Brevet FR2694508A1 — publié le 19940211

"Procédé et installation pour traiter par compression des produits granuleux". La présente invention concerne un procédé de mise en oeuvre d'une machine à deux cylindres comme une presse à cylindres à haute pression, notamment pour le broyage par pression d'un produit en grains, avec deux cylindres entraînés en sens opposés et faisant entre eux un intervalle, au moins l'un des cylindres étant un cylindre mobile dont les paliers s'appuient contre les vérins hydrauliques d'un système hydropneumatique, en exerçant la pression des cylindres, un circuit hydraulique pour les cylindres hydrauliques avec des soupapes d'augmentation de pression et de décharge de pression, les capteurs pour mesurer la largeur de l'intervalle des cylindres qui se règle en fonctionnement, entre les deux cylindres et une trémie d'alimentation en matière à broyer, placée au-dessus d'un intervalle de cylindre et comportant au moins un volet de dosage Les machines à deux cylindres telles les presses à cylindres ou les moulins à cylindres comportent deux cylindres montés à rotation et tour- nant en sens opposé; ces cylindres formant entre eux un intervalle dans lequel la matière solide en forme25 de grain est soumise à une compression L'un des deux cylindres est en général un cylindre fixe qui s'appuie directement contre une paroi d'extrémité du bâti de la machine alors que l'autre cylindre est un cylindre libre qui s'appuie par ses deux paliers contre les vérins hydrauliques d'un système hydropneumatiques exerçant la pression sur les cylindres. Dans une presse à cylindre connue, corres- pondant à ce type (EP-0 084 383), pour le broyage de produits en grain, les différentes particules du produit à moudre tirées par frottement dans l'inter- valle des cylindres sont comprimées pour former une nappe de produit c'est-à-dire que dans la masse de matière comprimée entre la surface des deux cylindres par application d'une pression très élevée, il y a écrasement réciproque ce qui peut être désigné ici comme broyage dans la nappe de matière La compression à haute pression conduit dans le produit à broyer d'une part à la destruction des particules, d'autre part à la formation de fissures au coeur des particu- les ce qui se traduit visuellement par la formation d'agglomérats (copeaux) qui peuvent être désagglomérés ou séparés par application d'une énergie relativement réduite. Pour solliciter de manière optimale le pro- duit granuleux par compression, on cherche pendant le fonctionnement d'une machine à deux cylindres, de maintenir aussi constants que possible les paramètres de procédé ainsi réglés, comme par exemple la pression des cylindres et l'intervalle des cylindres Les modifications de l'intervalle des cylindres qui se produisent alors par suite des variations du produit traité, par exemple par variation de la granulométrie, peuvent être éliminées, comme cela est proposé dans le document DE-OS 3 535 406 par modification de la quantité de produit, introduite, par exemple en régulant la largeur d'entrée de matière efficace dans la zone d'entrée d'introduction des cylindres et/ou par modification de la hauteur de la colonne de matière reposant sur les cylindres (modification du comportement à l'introduction (alimentation). Un inconvénient de ce mode de fonctionnement avec une pression et un intervalle constant des cylindres est que la machine à deux cylindres combinée à d'autres machines comme par exemple une trieuse et un broyeur à billes, ne peut répondre aux modifi- cations des circuits de matière à régler. La présente invention a pour but de créer un procédé et une machine à deux cylindres permettant, même dans les cas de fortes variations du débit ou du comportement à l'introduction du produit d'entrée et des variations résultantes de la largeur de l'inter- valle des cylindres, d'assurer toujours une sollicita- tion optimale en pression. A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci- dessus, caractérisé en ce qu'on mesure la largeur de l'intervalle des cylindres aux