Brevet FR2631443A1 — publié le 19891117

PROCEDE DE DOSAGE DE PRODUITS ET DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE La présente invention concerne un procédé de dosage de produits sous forme poudreuse, granuleuse ou liquide, provenant d'un silo de stockage en vrac et destiné à une installation de traitement ou d'utilisation. Elle concerne également un dispositif de dosage pour la mise en oeuvre de ce procédé. Pour effectuer le dosage de ce type de produits, on recourt traditionnellement à des dispositifs comportant des pompes ou des vis pour contrôler le débit. Le transfert de ces substances du silo de stockage vers l'installation de traitement ou d'utilisation peut s'effectuer sous pression. Le pesage de la matière transférée s'effectue en général au moyen de dispositifs de pesage tels qu'une trémie portée par des pesons. Ces dispositifs permettent de déterminer en continu le poids de la matière et par conséquent d'asservir le débit de la pompe ou de la vis à la perte de poids désirée par unité de temps. Ils sont connus sous le nom de trémies à vidange régulée ou de doseurs gravimétriques différentiels. Dans ces dispositifs connus, pour éviter d'avoir un retour d'air dans la trémie, donc une extraction incorrecte de la matière provenant de cette trémie en raison de la pression nécessaire pour injecter les diverses substances dans la suite du circuit, il faut que la pression qui regne dans la trémie soit égale à celle qui règne à la sortie de l'organe d'extraction du dispositif , c'est-à-dire à la sortie de la vis ou de la pompe, et par conséquent dans l'installation de traitement ou d'utilisation. Lorque la trémie est vide, il est classique de la remplir rapidement et de maintenir l'organe d'extraction à une vitesse constante. Cependant, lorsque le circuit de sortie est sous pression, il est impossible, à cause de cette pression, d'ouvrir la trémie pour y laisser rentrer la matière sans perturber notablement le dosage. Ceci constitue un inconvénient auquel la présente invention se propose d'apporter un remède. Le but de la présente invention est de définir un procédé et un dispositif de dosage efficace des poudres, des granuleux et des liquides lorsque la pression en amont du dispositif est différente de celle qui se trouve en aval. Selon les applications la pression dans la zone d'utilisation peut être soit supérieure, soit inférieure à la pression atmosphérique ou à la pression qui règne dans le silo. Dans ce but, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on fait transiter ces produits au travers au moins d'une enceinte intermédiaire jouant le rôle d'un sas et d'une trémie de pesage pour assurer, au cours de deux phases successives, I'équilibre des pressions d'une part entre le silo de stockage et ladite enceinte intermédiaire, et d'autre part entre ladite enceinte intermédiaire et la trémie de pesage. Selon un mode de réalisation préféré, on fait transiter lesdits produits du silo de stockage destinés à l'installation de traitement et/ou d'utilisation, successivement au travers de l'enceinte intermédiaire et de la trémie de pesage qui est amenée en communication avec ladite enceinte intermédiaire. Selon une technique de réalisation particulièrement avantageuse, au cours d'une première phase, on interrompt la communication entre l'enceinte intermédiaire et la trémie de pesage, on équilibre les pressions entre le silo de stockage et l'enceinte intermédiaire et on établit a communication entre ce silo et cette enceinte pour son remplissage, et au cours d'une seconde- phase, on interrompt la communication entre ledit silo et ladite enceinte, on équilibre les pressions entre la trémie de pesage et l'enceinte intermédiaire, et on établit la communication entre cette enceinte et la trémie de pesage pour transférer le produit, ladite trémie de pesage étant elle à la pression de l'installation de traitement et/ou d'utilisation. Selon un mode de réalisation préféré, au cours de la première phase on effectue le remplissage de l'enceinte intermédiaire de telle manière que cette opération ne dure au plus que 1/10e de la durée totale d'un cycle de travail. Dans ce but également, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte au moins une enceinte intermédiaire jouant le rôle d'un sas, une trémie de pesage et des moyens pour assurer, au cours de deux phases successives, I'équilibre des pressions, d'une part entre le silo de stockage et ladite enceinte intermédiaire, et d'autre part entre ladite enceinte intermédiaire et la trémie de pesage. