Brevet FR2668602A1 — publié le 19920430

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour déterminer la composition granulométrique d'un produit en vrac, et plus particulièrement de la fraction de ce produit constituée par les morceaux les plus pros. dont les dimensions sont, par exemple. supérieures à 15-20mm. Dans l'industrie des minerais et minéraux, notamment dans les installations de concassage - criblage pour la production de granulats, on a besoin de connaître la composition granulométrique des produits. Généralement, on prélève à cette fin des échantillons que l'on traite sur une série de cribles. Cette méthode nécessite une installation d'échantillonnage relativement complexe qui est coûteuse. De plus. la durée de traitement des échantillons est relativement longue. Cette méthode n'est donc pas valable lorsqu'on désire utiliser les résultats obtenus dans un système d'automatisation d'un concasseur pour optimiser sa marche. Le but de la présente invention est d'obtenir rapidement et à des intervalles de temps très rapprochés des informations sur la composition granulométrique de la fraction supérieure d'un produit en vrac s'écoulant par gravité. Le procédé objet de la présente invention consiste à déplacer. à vitesse constante, un capteur de force à travers une veine du produit tombant en chute libre de façon à balayer toute la section de la veine. à analyser les impulsions électriques délivrées par le capteur en comparant leur amplitude à un seuil correspondant à une grosseur donnée des morceaux et en comptant les impulsions. dont l'amplitude est égale ou supérieure à ce seuil, et à déterminer, à partir du nombre d'impulsions comptées à la fin du balayage de la section totale de la veine, la teneur du produit en morceaux dont la grosseur est égale ou supérieure à celle correspondant audit seuil. Pour déterminer la teneur en morceaux de différentes grosseurs. on pourra effectuer plusieurs balayages en fixant, pour chacun d'eux, des seuils différents pour l'amplitude des impulsions. On pourra aussi, au cours d'un même balayage, comparer les impulsions à différents seuils correspondant à différentes grosseurs des morceaux, compter le nombre d'impulsions dont l'amplitude est supérieure ou égale à chacun de ces seuils et en déduire les teneurs du produit en morceaux dont les grosseurs sont égales ou supérieures à celles correspondant auxdits seuils. Chaque impulsion est engendrée par le choc dtun morceau du produit sur le capteur, l'amplitude de l'impulsion dépendant de la masse du morceau. En sélectionnant les impulsions dont l'amplitude est supérieure ou égale à un seuil prédéterminé, on ne prend en compte que les chocs des morceaux dont la masse et, par conséquent, les dimensions sont supérieures à des valeurs correspondant à ce seuil. Si la surface active du capteur est suffisamment réduite et si le pourcentage des morceaux dont les chocs sur le capteur doivent être comptés n'est pas trop élevé la probabilité pour que deux morceaux viennent frapper le capteur en même temps est très faible.On peut donc considérer que le nombre d'impulsions, dont l'amplitude est supérieure ou égale à un seuil donné, qui ont été comptabilisées pendant la durée du balayage de la section totale de la veine du produit est égal au nombre de morceaux dont la grosseur est supérieure ou égale à celle correspondant audit seuil qui sont venus frapper le capteur pendant cette durée. Connaissant le débit de produit et la vitesse et les dimensions du capteur, on peut donc déterminer les points de la courbe granulométrique correspondant aux différents seuils. Pour la mise en oeuvre de ce procédé, on utilisera avantageusement un dispositif comprenant un bras portant un capteur piézo-électrique ou une rangée de capteurs disposés côte-à-côte dont la longueur utile est au moins égale à l'une des dimensions maximales d'une section de la veine du produit à analyser, des moyens pour déplacer ce bras au travers de la veine à vitesse constante et suivant une direction approximativement perpendiculaire audit bras et des moyens informatiques pour analyser les impulsions électriques délivrées par le ou les capteurs et pour comptabiliser les impulsions dont les amplitudes sont supérieures à un seuil déterminé pendant le passage du bras au travers de la veine. De préférence, le