Brevet FR2617972A1 — publié le 19890113

La présente invention concerne la séparation par classement densimétrique en milieu liquide de produits en grains de densités différentes dans un bac d pitonnage o le liquide est soumis à des pulsations commandées' pneumatiquement par admission d'air comprimé dans une chambre communiquant avec la chambre de séparation dont le fond est constitué par une grille immergée dans le liquide. Dans le lit se trouvant au-dessus de la grille, les produits à classer sont séparés en deux couches superposées : une couche inférieure composée principalement de produits de densité élevée et une couche supérieure composée de produits de faible densité, les produits des deux couches étant évacuées séparément.Les produits legers sont évacués par débordement; l'évacuation des produits lourds se fait soit au travers d'une trappe (bac à grains ou premiers compartiments des bacs a fines), soit au travers d'un lit filtrant (derniers compartiments des bacs a fines). Le bac est généralement divise en plusieurs compartiments comportant chacun deux chambres à air et une sortie des produits lourds, les produits légers et mixtes passant d'un compartiment au suivant par debordement. Un meme bac peut comporter un ou plusieurs compartiments du type "å grains" et un ou plusieurs compartiments du type "à fines".Dans ce qui suit on supposera que le bac comporte plusieurs compartiments etant bien entendu que l'invention s'applique aussi au cas oh le bac n'est pas subdivis. L'admission et ltéchappement de l'air de pulsation sont commandes par deu > clapets dont l'ouverture et la fermeture sont elles-mêmes commandées par un dispositif de régulation, par exemple a microprocesseur. Ce dispositif permet de régler la fréquence des pulsations et assure la régulation des pressions d'air d'admission et d'échappement et de l'amplitude des pulsations en fonction de la composition du lit des produits traités. On a cherché à réduire la consommation d'énergie de ces bacs en utilisant pour chaque compartiment une fréquence des pulsations égale à la fréquence propre du compartiment. La frequence propre est la fréquence a laquelle oscillerait la masse d'eau, en présence du lit des produits a traiter, si on la laissait libre d'osciller après l'avoir mise en mouvement. Elle dépend des conditions de fonctionnement du compartiment et, jusqu'a pressent, on n a pas trouvé de solution pour régler automatiquement la fréquence des pulsations de façon à la maintenir constamment égale à la fréquence propre. La présente invention apporte une solution a ce problème et permet non seulement de réduire la consommation d'énergie mais aussi d'améliorer les performances des bacs. Le procédé de régulation objet de l'invention consiste a régler la fréquence des pulsations dans au moins un compartiment du bac en fonction de la pression moyenne de l'air dans la chambre a air du compartiment. Suivant un mode de mise en oeuvre particulier de l'invention on détermine la pression moyenne p dans la chambre a air., on calcule la valeur de la fréquence propre f au moyen de la formule dans laquelle V est une constante propre au bac, et on règle la fréquence des pulsations à la valeur calculée. Etant donné que la pression moyenne dans la chambre å air varie en fonction des conditions de fonctionnement, il pourra être nécessaire d'effectuer plusieurs fois ces opérations avant que la fréquence des pulsations ne soit égale a la fréquence propre recalculée après réglage.Le réglage de fréquence pourra être continu ou discontinu ; dans ce dernier cas on pourra, par exemple, n'effectuer le réglage de fréquence que lorsque l'écart entre la période réelle des pulsations et la période propre du compartiment, calculée comme ci-dessus atteindra une valeur prédéterminée. Dans un bac à plusieurs compartiments, on pourra adapter une même fréquence des pulsations pour un groupe de compartiments ou pour tous les compartiments, si les fréquences propres des compartiments d'un même groupe ou du bac ne sont pas trop différentes les unes des autres. De préférence, le début de 1 'ouverture de la vanne d'admission d'air et le début de l'ouverture de la vanne d-'échappement seront réglés de telle sorte qu'ils soient séparés par un intervalle de temps égal environ à la moitié de la période des pulsations, et les durées d'ouverture de ces vannes seront inférieures à n quart de période. L'invention a également pour objet un système de régulation caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de pression placé dans la chambre a air et relié au dispositif de régulation, et en ce que ce dispositif est apte à calculer la fréquence propre du compartiment, a partir de l'inform tìon délivrée par ledit capteur, et à régler la fréquence d'ouverture et de fermeture des vannes d'admission et d'échappement d'air de façon a maintenir la fréquence des pulsations égale à a fréquence propre. La description qui suit se réfère au. dessin l'accompagnant dont l'unique figure est une représentation schématique, en coupe, d'un compartiment à lit filtrant d'un bac à pistonnage pneumatique auquel s'applique l'invention. Ce compartiment comporte, comme tous les autres compartiments à lit filtrant du bac, un support du lit des produits 10, en tdle perforée, un seuil reglable 12 a la ,ortie du compartiment, deux demi-chambres à air 14 disposées transversalement au-dessous du lit, un orifice d'évacuation des produits lourds 16 et une alimentation en eau inti. Les chambres à air 14 sont reliées a une nourrice 20 et à un collecteur 22 par des tuyauteries 24 sur lesquelles sont placé des vannes 2b commandant l'admission d'air comprimé dans les chambres et son échappement. L'ouverture et la fermeture des vannes sont commandées cycliquement par un dispositif de calcul et de régulation à microprocesseur 28. Les chambres a air sont ouvertes à leur partie inférieure, et l'admission et l'échappement périodique de l'air provoquent des déplacements verticaux alternatifs de l'eau a' travers le lit des produits a classer. Sous l'effet de ces pulsations, les produits sont séparés en