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation et du dessin annexé, dans lequel la fig. 1 représente une vue schématique d'une forme de réalisation préférée du dispositif selon l'invention, et la fig. 2 représente une vue schématique d'une installation comportant plusieurs dispositifs tels que représentés par la fig. 1. En référence à la fig. 1, le dispositif 10 destiné à être interposé entre un silo Il de stockage de matière poudreuse, granuleuse ou liquide en vrac, et une installation de traitement ou d'utilisation 12 comprend essentiellement une enceinte intermédiaire- 13 et une trémie de pesage 14. La trémie de pesage 14 est associée à des organes de pesage 15 couramment appelés pesons qui ont pour but de permettre de déterminer la perte de poids de matière au cours de la phase de vidange de cette trémie. Pour assurer l'extraction de la matière de la trémie de pesage 14, celle-ci est par exemple équipée d'une vis sans fin 16 ou de tout autre dispositif d'extraction tel qu'une pompe etc., destiné à soutirer de la matière contenue dans la trémie de pesage 14 pour la délivrer via un dispositif transporteur 17 à l'installation de traitement ou d'utilisation 12.Le dispositif transporteur 17 est de préférence un dispositif de transport pneumatique, mais pourrait également être un convoyeur à bandes ou tout autre système approprié connu en soi. L'enceinte intermédiaire 13 est, dans l'exemple représenté, montée au-dessus de la trémie de pesage 14 et communique avec cette dernière au moyen d'une vanne de décharge V1. Cette enceinte peut être couplée rigidement à la trémie de pesage, auquel cas les pesons déterminent une variation de charge totale tenant compte à la fois de la variation de poids de matière dans l'enceinte intermédiaire et dans la trémie de pesage L'enceinte intermédiaire 13 peut également être couplée de manière souple, ce qui élimine la variation de poids de matière dans l'enceinte intermédiaire 13, des résultats de mesure effectués par les pesons 15. A son extrémité supérieure, l'enceinte intermédiaire 13 est équipée d'une vanne d'entrée de matière V2. Une vanne d'arrivée de matière V3 est montée sur un conduit 18 connecté au silo 11. Un joint souple 19 est disposé entre les deux vannes V2 et V3. Une vanne V4 est montée sur un conduit 20 reliant le silo de stockage 11 et l'enceinte intermédiaire 13, en vue d'assurer un équilibre de la pression entre ces deux éléments. Une vanne de mise à' l'air V5 est également connectée sur le conduit 20. Un conduit 21 est monté entre le dispositif d'extraction 16 et la partie supérieure de la trémie de pesage 14 pour assurer l'équilibre des pressions entre ces deux éléments. Un conduit 22 est monté entre l'enceinte intermédiaire 13 et la trémie de pesage 14 pour assurer, via une vanne V6, l'équilibre des pressions entre ces deux éléments'. Une vanne V0 est montée sur un conduit 23 connecté sur le conduit 22 pour assurer, si nécessaire, la mise sous pression de l'enceinte intermédiaire et de la trémie de pesage 14. Une vanne V7 permet d'assurer la mise à l'air de l'enceinte intermédiaire 13. A cet effet, elle est montée sur un conduit 24 connecté au conduit 18 d'arrivée de matière en un point situé entre les deux vannes V2 et V3. Par ailleurs, l'enceinte intermédiaire est équipée de sondes de niveau P1 et la trémie de pesage est équipée de sondes de niveau P2 et, le cas échéant, d'une sonde de température Tg. Le dispositif transporteur 17 est équipé de deux vannes V8 et Vg disposées l'une en amont d'une vanne V10, elle-même montée à la sortie de l'organe extracteur 16, et l'autre entre cette dernière vanne et l'installation de- traitement ou d'utilisation 12. Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne selon un principe relativement simple qui consiste à remplir et à vidanger alternativement l'enceinte intermédiaire et la trémie de pesage. L'une se vidange partiellement pendant que l'autre se remplit. La vidange est contrôlée en fonction de la perte de poids mesurée durant le cycle de vidange. L'enceinte intermédiaire, qui se remplit en premier, est mise à la même pression - que le silo de stockage lors du cycle. de remplissage. La vidange de la trémie de pesage se trouve alors en mode volumétrique. Lorsque l'enceinte intermédiaire est remplie on la remet à la pression de la trémie de pesage qui se vidange. L'ouverure de la vanne de décharge V1 permet de transférer la matière contenue dans l'enceinte intermédiaire vers la trémie de pesage.La vidange est contrôlée par la perte de poids enregistrée par les pesons. L'enceinte intermédiaire joue le rôle d'un sas entre le silo de stockage et la trémie de pesage dont l'organe d'extraction se trouve à une pression différente de celle qui règne dans le silo. Plusieurs mode d'exécutions sont envisageables - l'enceinte intermédiaire et la trémie de pesage sont solidaires et pesées ensemble, ce qui correspond au cas illustré par la fig. 1, - l'enceinte intermédiaire et la trémie de pesage sont pesées de façon indépendante; dans ce cas elles doivent être reliées par des joints souples et étanches, - L'enceinte intermédiaire est incorporée à la trémie de pesage équipée de l'extracteur. Le fonctionnement du système est le suivant la trémie de pesage, préalablement remplie, est mise en vidange. Cette vidange est réglée en fonction de la perte de poids mesurée par unité de temps. L'asservissement est commandé en fonction des besoins définis au niveau de l'installation de traitement ou d'utilisation. Il est bien entendu que l'organe d'extraction 16 doit être adapté au type de produit traité. Dans le cas d'une poudre, l'extracteur est de préférence une vis, dans le cas d'un liquide, I'extracteur est de préférence une pompe; dans le cas de substances granuleuses, I'organe d'extraction peut être un vibreur ou tout autre dispositif approprié. On notera que la mise en pression ou en dépression de la trémie de pesage n'a pratiquement aucune influence sur le poids de la matière étant donné le faible poids du volume d'air additionnel éventuellement introduit par rapport au poids de la matière. Lors de la mise en vidange de la trémie de pesage, les capteurs de poids ou de niveau sont conçus pour déclencher l'alimentation en matière provenant de l'enceinte intermédiaire dès qu'un poids ou un niveau inférieur prédéterminé est atteint. Pour que cette alimentation se fasse de façon régulière le cycle décrit ci-dessous est enclenché. Au cours d'une première phase, on met l'enceinte intermédiaire 13 en équilibre avec la pression de l'air. A cet effet, on ferme la vanne de décharge V1, on ferme la vanne d'arrivée d'air sous pression V0, on ferme la vanne d'équilibre d'air sous pression V6, on ouvre la vanne de mise à l'air de l'enceinte intermédiaire V7, on ferme la vanne d'arrivée de matière V3 et on ouvre la vanne d'entrée de matière V2 dans l'enceinte intermédiaire 13. Cette première phase est quelque peu modifiée lorsque l'on travaille sous atmosphère contrôlée, par exemple sous une athmosphère de gaz inerte. Dans ce cas, on égalise la pression entre le silo de stockage Il et l'enceinte intermédiaire 13 en effectuant successivement les opérations suivantes : on ferme la vanne de décharge V1 de l'enceinte intermé diaire, on ferme la vanne d'arrivée sous pression V0, on ferme la vanne d'équilibre sous pression V6, on ferme la vanne de mise à l'air V7 de l'enceinte intermédiaire 13, on ouvre la vanne V4 de mise à la pression du silo de l'enceinte intermédiaire, on ferme la vanne d'arrivée de matière V3, et on ouvre la vanne V2 d'entrée de la matière dans l'enceinte intermédiaire 13. Après cette première phase qui dépend des conditions de travail (sous pression d'air ou sous atmosphère contrôlée), la seconde phase consiste à effectuer