Brevet FR2751991A1 — publié le 19980206

La présente invention concerne un dispositif pour surveiller et commander la densité de blocs non cuits formant des anodes, notamment destinés à l'électrolyse d'aluminium en fusion, selon lequel le moulage et la compression se font dans un caisson de moulage d'une machine vibrante, de préfé- rence d'une machine vibrante à table tournante, la densité des blocs formant les anodes étant calculée et commandée par la mesure permanente de la hauteur du bloc au cours de son moulage, et la mesure de cette hauteur se fait à l'aide d'une tige reliée à la masse de couverture du caisson de moulage. Pour s'assurer, grâce au moulage de blocs formant des anodes par compression vibrée d'une masse brute granu- leuse chaude avec des liants, que les blocs d'anode ainsi moulés présentent une densité et une hauteur finale comprises dans les tolérances fixées et pour éviter de fabriquer des blocs d'anodes défectueux qu'il faudra mettre au rebut, même lorsque des paramètres tels que la température, la quantité de liants et la granulométrie de la masse brute changent, le document DE-41 09 464 AI propose de mesurer en permanence la20 hauteur des blocs des anodes au cours de l'opération de mou- lage et de calculer la densité instantanée à partir de la hauteur obtenue ainsi que du poids des blocs formant les ano- des. Ce calcul est assuré par un microprocesseur qui reçoit les données de la mesure de hauteur et qui commande alors l'opération de vibrage du bloc d'anode mesuré ainsi que le poids de remplissage des blocs des anodes suivants. Pour mesurer en continu la hauteur du bloc au cours du vlbrage, une tige de masse du tablier qui dépasse vers le haut est re- liée à la masse du tablier du caisson de moulage. Un capteur approprié monté sur le bâti fixe de la machine vibrante, par exemple un capteur optoélectrique coopérant avec un réflec- teur, détecte la position de la tige de la masse du tablier pendant l'opération de vibrage (opération de compactage). On peut également utiliser d'autres systèmes de mesure comme par exemple des capteurs de course fonctionnant par induction ou par effet capacitif, pour mesurer la posi- tion de la tige de la masse du tablier, c'est-à-dire la hau- teur du bloc formant l'anode. L'inconvénient de tels systèmes est non seulement leur grande sensibilité à l'encrassage (poussières, vapeurs de liant) et aux secousses rencontrées de manière générale dans les conditions de fonctionnement brutales de machines vibrantes, mais également d'avoir une plage de mesures importantes allant jusqu'à 600 mm, qu'il faut couvrir; de plus, comme le capteur de mesure des systè- mes de mesure évoqués est monté de manière fixe sur le bâti de la machine vibrante, le mouvement vibrant vertical de la10 table vibrante s'intègre dans la valeur de mesure. Les varia- tions combinées de la distance entre le bâti fixe de la ma- chine et la table vibrante entraînent fréquemment des défauts de mesures qui sont d'autant plus grands que l'amplitude de la table vibrante est importante. De ce fait, le système connu comprenant un cap- teur monté de manière fixe sur le bâti de la machine pour des systèmes élastiques plus souples, comme ceux utilisés dans les installations actuelles (systèmes à coussin d'air) ne convient plus pour mesurer la hauteur pendant l'opération de vibrage. La présente invention a pour but de développer le dispositif connu selon le document DE 41 09 464 Ai de mesure en continu de la hauteur des blocs formant des anodes pendant la compression au cours du vibrage, pour déterminer parfaite- ment la hauteur, de manière continue, des blocs formant des anodes, sans variation de mesure de hauteur liée au procédé et pour qu'en outre le dispositif de mesure soit pratiquement insensible aux influences venant du fonctionnement de la ma- chine vibrante telles que l'encrassage et les vibrations. A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la tige de la masse du tablier, qui comporte sur tout le chemin de mesure en hauteur, plusieurs repères de mesure usinés sous sa sur- face, est entourée sans contact par un corps moulé annulaire, monté sur le capot du caisson de moulage d'une table vi- brante, ce corps logeant un capteur électronique mesurant sans contact et coopérant avec les repères de mesure, pour fournir des signaux de mesure à un microprocesseur. L'invention évite avantageusement les inconvé- nients des dispositifs de mesure connus selon le document DE- 41 09 464 Al en entourant sans contact, la tige de la masse du tablier comportant plusieurs repères de mesure usinés dans sa surface sur toute son extension en hauteur, à l'aide d'un capteur électronique monté sur le capot du caisson de mou- lage; ce capteur en forme d'anneau, assure une mesure sans contact des repères de mesure. La mesure sans contact à l'aide d'un capteur réalisé dans un corps de forme annulaire et coopérant avec les repères de mesure également usinés sous la surface de la tige de la masse du tablier, forme un sys- tème de mesure très largement insensible à l'encrassage par les vapeurs de liant et les poussières et qui fonctionne par- faitement dans les conditions de fonctionnement brutales du moulage des anodes. De façon avantageuse dans ce système de mesure, la tige de la masse du tablier comporte plusieurs repères de mesure pour que malgré la course