesseur comporte une unité de dialogue. Au moyen d'une unité de dialogue, le personnel de conduite peut s'informer d'une manière simple et facile sur l'évolution de l'opération de pulsation, le facteur de désagrégation, etc. En outre, il est possible de représenter directement la courbe de pulsation, c'est-à-dire la désagrégation effective, auquel cas par introduction de paramètres opératoires modifiés, on peut obtenir à tout moment une modification contrôlée de la désagrégation. Selon encore un autre aspect de l'invention, il est prévu que le corps de mesure comporte un élément de guidage par l'intermédiaire duquel également le captage de la position en hauteur du corps de mesure est obtenu, auquel cas le corps de mesure est agencé de façon à être amovible. Cette réalisation du corps de mesure permet d'utiliser un flotteur annulaire confirmé, comme celui décrit par exemple dans la demande de brevet allemand DE-OS 29 46 605. Un tel flotteur annulaire peut avantageusement également commander un système de régulation, opérant notamment de façon proportionnelle, des organes de décharge de la machine de triage. On obtient ainsi un dispositif universel simple, confirmé pour son composant essentiel, pour la mise en oeuvre du procédé de régulation conforme à l'invention, avec simultanément une régulation de production. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquéls : la figure 1 montre schématiquement le mouvement du mélange de minéraux dans une course de montée, la figure 2 représente un circuit pour la régulation de la désagrégation, et la figure 3 représente un circuit pour la régulation de la décharge. Sur la figure 1, on a désigné par t l'axe du temps, auquel sont rapportées les hauteurs représentées du lit de triage. Comme condition initiale, on a choisi le compactage le plus dense du mélange de minéraux à préparer, qui se compose de constituants de différentes densités. A l'intérieur du mélange de minéraux, le flotteur annulaire 3, par exemple d'une densité de 1,4, occupe la position qui lui correspond, c'est-à-dire la position du plan horizontal de densité H de même valeur. Le plan horizontal de densité H divise la hauteur totale de. couche en une zone b de grande densité et une zone a de densité plus faible. Sous l'effet du mouvement de montée du mélange de minéraux pendant le temps D, la position du plan horizontal de densité capté par le flotteur annulaire 3 varie en correspondance de la valeur s , de sorte que la hauteur totale de couche est maintenant divisée par le plan horizontal de densité en parties désignées par a' pour les minéraux plus légers et par b' pour les minéraux plus lourds. Au total le lit de triage augmente de hauteur de la valeur c dans l'exemple représenté. Par formation du rapport entre a' et a, on peut déterminer un facteur de désagrégation de la fraction plus légère et, par le rapport entre b' et , on peut déterminer le facteur de désagrégation pour la fraction lourde. Pour la détermination de la hauteur totale de couche, qui est définie par la somme des parties b + a ou bien, après un déplacement, par la somme des parties b' + a', on fait intervenir un autre corps de mesure, non représenté. Celui-ci suit également la variation de hauteur du lit de triage et capte ainsi la grandeur c. Par établissement de différence, il est possible de déduire de la grandeur c et du signal fourni par le flotteur annulaire 3 la partie b ou b'.En fonction de la nature du mélange-de minéraux introduit, il est possible, par un choix correspond de la densité de flotteur annulaire, de capter un plan horizontal de densité correspondant. Par modification de la grandeur c, on peut agir sur le facteur de désagrégation des différents minéraux. La grandeur c est obtenue par des modifications de l'alimentation en énergie des chambres de pulsation, par exemple par des modifications du temps d'admission ou également par des modifications de la pression initiale de l'air. Sur la figure 2, on a désigné par 3 à nouveau le flotteur annulaire, qui capte le plan horizontal de densité H prédéterminé par sa densité. A l'aide de l'élément de guidage 4, sa position est mesurée sans contact et elle est appliquée à un transmetteur 5 qui convertit le signal de mesure en un courant de mesure. Le courant de mesure correspondant au déplacement est maintenant transmis au microprocesseur 6. Par l'intermédiaire d'une unité de dialogue 7, on a introduit dans le microprocesseur les paramètres opératoires, par exemple la hauteur de déplacement et le comportement temporel, ainsVque le facteur de désagrégation désiré. L'unité de dialogue indique également les paramètres réels.Lorsque les données de mesure changent, par exemple par augmentation de la proportion de remblai dans la matière à trier, le microprocesseur agit sur la commande de vanne 8 de sorte que le processus est influencé en correspondance au procédé de régulation conforme à l'invention. L'intervention est cependant seulement possible quand les conditions qui sont introduites comme paramètres d'entrée dans les deux portes ET 9 et 10 sont remplies. La condition X correspond au signal indiquant que l'alimentation en air est établie tandis que la condition Y correspond au signal d'enclenchement de la commande de vanne. La commandè de vanne 8 agit aussi bien sur la vanne d'admission d'air 11 qu'également, par l'intermédiaire d'une porte OU 13, sur la vanne d'échappement d'air 12. L'autre sonde 14 représentée, par exemple une sonde capacitive, est placée dans la chambre de pulsation 15 d'une zone quelconque 16 de la machine de triage. Elle a pour fonction de limiter, dans un but de sécurité, le déplacement total entre par exemple 10 et 90 % du déplacement possible.Le signal de la sonde 14 est, pour cette raison, appliqué par l'intermédiaire