deux extrémités des cylindres, largeur qui s'établit pendant le fonctionnement de la machine à deux cylindres et on mesure la pression dans le circuit hydraulique à l'aide de capteurs et dans une unité de contrôle et de régulation on compare les valeurs obtenues à une équation prédéterminée lpression d'application = f (intervalle des cylindres)l et en cas de déviation par rapport à cette équation, on agit par régulation sur les régulations de pression, à régler indépendamment pour les deux vérins hydrauli- ques soutenant le cylindre libre et/ou par une action de régulation sur la position des volets de dosage jusqu'à ce que des valeurs mesurées correspondent de nouveau aux valeurs de l'équation. L'invention concerne également une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé, cette machine comprenant: deux cylindres entraînés en sens opposé et formant entre eux un intervalle, au moins l'un des deux cylindres étant un cylindre libre dont les paliers s'appuient contre les vérins hydrauliques d'un système hydropneumatique, pour appliquer la pression des cylindres; des soupapes d'augmentation et de diminu- tion de pression, montées dans le circuit hydraulique des vérins hydrauliques; des capteurs pour mesurer l'intervalle des cylindres qui s'établit des deux côtés des cylindres lorsque la machine à deux cylindres fonctionne et des moyens de mesure de pression pour mesurer la pression d'application dans le circuit hydraulique; une trémie d'alimentation en matière située au-dessus de l'intervalle des cylindres et comportant au moins un volet de dosage, réglable; une unité de contrôle et de surveillance reliée au sorties des capteurs mesurant l'intervalle des cylindres et aux sorties des capteurs de pression mesurant la pression d'application régnant dans le circuit hydraulique et aux entrées des soupapes d'augmentation et de décharge de pression ainsi qu'aux entrées des moteurs de réglage, du ou des volets de dosage de la trémie d'alimentation de produit. Pour une sollicitation optimale en compres- sion du produit granuleux, il faut une certaine pression des cylindres pour un certain intervalle de cylindre, avec pour règle générale qu'il faut une pression croissante des cylindres lorsque l'intervalle des cylindres augmente; pour une sollicitation optimale en compression, l'intervalle des cylindres et la pression exercée par les cylindres sont liés par la relation: Pression des cylindres = f (intervalle des cylindres) L'intervalle des cylindres et la pression des cylindres sont surveillés par des capteurs et les valeurs obtenues sont comparées à une équation prédéterminée dans un ensemble de contrôle et de régulation En cas de déviation par rapport à cette équation, on régule la position des volets de dosage de la trémie d'entrée de matière, pour modifier ainsi la quantité de matière alimentant la machine à deux cylindres; cela modifie l'intervalle entre les cylindres et/ou la pression des cylindres et se traduit en retour par une modification de l'intervalle des cylindres et ainsi une modification du débit jusqu'à ce que les valeurs de l'intervalle des cylindres et de la pression des cylindres correspon- dent aux valeurs de l'équation prédéterminée. Cela permet de toujours adapter la machine à deux cylindres en cas de modification du produit d'alimentation et/ou modification du débit, par une adaptation optimale sans risquer de réduire la sollicitation en pression. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'un exemple de réalisation représenté schématiquement aux dessins dans lesquels: la figure 1 est une vue de dessus des cylindres d'une machine à deux cylindres ainsi que de son schéma pour surveiller et réguler l'intervalle des cylindres et la pression exercée par les cylindres. la figure 2 est une représentation gra- phique de l'équation "pression des cylindres = f (intervalle des cylindres)". La figure 1 montre en vue de dessus une machine à deux cylindres avec une installation hydraulique représentée à une échelle exagérée, pour soutenir le cylindre libre en