deux couches superposées. Les produits de la couche inférieure, de densité élevée, sont évacués à travers le lit filtrant et le support perforé 1 (compartiment du type "à fines") et par l'orifice 16. Les produits de la couche supérieure, de faible densité, sont évacués avec l'eau, par débordement au-dessus du seuil 12, pour être éventuellement traités dans le compartiment suivant. fi partir des informations fournies par un palpeur 30, qui mesure 1 'épaisseur du lit de produits lourds, le dispositif 28 calcule les durées d'ouverture des vannes d'admission et d'échappement 26 et utilise les valeurs calculées pour leur commande. Le procédé de régulation de l'amplitude des pulsations peut, par exemples être celui décrit dans le brevet franÇais NO 80/13701 au nom de la demanderesse. La fréquence des pulsations est réglée, conformément à l'invention, de faÇon à rester constamment égale à la fréquence propre du compartiment. Cette dernière est calculée par le dispositif ?8 à partir de la valeur moyenne de la pression d'air dans les chambres 14 en utilisant la formule avec f fréquence propre en Hz p pression moyenne K constante propre au compartiment déterminée par étalonnage préalable. La pression moyenne dans les chambres à air 14 est calculée par le dispositif 28 à partir des informations délivrées en continu par un capteur de pression relative 32 placé dans l'une des chambres. Ce capteur est installe a 1 'extérieur du bac, sur sa paroi latérale, pour être facilement accessible. Périodiquement, à intervalles de temps très rapprochés, le dispositif 28 calcule la pression moyenne p et la fréquence propre f du compartiment, et si celle-ci diffère de la fréquence des pulsations cette dernière est modifiée. En variante, le dispositif 28 peut ne modifier la fréquence des pulsations que si l'écart entre cette dernière et la fréquence propre calculée atteint une valeur limite prédéterminée, par exemple Si l'écart entre la période propre et la période des pulsations depasse 20 ms. Dans ce cas, il pourra être nécessaire d'effectuer plusieurs corrections successives avant d'obtenir les conditions de fonctionnement recherchées. En effet, toute modification relativement importante de la fréquence des pulsations modifie aussi leur amplitude et la fréquence propre. après correction de la fréquence des impulsions, il faudra donc vérifier si la nouvel le valeur de la fréquence propre est bien égale, avec l'approximation voulue, à la valeur précédemment calculée, c'est-a-dire à la nouvelle valeur de la fréquence des impulsions. Dans un bac a plusieurs compartiments, le dispositif 28 calculera les fréquences propres de tous les compartiments et réglera la fréquence des impulsions de chaque compartiment pour la maintenir égale à la fréquence propre correspondante. Si les fréquences propres de plusieurs compartiments ne sont pas trop différentes, on pourra adopter pour tous les compartiments du groupe une fréquence des impulsions commune déterminée par le dispositif 28. De préférence, les durées d'ouverture des vannes d'admission et d'échappement 26 seront inférieures au quart de la période des pulsations, et l'intervalle de temps séparant le début de l'ouverture de la vanne d'admission d'air du début de l'ouverture de la vanne d'échappement sera approximativement égal à une demi-période. Par exemple, pour une période de pulsations de 1 'ordre de 700 ms, la durée d'ouverture des vannes sera égale à 100 ms et l'intervalle admission - échappement sera égal à 35 ms. REVENDICTIIONS 1. Procédé de régulation de la fréquence des pulsations d'un appareil de classement densimétrique en milieu liquide constitué par un bac subdivisé en compartiments remplis d'un liquide soumis a des pulsations commandées par admission d'air comprimé dans la chambre à air de chaque compartiment, les produits a classer formant, dans chaque compartiment, un lit au-dessus d'une grille immergée dans le liquide, caractérisé en ce que la fréquence des pulsations dans au moins un compartiment du bac est réglée en fonction de la pression moyenne dans la chambre à air (14) dudit compartiment. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on détermine en continu ou à intervalles de temps réguliers la pression moyenne dans la chambre à air, on calcule la fréquence propre du compartiment à partir de la pression moyenne, et on règle la fréquence des pulsations pour la maintenir égale a la fréquence propre. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fréquence propre (f) du compartiment est calculée à partir de la pression moyenne dans la chambre à air (p) au moyen de la formule : O ~ est une constante. 4. Procédé selon 1 'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les durées d'ouverture des vannes (26) commandant l'admission et 1 'échappement de l'air comprimé sont inférieures au quart de la période des pulsations. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, à chaque période, l'admission et l'échappement d'air sont séparés par un intervalle de temps égal à environ la moitié de la période des pulsations. 6. Système de régulation de la fréquence des pulsations d'un appareil de classement densimétrique en milieu liquide constitué par un bac subdivisé en compartiments remplis d'un liquide soumis à des pulsations commandées par admission d'air comprimé dans la chambre à air (14) de chaque compartiment, les produits à classer formant, dans chaque Çompartiment, un lit au-dessus d'une grille (10) immergée dans le liquide, système comportant un dispositif de calcul et de régulation commandant les vannes d'admission et d'échappement d'air (26), et caractérisé en ce qu'il comporte en outre un capteur de pression (32) placé dans la chambre à air(14) d'au moins un compartiment et relié audit dispositif (28), et en ce que ce dispositiif est apte à calculer la fréquence propre de ce compartiment, à partir de l'information délivrée par ledit capteur, et à régler la fréquence d'ouverture et de fermeture des vannes d'admission et d'échappement (26) dudit compartiment de façon à maintenir cette fréquence égale à la fréquence propre.