de mesure d'une longueur al- lant jusqu'à 600 mm, on puisse mesurer d'une façon très sen- sible la hauteur sur toute la plage de mesure. Enfin comme le capteur n'est pas monté en un point fixe du bâti de la machine vibrante comme le capteur du dispositif de mesure du document DE 41 09 464 Al mais sur le capot du caisson de moulage, toutes les variations verticales de la hauteur de la tige de la masse du tablier sous l'effet des vibrations, oscillations et variations de hauteur résul- tant du vibrage et/ou de l'effet des éléments élastiques de la table vibrante, qui ne sont pas provoquées par une varia- tion de hauteur du bloc de l'anode, modifient de la même ma- nière également la hauteur du corps moulé annulaire équipé du capteur électronique, de sorte que ces variations de hauteur ne sont pas induites dans la valeur de la mesure qui ne con- tient plus que la variation de hauteur effective du bloc de l'anode. Comme le capteur du corps moulé annulaire est ex- posé à toutes les vibrations de la machine vibrante, il est réalisé d'une manière particulièrement robuste et il doit être un composant électronique insensible aux vibrations, qui fournit de manière fiable des valeurs de mesure même pendant la phase de vibrage et cela sans nécessiter d'entretien. Du fait du mouvement imposé au capteur par l'opération de vibrage, la transmission des signaux de mesure du capteur vers le microprocesseur ne peut se faire par une ligne rigide. C'est pourquoi, l'invention prévoit de trans- mettre ces informations par une ligne de transmission souple ou encore de manière avantageuse par une transmission sans fil, par exemple des ondes radio. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans l'unique figure montrant schématiquement une partie d'une machine vibrante en coupe verticale à l'état fermé pendant la phase de vibrage. Un caisson de moule 16 est placé sur le plateau 18 d'une table vibrante 20. Ce caisson contient une masse brute granuleuse chaude à comprimer, avec un liant 11; cette masse est chargée par une masse de couverture 17. Un capot 15 ferme le caisson de moulage de manière étanche aux gaz, dans sa partie supérieure; dans sa partie inférieure, le caisson de moulage s'appuie par l'intermédiaire d'un joint annulaire 19 de façon étanche aux gaz, sur le plateau de la table vi- brante. On évite de cette manière que les vapeurs de liant libérées pendant la phase de vibrage de la masse brute granu- leuse chaude contenant le liant 11 ne puissent s'échapper ac- cidentellement. Des éléments à ressort 23 par lesquels la table vibrante 20 s'appuie sur une fondation 22, permettent d'appliquer des vibrations verticales par un générateur de vibrations 21 à la table vibrante 20; l'amplitude des vibra- tions est fixée par la constante élastique des éléments à ressort 23. Pendant la phase de vibrage, la table vibrante 20 ainsi que tout ce qui se trouve sur le plateau 18 de la table vibrante 20 (caisson de moule 16, capot 15, masse de couver- ture 17, tige 10 de la masse de couverture) ainsi que la masse brute granuleuse et le liant 11, chargé, sont mis si- multanément en vibration; la masse granuleuse avec le liant 11 est ainsi comprimée et moulée grâce à la masse de couver- ture et à la tige correspondante reposant sur la masse brute. Une pièce moulée 13 annulaire selon l'invention est prévue sur le capot 15 pour entourer la tige 10 de la masse de couverture sans la toucher. Le corps 15 comporte un capteur électronique 14 coopérant avec les repères de mesure 12 prévus sous la surface de la tige 10 fabriquée spéciale- ment et occupant toute la plage de mesure; un signal de me- sure correspondant est transmis par une ligne souple 24 à un microprocesseur non représenté dans le dessin. Comme le capteur 14 du corps moulé 13 est mis en vibration comme les autres parties de l'installation et en particulier comme la tige 10, le signal de mesure correspond effectivement à la hauteur de la tige de la masse du tablier. R E V E N D I C A T I O NS 1 ) Dispositif pour surveiller et commander la densité de blocs non cuits formant des anodes, notamment destinés à l'électrolyse d'aluminium en fusion, selon lequel le moulage et la compression se font dans un caisson de moulage d'une machine vibrante, de préférence d'une machine vibrante à ta- ble tournante, la densité des blocs formant les anodes étant calculée et commandée par la mesure permanente de la hauteur du bloc au cours de son moulage, et la mesure de cette hau- teur se fait à l'aide d'une tige reliée à la masse de couver- ture du caisson de moulage, caractérisé en ce que la tige (10) de la masse du tablier, qui comporte sur tout le chemin de mesure en hauteur, plusieurs repères de mesure (12) usinés sous sa surface, est entourée sans contact par un corps moulé (13) annulaire, monté sur le capot (15) du cais- son de moulage (16) d'une table vibrante (20), ce corps lo- geant un capteur électronique (14) mesurant sans contact et coopérant avec les repères de mesure (12), pour fournir des signaux de mesure à un microprocesseur. 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (14) est relié de manière détachable au micropro- cesseur par une ligne de transmission souple (24). ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux de mesure sont transmis au microprocesseur par le capteur (14) à l'aide d'une liaison radio.