Brevet FR2581898A1 — publié le 19861121

- *1 - PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONTROLE DU NIVEAU DE CHARGE D'UN BROYEUR L'invention concerne une méthode et un dispositif pour contrôler un niveau d'une charge à broyer dans un broyeur. Plus particulièrement, l'invention s'intéresse aux broyeurs autogènes et semi-autogènes, et elle trouve une application dans la mise en oeuvre des procédés de broyage minier employés dans les mines d'or et de platine. Dans le broyage minier, il est nécessaire de maintenir un régime d'alimentation du minerai non écrasé dans le broyeur à un niveau maximum, afin de produire la finesse désirée du produit final. Si le régime d'alimentation est trop élevé, le broyeur devient surchargé, et si le régime d'alimentation est trop faible, le broyeur n'est pas chargé suffisamment. Dans les deux cas, l'efficacité du broyeur s'altère rapidement. Un broyeur du type considéré comporte un cylindre qui est actionné en rotation à l'aide d'un moteur. La charge du broyeur à l'intérieur du cylindre est mise en rotation et elle chute en cascade sur un point d'impact à l'intérieur du cylindre. La position du point d'impact est en relation avec le niveau de la charge et un microphone a été utilisé dans le passé pour établir la localisation du point d'impact. Le microphone détecte le niveau sonore causé principalement par la charge d'impact et comme le niveau sonore varie quand la localisation du point d'impact change, un opérateur est capable par expérience, de modifier en conséquence le régime d'alimentation du minerai dans le broyeur. Ainsi quand la charge du broyeur augmente, le point d'impact s'élève, et réciproquement, si le niveau de charge tombe, le point d'impact fait de même. Il est clair que si l'on utilise un microphone pour détecter le niveau sonore du point d'impact, le microphone fournira une évaluation des conditions d'opérations optimales. Cependant, s'il y a une réduction du niveau sonore, alors le 81898 -2- microphone ne sera pas capable d'indiquer si le régime d'alimentation du minerai est en augmentation ou en diminution. Les systèmes sonores de ce type sont décrits par exemple dans les textes des brevets américain n0 2 766 941 et 2 235 928. Les brevets anglais n 1 105 974 et américain n 3 314 614 se rapportent à l'utilisation de microphones séparés dans des compartiments séparé d'un broyeur à chambres multiples. Le brevet américain n 2 833 482 décrit l'utilisation d'un premier microphone à l'extrémité "solides" du broyeur et d'un microphone séparé à l'extrémité "liquides" du broyeur. Le brevet américain n 2 405 059 concerne un système de contrôle de broyeur qui fait usage de capteurs multiples qui sont en contact physique avec la paroi du broyeur en rotation. L'objectif est d'éliminer les erreurs qui sont présentes dans les dispositifs sensibles aux vibrations portées par l'air. Les capteurs sont positionnés symétriquement autour de la paroi de manière à donner des valeurs moyennes de l'exécution du broyage. Le brevet russe n 869 809 montre une méthode sonore de diagnostic de l'état d'un broyeur à boulets et un procédé de broyage qui utilise au moins trois capteurs inductifs disposés autour de la périphérie du broyeur à boulets. Un signal de gradiant qui est produit par les capteurs, est utilisé pour définir la dynamique du procédé. Des signaux sont ainsi obtenus pour le contenu du broyeur et le degré de remplissage du broyeur. Une approche plus récente du problème a été d'incorporer une cellule de charge dans les fondations du broyeur. La cellule contrôle la masse du broyeur et celle- ci, en relation avec les données sur la puissance développée par le moteur du broyeur, est utilisée pour contrôler le régime d'alimentation du minerai dans le broyeur. Cette technique cependant ne se prête pas à une 81898 - 3 - adaptation aux broyeurs existants qui ne sont pas conçus pour permettre l'introduction d'une cellule de charges. L'invention propose un procédé de contrôle d'un niveau de charge à broyer dans un broyeur en rotation qui actionne la charge en cascade vers un point d'impact à l'intérieur du broyeur, la localisation du point d'impact étant dépendante du niveau de charge à broyer, le procédé comportant la détection d'un niveau sonore prédominant au moins en deux positions, la production de signaux qui sont respectivement dépendants des niveaux sonores détectés et la comparaison des signaux. Les positions peuvent être espacées l'une de l'autre dans la direction de rotation du broyeur. De manière préférée, les positions sont respectivement de part et d'autre du point d'impact. De cette manière, une indication est obtenue de la position du point d'impact ou de la direction du mouvement du point d'impact quand il s'écarte de la localisation optimale correspondant à un niveau de charge optimale dans le broyeur. Un signal de contrôle peut être