capteur ou la rangée de capteurs sera bordé, sur chacun de ses côtés, d'une bande dont la largeur sera approximativement égale à celle du ou des capteurs, pour éliminer l'effet de bord sur le ou les capteurs, et le plan défini par le ou les capteurs et les bandes pourra être incliné par rapport à la direction de déplacement du bras. Pour déplacer le bras en translation, on pourra utiliser tous les moyens classiques connus : vérins, chariot tracté par câble ou chaîne, mécanisme à pignon et crémaillère, etc.. La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non-limitatif, une forme de réalisation de l'invention et sur lesquels La figure 1 est une représentation schématique, en élévation, d'un dispositif conforme à l'invention installé sous la jetée d'un transporteur à bande; La figure 2 est une vue de dessus de l'installation de la figure 1, et La figure 3 est la courbe granulométrique d'un produit concassé. Sur ces dessins, le numéro de référence 10 représente un transporteur à bande sur lequel est chargé le produit à analyser qu'il déverse dans une trémie ou sur un autre transporteur, non représenté, en formant un jet parabolique 12. Le dispositif objet de l'invention est constitué essentiellement par un bras 14 portant une rangée de capteurs de force piézoélectriques 16, des moyens pour déplacer le bras à travers le jet de produit, et des moyens électroniques ou informatiques pour traiter les signaux électriques délivrés par les capteurs. Le bras 14 est horizontal et déplaçable horizontalement. Il porte sur sa face supérieure une rangée de capteurs 16 placés côte-à-côte de telle sorte que toute la surface de la bande qu'ils forment soit active. La rangée de capteurs est bordée, sur chacun de ses côtés, par deux bandes 18 dont la largeur est approximativement égale à celle des capteurs, pour éliminer l'effet de bord. Le plan des capteurs fait un angle avec le plan horizontal de déplacement pour éviter l'accumulation du produit sur le bras. La longueur de la rangée des capteurs est supérieure à l'épaisseur du jet dans le plan de déplacement horizontal du bras et la course de ce dernier est supérieure à la largeur du jet dans ce plan, de telle sorte que toute la section du Jet puisse être balayée par les capteurs. Dans le mode de réalisation représenté, le bras est supporté à ses deux extrémités par des roues 20 roulant sur des rails 22. Il peut être déplacé en va-et-vient par un vérin 24 commandé par une électro-vanne 26. Le circuit hydraulique du vérin 24 est conçu pour assurer un déplacement à vitesse constante et réglable du bras 14 sur toute la largeur du jet. Les capteurs 16 sont reliés individuellement, à travers une interface analogique-numérique 28, à un calculateur 30. Le calculateur 30 commande l'électro-vanne 26, à travers une interface 32, pour déplacer le bras 14 en va-et-vient. Pendant le déplacement du bras à travers le jet de produit, le calculateur compare l'amplitude des impulsions délivrées par les différents capteurs, à une première valeur de seuil Il et compte les impulsions dont l'amplitude est supérieure ou égale à ce seuil. Le nombre d'impulsions totalisées à la fin de la course du bras correspond au nombre de morceaux dont les dimensions sont supérieures ou égales à une valeur D1 et qui sont venus frapper les capteurs pendant le déplacement du bras. A partir de ce nombre et de la valeur du débit du produit, qui est mesuré par des moyens classiques tels qu'une bascule sur bande et communiqué au calculateur, celui-ci peut déterminer le point correspondant P1 de la courbe granulométrique (figure 3).Sur la figure 3, c'est le pourcentage des grains passant à travers un tamis de maille D qui est porté en ordonnées. La grandeur déterminée par la méthode de l'invention est le complément de ce pourcentage et est représenté par la distance entre la courbe et la droite, parallèle à l'axe des abcisses, d'ordonnée 100. Lorsque le bras arrive en fin de course, le calculateur en est informé par des détecteurs et commande le retour du bras. Au cours de ce mouvement, le calculateur compare l'amplitude des impulsions à une nouvelle valeur de seuil 12, inférieure à I1, et en fin de course détermine le point correspondant P2 de la courbe granulométrique. A chaque traversée du jet par le bras île, le calculateur détermine ainsi un point de la