d'un transmetteur 17 aux deux capteurs de valeurs limites 18 et 19, qui agissent de leur côté par l'intermédiaire de la porte OU 13 sur la vanne d'échappement d'air 12, pour autant que les conditions définies par les autres portes ET 20 et 21 soient remplies. Sur la figure 3, on a désigné par 3 le flotteur annulaire qui est réglé sur le plan hprizontal de densité H des minéraux. La position, captée par l'élément de guidage 4, du flotteur annulaire 3 est convertie par le transmetteur 5, comme décrit ci-dessus, en un courant qui est appliqué comme grandeur d'entrée au régulateur 22. La mesure est effectuée par l'intermédiaire d'une unité de mesure 23 de telle sorte que la valeur de mesure ne puisse être captée par le régulateur 22 que lorsque le lit de triage se trouve dans sa condition de compactage le plus dense, c'est-à-dire dans une position de repos. Par l'intermédiaire de la lampe de contrôle 24 de l'appareil de commande 25, le personnel de conduite peut détecter sur l'appareil de commande quand la libération du point de mesure est effectuée par l'unité de mesure 23. Cette libération est commandée par un capteur de fréquence auquel sont transmis les déplacements de la machine de triage et dont le fonctionnement peut être commandé par le microprocesseur 6 décrit ci-dssus.-En correspondance au comportement prédéterminé de réglage du régulateur 22, celuici peut commander, par l'intermédiairc d'un entraînement hydraulique 26 comportant un cylindre hydraulique 27, l'oúver- ture de décharge 28 en correspondance à la valeur réelle mesurée par le flotteur annulaire 3. La condition de l'ouverture de décharge 28 est signalée au régulateur 22 par un capteur d'angle de rotation 29 sous la forme d'un signal de retour. En outre il est possible d'agir manuellement sur la décharge par l'intermédiaire de l'appareil de commande 25. Sans sortir du cadre de l'invention, il est possible évidemment de remplacer les différents blocs du circuit de régulation, comme les régulateurs, les organes d'actionnement, les capteurs de valeurs réelles, etc., par des éléments opérant techniquement d'une manière équivalente. REVENDICATIONS 1. Procédé de régulation d'une machine de triage en voie humide actionnée par air pulsé pour la préparation de matières minérales, notamment de charbon, au moyen d'un corps de mesure flottant notamment dans les matières minérales et dont la position en hauteur par rapport aux matières minérales à préparer définit une grandeur de régulation pour le procédé, caractérisé en ce qu'on utilise comme grandeur de régulation la désagrégation de la matière représentée par un mouvement du corps de mesure. 2. Procédé de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise pour la désagrégation comme grandeur de référence un second mouvement d'un corps de mesure, obtenu notamment sur la surface des minéraux. 3. Procédé de régulation selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on calcule à partir du mouvement du corps de mesure dans la matière et/ou à partir du second mouvement de corps de mesure, notamment sur la matière, automatiquement un facteur de désagrégation ( ) pour le mélange de minéraux. 4. Procédé de régulation selon la revendication 3, caractérisé en ce que le facteur de désagrégation ( ) pour le mélange de minéraux est maintenu constant. 5. Procédé de régulation selon la revendication 3, caractérisé en ce que le facteur de désagrégation ( ) pour le mélange de minéraux, par exemple dans le cas d'une plus grande quantité introduite, est augmenté conformément à une courbe empirique prédéterminée, notamment de façon surproportionnelle. 6. Procédé de régulation selon une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que, pour influencer la désagrégation du mélange de minéraux, l'énergie de l'air pulsé introduit est modifiée. 7. Procédé de régulation selon une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4,5 ou 6, caractérisé en ce que la modification de l'énergie de l'air pulsé introduit est effectuée par modification des temps de sollicitation par l'air pulsé. 8. Procédé de régulation selon une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que la modification de l'énergie de l'air pulsé est effectuée par une modification de la pression d'air pulsé en amont. 9. Dispositif de régulation pour une machine de triage en voie humide servant à préparation de minéraux, notamment du charbon, au moyen d'un corps de mesure flottant dans les minéraux, notamment un flotteur annulaire, dont la position en hauteur dans la masse de minéraux à préparer constitue une grandeur de régulation pour le procédé, conformément à une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un microprocesseur (6) pour le traitement des données mesurées, comme le mouvement du corps de mesure, le mouvement d'un corps de référence, la durée de pulsation et la pression d'air de pulsation. 10. Dispositif de régulation selon la revendication 9, caractérisé en ce que le microprocesseur (6) comporte une unité de dialogue (7). 11. Dispositif de régulation selon une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que le corps de mesure (3) comporte un élément de guidage (4) par l'intermédiaire duquel s'effectue également le captage de la position en hauteur du corps de mesure (3). 12. Dispositif de régulation selon une quelconque des revendications 9, 10 ou 11, caractérisé en ce que le corps de mesure (3) est agencé de façon à être amovible. 13. Dispositif de régulation selon une quelconque des revendications 9, 10, 11 ou 12, caractérisé en ce que le corps de mesure (3) est agencé de façon à agir également sur un système de régulation de décharge (4, 5, 23, 22, 26, 27, 28, 29), opérant notamment de façon proportionnelle, pour les organes de décharge (28) de la machine de triage.