produit dans l'étape de comparaison. Le signal de contrôle peut être utilisé pour créer une visualisation de la position du point d'impact pour réguler le régime d'alimentation du minerai dans le broyeur, dans les deux cas en référence à la localisation optimale du point d'impact, c'est-à-dire au niveau de charge optimale. L'invention fournit également un dispositif de contrôle d'un niveau d'une charge à broyer dans un broyeur en rotation qui actionne la charge en cascade vers un point d'impact dans le broyeur, la localisation du point d'impact étant dépendante du niveau de charge à broyer, le dispositif comportant au moins deux capteurs pour détecter le niveau sonore prédominant, les capteurs étant espacés l'un de l'autre dans une direction de rotation du broyeur, 8 1898 -4- avec le point d'impact entre les capteurs, et des moyens de comparaison des signaux qui sont produits par le capteur. Les capteurs sont de manière préférée position- nés de sorte qu'ils soient équidistants du point d'impact correspondant au niveau de charge optimale. Les moyens de comparaison peuvent générer un signal de contrôle qui est utilisé pour réguler le régime d'alimentation du minerai dans le broyeur. Le dispositif peut comporter également un dispositif de visualisation qui indique la position du point d'impact. L'invention sera décrite plus en détail sous forme d'un exemple de réalisation en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement une section du broyeur décrit utilisant un dispositif selon l'invention - la figure 2 montre une portion de graphique utilisé pour enregistrer les résultats d'essai obtenus à l'aide du dispositif. La figure 1 représente schématiquement un cylindre 10 d'un broyeur qui est chargé de manière conventionnelle avec du minerai. Le cylindre 10 tourne en rotation dans la direction de la flèche 12, et par cette rotation la charge à l'intérieur du cylindre se déplace le long d'un trajet est désigné par la référence 14. La charge se déplace avec le cylindre pendant une part substantielle de chaque révolution, mais dès que la charge atteint la région supérieure, elle tombe librement en cascade vers un point d'i-pact 16. La position du point d'impact est dépendante du niveau de charge à l'intérieur du cylindre. Quand le niveau de charge augmente, le point 16 s'élève, et quand le niveau de charge descend, le point 16 descend de même. Il existe une position optimale du point d'impact correspondant aux conditions d'utilisation optimale du broyeur. 81898 - 5 - Conformément à l'invention, deux microphones 18 et 20, respectivement employés comme capteurs de niveau sonore sont positionnés espacés l'un de l'autre dans la direction de rotation du cylindre, de part et d'autre du point d'impact 16.- Chaque microphone produit un signal électrique qui est dépendant du niveau sonore détecté par le microphone. Les signaux sont appliqués à un comparateur 22. Le signal de sortie du comparateur est transmis à un dispositif de visualisation 24 et un module de contrôle 26. Le module de contrôle produit des signaux de contrôle qui sont utilisés pour faire varier le régime sous lequel le minerai est alimenté dans le cylindre 10. Lors du fonctionnement du broyeur, la charge descend en cascade vers le point d'impact 16 de la manière décrite précédemment. Si le broyeur est chargé à son niveau optimal et que les microphones 18 et 20 sont positionnés de manière équidistante du point d'impact 16, alors les signaux produits par les microphones sont sensiblement égaux et le signal de contrôle à la sortie du comparateur 22 reflète cet état. Au contraire, si le broyeur supporte une charge trop élevée, alors le point d'impact 16 se déplace vers le haut en direction du microphone 18 et le signal généré par ce microphone dépasse celui généré par le microphone 20. Le comparateur 22 détecte le déséquilibre entre les signaux et le dispositif de visualisation 24 indique que le point d'impact s'écarte de la position optimale. D'autre part, si le broyeur n'est pas assez chargé, le point d'impact 16 se déplace vers le microphone 20. Le signal de ce microphone 20 dépasse alors le signal du microphone supérieur, et de la manière décrite le module 26 est actionné pour augmenter le régime d'alimentation du minerai. Dans sa forme la plus simple, le dispositif de visualisation 24 est un organe de mesure avec un point 81898 -6- central zéro, comprenant un indicateur qui se déplace du point central dans une direction dépendant de la surcharge ou de la baisse de charge dans le broyeur selon les cas. Une action appropriée peut être entreprise manuellement. En variante, le signal de contrôle est utilisé pour réguler le fonctionnement du module de contrôle 26 de manière que, par exemple à l'aide d'un microprocesseur programmé convenablement, une action appropriée s'effectue automati- quement pour faire varier le régime d'alimentation