liaison avec des moyens de surveillance et de régulation de l'intervalle des cylindres et de la pression exercée par les cylindres. La presse à cylindres, notamment destinée au broyage de nappes de produit granuleux, se compose de deux cylindres 10, 11 tournant en sens opposé Ces cylindres forment un intervalle 12; le cylindre 10 fixe et le cylindre 11 est libre Au-dessus de l'intervalle 12 des cylindres, se trouve la trémie d'alimentation 9 à volets de dosage 7 mobiles en rotation; un moteur de réglage M 1, M 2 permet de modifier la position des volets Le cylindre fixe 10 s'appuie par ses paliers 13, 14 directement contre la paroi d'extrémité du châssis de la machine; le cylindre libre 11 est monté dans des paliers mobiles 15, 16 qui s'appuient sur des chemins de glissement 17, 18 lisses du châssis de la machine et qui peuvent se déplacer en translation dans la direction des doubles flèches représentées aux dessins Les paliers , 16 du cylindre libre Il s'appuient contre des vérins hydrauliques 19, 20 qui exercent la force de compression des cylindres. Le cylindre hydraulique 19 est relié par une conduite 21, une soupape d'augmentation de pression et une conduite 23 à une pompe hydraulique 24 elle-même reliée par une conduite 25 à un réservoir d'huile ou bâche 26; le vérin hydraulique 19 est en outre relié à la bâche 26 par la soupape de décharge de pression 27 ainsi que la conduite 28. De façon symétrique, le vérin hydraulique 20 est relié par la conduite 29, la soupape d'augmen- tation de pression 30 et la conduite 31 à la pompe hydraulique 24 en n'étant pas relié par ailleurs par la soupape de décharge de pression 32 et la conduite 33 à la bâche 26 La pompe hydraulique 24 pompe du liquide hydraulique à travers les soupapes d'augnenta- tion de pression 22, 30 vers les vérins hydrauliques 19, 20 pour atteindre la pression de cylindre, souhaitée ou nécessaire, répondant à l'équation Cela correspond à une valeur de consigne de pression qu'il faut maintenir dans les deux cylindres et qui est mesurée par les installations de mesures de pression P 1, P 2 pour être transmise par les lignes de signaux 34, 35, appropriées, aux entrées de l'unité de contrôle et de régulation 36. Les quatre soupapes hydrauliques 27, 22, 30, 32 sont reliées par des conduites de commande 37, 38, 39, 40 appropriées aux sorties correspondantes de l'unité de contrôle et de régulation 36 La distance des paliers 14, 16 est mesurée par un capteur S 1 et la distance des paliers 13, 15 est mesurée par un capteur S 2 L'écartement mesuré des paliers correspond à la largeur de l'intervalle 12 des deux côtés des cylindres (à gauche et à droite) Les capteurs S 1 et S 2) sont reliés aux entrées appropriées de l'unité de contrôle et de régulation 36 par des lignes de signaux 41, 42. Les capteurs S 1 et S 2 mesurent en continu ou à intervalle l'écartement qui s'établit en fonc- tionnement des paliers et ainsi la largeur de fonctionnement de l'intervalle 12 des cylindres à chacune des deux extrémités des cylindres; les valeurs obtenues sont comparées dans l'unité de contrôle et de régulation 12 aux valeurs de l'équation prédéterminée En cas de différence entre les valeurs mesurées et l'équation, l'unité centrale de contrôle et de régulation 36 agit sur l'impression dans le vérin hydraulique et/ou commande une régulation par l'intermédiaire du moteur de réglage M 1, M 2 pour agir sur les volets de dosage 7, 8 pivotants de la trémie d'alimentation 9; les moteurs de réglage M 1, M 2 sont reliés par des lignes de signaux 5, 6 aux sorties G 1, G 2 de l'unité centrale de contrôle et de régulation 36. La figure 2 montre par exemple les sollici- tations en compression, optimales, résultant d'essais et la relation linéaire dans cet exemple, entre la pression des cylindres et l'intervalle des cylindres, selon une représentation graphique par une droite K. Si par exemple les capteurs S 1, S 2 mesurent une largeur d'intervalle de 26 mm et que les capteurs de pression P 1, P 2 mesurent une pression des cylindres de 70 bars, le point R 1 