courbe granulométrique, jusqu'au point Pn correspondant à un seuil In et à une grosseur de morceau Dn.Le calculateur peut alors recommencer les mêmes opérations pour déterminer à nouveau le point D1, soit immédiatement, soit après un intervalle de temps prédéterminé. En variante, on pourrait, à chaque déplacement du bras à travers du jet de produit, comparer l'amplitude des impulsions délivrées par les capteurs aux seuils 11, I2 ...In et déterminer le nombre des impulsions dont l'amplitude est supérieure ou égale à chacun des seuils et les points P1, P2 ...Pn de la courbe granulométrique. L'invention permet de déterminer la partie haute de la courbe granulométrique. La partie basse de la courbe O-PA peut être déterminée mathématiquement par le calculateur pour un produit et un type de concasseur donnés et pour chaque réglage du concasseur par une méthode connue. En effet, pourvu que DA soit assez petit devant la borne inférieure de la granulométrie à l'alimentation et le réglage du concasseur, la courbe O-PA ne dépend pratiquement que de la nature du matériau. A partir de ces parties extrêmes de la courbe, le calculateur peut tracer la courbe complète. Si l'invention est utilisée pour optimiser la marche d'un concasseur, le calculateur comparera la courbe obtenue à une courbe de référence et, si des écarts sont constatés, le calculateur pourra commander des modifications des conditions de fonctionnement du concasseur permettant d'obtenir les résultats recherchés. Au lieu d'être placé soug la jetée d'un transporteur à bande, le dispositif de l'invention pourrait être placé sous un orifice de décharge d'où le produit tomberait verticalement en chute libre. La rangée de capteurs pourrait être remplacée par un capteur unique. Il est bien entendu que ces modifications et toutes celles obtenues par substitution de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déterminer la composition granulométrique d'un produit en vrac, consistant à déplacer. à vitesse constante, un capteur de force à travers une veine du produit tombant en chute libre, de façon à balayer toute la section de la veine, à comparer l'amplitude des impulsions électriques délivrées par le capteur à un seuil correspondant à une grosseur donnée des morceaux, à compter les impulsions dont l'amplitude est égale ou supérieure à ce seuil, et à déterminer, à partir du nombre d'impulsions comptées pendant le balayage de la section totale de la veine, la teneur du produit en morceaux dont la grosseur est supérieure ou égale à celle correspondant audit seuil. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue plusieurs balayages successifs de la veine en fixant à chaque balayage des seuils différents (I1, I2 ... In) pour l'amplitude des impulsions électriques délivrées par le capteur. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours de chaque balayage de la veine, on compare l'amplitude des impulsions électriques délivrées par le capteur à plusieurs seuils (11, I2 ...In) et on détermine les teneurs du produit en morceaux dont les grosseurs sont égales ou supérieures à celles (D1, D2 ...Dn) correspondant auxdits seuils 4.Dispositif pour déterminer la composition granulométrique d'un produit en vrac s'écoulant en veine libre, caractérisé en ce qu'il est constitué par un bras (14) portant un capteur de force, ou une rangée de capteurs (16) disposés côte-àcôte, des moyens (24) pour déplacer le bras au travers de la veine, à vitesse constante et suivant une direction approximativement perpendiculaire audit bras, la longueur et la course du bras étant choisies pour que toute la section de la veine du produit puisse être balayée, et des moyens électroniques ou informatiques (30) pour analyser les impulsions électriques délivrées par le ou lesdits capteurs et pour comptabiliser les impulsions dont les amplitudes sont supérieures à un seuil déterminé pendant le passage du bras au travers de la veine. 5. Dispositif selon la revendication IL, caractérisé en ce que le capteur ou la rangée de capteurs (16) est bordé sur chacun de ses côtés, d'une bande (18) dont la largeur est approximativement égale à celle du ou des capteurs. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5. caractérisé en ce que le plan du ou des capteurs (16) est incliné par rapport à la direction de déplacement du bras (lit).