du minerai. Le dispositif de l'invention indique si un changement dans la puissance soutirée à un moteur entraînant le broyeur est dû à une augmentation ou une diminution du niveau de charge dans le broyeur. Par un dispositif de contrôle convenable, par exemple un microprocesseur, l'information est utilisée pour réguler le régime d'alimentation du matériau au broyeur pour rendre maximale la puissance. Ainsi le dispositif convient spécifiquement pour faire partie d'un systè e qui fait varier le régime d'alimentation d'un minerai de mine dans un broyeur autogène ou semi- autogène, de manière à maintenir un état de broyage optimal. Comme les variations dans la composition du minerai impliquent en fonctionnement, une demande d'alimentation et une puissance maximale à dévelop- per qui varient, une technique de régulation basée sur l'emploi d'un ordinateur sera normalement utilisée pour contrôler les performances du broyeur et réguler le régime d'approvisionnement de manière optimale. Le dispositif de contrôle, en pratique, contrôle l'amplitude et le sens du signal de contrôle. Par exemple, si le signal de contrôle est positif, le broyeur est surchargé. Si le signal est négatif, le broyeur comporte une charge faible. L'amplitude du signal indique le degré de déviation de la position de charge optimale. On peut utiliser directement le signal pour contrôler le niveau d'alimentation du minerai de manière à arriver au niveau de 81898 - 7- charge désiré. Un avantage qui provient de l'utilisation du comparateur, qui essentiellement soustrait le signal d'un microphone à l'autre, est que la compensation est obtenue automatiquement par les variations du niveau sonore dans le broyeur, qui augmentent à cause des fluctuations de densité du matériau dans le broyeur. En d'autres termes, on obtient un degré d'autocorrélation qui augmente l'insensibilité du système aux bruits. Le signal de sortie de chaque microphone peut être appliqué à un amplificateur avant d'être connecté au comparateur. Initialement les signaux de sortie des amplifi- cateurs sont équilibrés sous condition de contrqle pour permettre que le dispositif soit calibré effectivement pour l'installation particulière. La figure 2 illustre une portion de diagrammes enregistrés qui comportent un tracé de signal 30, produit par le comparateur 22, et un tracé 32 produit par les cellules de charge qui sont montées pour un broyeur d'essai. Les stylets utilisés pour enregistrer les trac2s ne sont pas montés en ligne, et ceci explique le décalage entre les trac2s. Il est cependant évident qu'une corrélation étroite existe entre les deux signaux, ce qui démontre que le dispositif de l'invention donne une indication exacte du contenu du broyeur. 81898 - 8- REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle d'un niveau de charge à broyer dans un broyeur en rotation qui actionne la charge en cascade vers un point d'impact dans le broyeur, la localisation du point d'impact étant dépendante au moins du niveau de charge à broyer, caractérisé par les étapes de détection d'un niveau sonore prédominant au moins sur deux positions, de production de signaux qui sont respectivement dépendants des niveaux sonores détectés et de comparaison des signaux. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les positions sont espacées l'une de l'autre dans la direction de rotation du broyeur. 3. Procédé selon la revendication 2, caracté- risé en ce que les positions sont respectivement des deux côtés du point d'impact. 4. Procédé elon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte le étapes de création d'un signal de contrôle à partir de l'étape de comparaison et d'utilisation du signal de contrôle pour réguler le régime d'alimentation de la charge dans le broyeur. 5. Dispositif pour contrôler le niveau d'une charge à broyer dans un broyeur en rotation qui actionne la charge en cascade vers un point d'impact dans le broyeur, la localisation du point d'impact étant dépendante du niveau de charge à broyer, le dispositif étant caractéri é en ce qu'il comporte deux capteurs (18,20) pour détecter le niveau sonore prédominant, les capteurs étant espacés l'un de l'autre dans la direction de rotation du broyeur, avec le point d'impact entre les capteurs, et des moyens (22) pour comparer les signaux qui sont produits par les capteurs. 6. Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que les capteurs (18,20) sont positionnés de manière à être équidistants du point d'impact qui 81898 -9 correspond au niveau de charge optimale. 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens de comparaison génèrent le signal de contrôle qui est utilisé pour réguler le régime d'alimentation du minerai dans le broyeur. 8. Dispositif selon les revendications 5, 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de visuali- sation qui indique la position du-point d'impact.