correspondant à ces valeurs de mesure sur le diagramme de la figure 2 se trouve en dessous des valeurs optimales pour le traitement en pression selon la droite K repré- sentative de l'équation; en effet, pour un intervalle de cylindre de 26 mm, la pression des cylindres égale à 70 bars est trop faible Par une intervention appropriée de régulation, on relève soit la pression à la valeur R 2 correspondant à la droite K, égale à 80 bars soit si cela n'est pas possible à cause des conditions d'attraction de la matière ou si de toute façon il faut diminuer le débit, on diminue l'inter- valle des cylindre par étranglement de la quantité de matière fournie, à l'aide des volets de dosage 7, 8 jusqu'à atteindre une valeur R 3 d'environ 22 mm correspondant à une pression des cylindres de 70 bars. Il est également possible d'effectuer simultanément une régulation par les volets de dosage 7, 8 et de la pression des cylindres pour passer du point R 1 à un point quelconque de la droite K. R E V E N D I C A T I O N S 1) Procédé de mise en oeuvre d'une machine à deux cylindres comme une presse à cylindres à haute pression, notamment pour le broyage par pression d'un produit en grains, avec deux cylindres ( 10, 11) entraînés en sens opposés et faisant entre eux un intervalle, au moins l'un des cylindres étant un cylindre mobile dont les paliers s'appuient contre les vérins hydrauliques d'un système hydropneumatique, en exerçant la pression des cylindres, un circuit hydrau- lique pour les cylindres hydrauliques avec des soupapes d'augmentation de pression et de décharge de pression, les capteurs pour mesurer la largeur de l'intervalle des cylindres qui se règle en fonction- nement, entre les deux cylindres et une trémie d'alimentation en matière à broyer, placée au-dessus d'un intervalle de cylindre et comportant au moins un volet de dosage, procédé caractérisé en ce qu'on mesure la largeur de l'intervalle ( 12) des cylindres aux deux extrémités des cylindres ( 10, 11), largeur qui s'établit pendant le fonctionnement de la machine à deux cylindres et on mesure la pression dans le circuit hydraulique à l'aide de capteurs (S 1, S 2) et dans une unité de contrôle et de régulation ( 36) on compare les valeurs obtenues à une équation prédéterminée lpression d'application = f (intervalle des cylindres)l et en cas de déviation par rapport à cette équation, on agit par régulation sur les régulations de pression, à régler indépendamment pour les deux vérins hydrauliques ( 19, 20) soutenant le cylindre libre et/ou par une action de régulation sur la position des volets de dosage jusqu'à ce que des valeurs mesurées correspondent de nouveau aux valeurs de l'équation. 2) Machine à deux cylindres pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 comprenant: a) deux cylindres ( 10, 11) entraînés en sens opposé et formant entre eux un intervalle ( 12), au moins l'un des deux cylindres étant un cylindre libre dont les paliers s'appuient contre les vérins hydrauliques ( 19, 20) d'un système hydropneumati- que, pour appliquer la pression des cylindres; b) des soupapes d'augmentation ( 22, 30) et de diminu- tion de pression ( 32),montées dans le circuit hydraulique des vérins hydrauliques; c) des capteurs pour mesurer l'intervalle des cylindres qui s'établit des deux côtés des cylindres lorsque la machine à deux cylindres fonctionne et des moyens de mesure de pression pour mesurer la pression d'application dans le circuit hydraulique; d) une trémie d'alimentation en matière située au- dessus de l'intervalle des cylindres et comportant au moins un volet de dosage, réglable machine caractérisée par, e) une unité de contrôle et de surveillance reliée au sorties des capteurs (S 1, S 2) mesurant l'inter- valle des cylindres et aux sorties des capteurs de pression mesurant la pression d'application régnant dans le circuit hydraulique et aux entrées des soupapes d'augmentation et de décharge de pression ainsi qu'aux entrées des moteurs de réglage (M 1, M 2), du ou des volets de dosage de la trémie d'alimentation de produit.