les opérations suivantes : on passe en mode volumétrique pour Irextraction de la trémie de pesage, on ouvre la vanne d'arrivée de matière V3, on enclenche la chaîne de mesure de poids pour le contrôle du seuil de remplissage de l'enceinte intermédiaire, on contrôle le niveau de matière dans l'enceinte intermédiaire au moyen des sondes de niveau P1, on ferme les arrivées de matière V3 puis V2. On ferme ensuite la vanne V4, on ouvre la vanne d'arrivée d'air sous pression V0, on ouvre la vanne d'équilibre des pressions V6 entre l'enceinte intermédiaire 13 et la trémie de pesage 14.On effectue une décharge contrôlée de la trémie de pesage 14 par action sur la vitesse de l'extracteur, par exemple de la vis l6,'on ouvre la vanne V1 de transfert de la matière entre l'enceinte intermédiaire et la trémie de pesage, pour effectuer un remplissage de cette dernière sous pression. On contrôle au moyen des sondes P2 le niveau de remplissage de la trémie de pesage et on ferme finalement la vanne V1. L'installation illustrée par la fig. 2 comporte comme précédemment un silo de stockage 11 et une installation de traitement et/ou d'utilisation 12. Entre ces deux organes, sont montés, par exemple, trois dispositifs 10A, 10B et 10C, Semblables au dispositif 10 représenté par la fig. 1. Il est bien entendu que le nombre des dispositifs équivalents ou identiques au dispositif 10 peut être modifié à volonté en fonction des applications prévues. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites mais peut être modifiée ou subir différentes variantes évidentes pour l'homme de l'art, en fonction des besoins ou des applications. Revendications I. Procédé de dosage de produits sous forme poudreuse, granuleuse ou liquide, provenant d'un silo de stockage en vrac et destinés à une installation de traitement ou d'utilisation, caractérisé en ce que l'on fait transiter ces produits au travers au moins d'une enceinte intermédiaire jouant le rôle d'un sas et d'une trémie de pesage pour assurer, au cours de deux phases successives, l'équilibre des pressions d'une part entre le silo de stockage et ladite enceinte intermédiaire, et d'autre part entre ladite enceinte intermédiaire et la trémie de pesage. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on fait transiter lesdits produits du silo de stockage destinés à l'installation de traitement et/ou d'utilisation, successivement au travers de l'enceinte intermédiaire et de la trémie de pesage qui est amenée en communication avec ladite enceinte intermédiaire. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, au cours d'une première phase, on interrompt la communication entre l'enceinte intermédiaire et la trémie de pesage, on équilibre les pressions entre le silo de stockage et l'enceinte intermédiaire et on établit la communication entre ce silo et cette enceinte pour son remplissage, et en ce que, au cours d'une seconde phase, on interrompt la communication entre ledit silo et ladite enceinte, on équilibre les pressions entre la trémie de pesage et l'enceinte intermédiaire, et on établit la communication entre cette enceinte et la trémie de pesage pour le transfert de produits, ladite trémie de pesage étant elle à la pression de l'installation de traitement et/ou d'utilisation. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au cours de ladite première phase on effectue le remplissage de l'enceinte intermédiaire de telle manière. que cette opération ne dure au plus que l/lOe de la durée totale d'un cycle de travail. 5. Dispositif de dosage de produits sous forme poudreuse, granuleuse ou liquide, provenant d'un silo de stockage en vrac (11) et destinés à une installation de traitement ou d'utilisation (12), pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une enceinte intermédiaire (13) jouant le rôle d'un sas, une trémie de pesage (14) et des moyens pour assurer, au cours de deux phases successives, l'équilibre des pressions, d'une part entre le silo de stockage (11) et ladite enceinte intermédiaire (13), et d'autre part entre ladite enceinte intermédiaire (13) et la trémie de pesage (14).