Brevet FR2850982A1 — publié le 20040813

L'invention concerne un appareil pour l'alimentation pneumatique d'au moins une machine de préparation de filature, par exemple une machine de cardage ou une nettoyeuse, au moyen de puits de 5 chargement de flocons de fibres qui sont situés en amont des machines de préparation de filature individuelles et qui sont connectés à une ligne pneumatique de transport de fibres, la ligne de transport étant connectée au moyen d'un ventilateur d'alimentation de matériau en fibres à la machine de traitement de fibres située en amont, dans lequel 10 est prévu de procéder à une modification automatique de la quantité d'air. En pratique, on utilise des ventilateurs radiaux pour alimenter le matériau vers des puits de chargement via une ligne de transport 15 pneumatique, et les propriétés techniques aérauliques de ces ventilateurs sont décrites par un groupe de courbes caractéristiques. Les courbes caractéristiques décrivent le flux d'air volumétrique en fonction de la différence de pression totale qui est produite au ventilateur. Une multiplicité de courbes est par conséquent produite pour diverses 20 vitesses de rotation du ventilateur. Si la différence de pression totale que l'on produit est alors modifiée par des facteurs externes, comme des pressions de chargement différentes au niveau des puits de matériau, le flux d'air volumétrique va aussi varier à titre de conséquence en accord avec la courbe caractéristique. Toutefois, les 25 variations des flux d'air volumétrique ont un effet extrêmement désavantageux sur la capacité à ajuster l'alimentation en matériau. tant donné que des flux volumétriques relativement élevés sont nécessaires sur le côté entrée et que des flux volumétriques faibles sont désirés sur le côté alimentation, il est désirable de réaliser un flux volumétrique 30 qui soit aussi constant que possible. Cependant, en raison des différentes pressions de chargement au niveau d'un puits de matériau, le flux volumétrique n'est pas constant. Habituellement, le flux d'air volumétrique est déterminé au moyen de la mesure de la pression différentielle au niveau d'une buse de mesure de flux volumétrique et 35 celui-ci est affiché. La vitesse de rotation du ventilateur est réglée à une valeur fixe au moyen d'un convertisseur de fréquence. Cela est habituellement effectué uniquement lors de la relance du système, et implique un travail considérable. Néanmoins, même quand un système se trouve dans un état présélectionné désirable de fonctionnement, il se produit toujours des variations des conditions de chargement provoquées par des changements pendant le fonctionnement. Les 5 pressions dans les puits individuels, qui varient à cause des changements des conditions de chargement dans le puits de matériau fibreux, spécialement en raison des exigences vis-à-vis du matériau sur la machine de traitement placée en aval (par exemple une machine de cardage) entraîne des variations des flux d'air volumétrique à cause des 10 variations de la pression dans la ligne de transport. Dans un-appareil connu (document EP 303,023), on prévoit une commande modifiée de la quantité de flocons alimentée dans un système de convoyage quand le nombre de machines de cardage et de 15 traitement de fibres change. Quand on procède à un tel changement, par exemple quand un certain nombre de machines de cardage sont mises à l'arrêt, il n'est pas nécessaire de modifier la quantité d'air en déplaçant de façon appropriée la courbe caractéristique du ventilateur; la quantité de l'air convoyé s'ajuste d'elle-même automatiquement au nombre de 20 machines de cardage en production. Par conséquent, les points de fonctionnement possibles en fonction du groupe de courbes caractéristiques pour le ventilateur ne sont pas conservés dans le système de commande. Par conséquent, il n'est pas possible de comparer la valeur réelle de la quantité d'air et la valeur désirée pour le 25 point de fonctionnement. En particulier, le point de fonctionnement du ventilateur dépend de la différence de pression totale, c'est-à-dire qu'il dépend aussi de la pression sur le côté entré du ventilateur et, dans l'appareil connu, cette pression n'est pas mesurée. Seule la pression statique à la sortie du ventilateur est mesurée, et cette pression est 30 utilisée pour réguler la quantité de flocons de fibres dans la ligne de transport. Il est ici un inconvénient que, dans le cas o le nombre de machines de cardage est constant, il n'est pas possible d'effectuer une modification automatique en accord avec les variations de pression dans les puits de matériau fibreux et qu'il n'est par conséquent pas 35 possible de rendre plus uniforme la quantité d'air de convoyage. Par contraste à cela, l'invention est basée sur le problème de proposer un appareil ni du genre mentionné en introduction, qui évitais les inconvénients mentionnés et qui maintient spécialement le flux volumétrique pour le convoyage du matériau fibreux sensiblement 5 totalement constant malgré les différences de pression de chargement au niveau d'au moins un puits de matériau fibreux. Conformément à l'invention, dans le cas o se produisent des pressions de chargement différentes dans au moins un puits de chargement de 10 flocons de fibres, un groupe de courbes caractéristiques décrivant le flux d'air volumétrique en dépendance de la différence de pression au niveau du ventilateur est stocké dans un élément de stockage de groupe de courbes caractéristiques, la différence de pression est déterminée par un élément de mesure de pression différentielle, un signal de mesure 15 pour la différence de pression réelle au niveau du ventilateur de même que les valeurs, prévues pour être déterminées par un dispositif de mesure de vitesse de rotation, en relation avec la vitesse de rotation réelle du ventilateur, peuvent être calculées dans une unité d'ordinateur, l'unité d'ordinateur est capable de déterminer la valeur réelle du flux 20 d'air volumétrique à partir du groupe de courbes caractéristiques et, dans le cas d'une déviation par rapport à une valeur désirée pour le flux d'air volumétrique, le point de fonctionnement pour la vitesse de rotation du ventilateur peut être déplacé à la valeur désirée pour le flux d'air volumétrique. En résultat du fait que le groupe de courbes caractéristiques pour le ventilateur est mémorisé et stocké sous forme mathématique dans le dispositif de commande et de régulation, le flux d'air volumétrique réel est calculé pour la différence de pression totale réelle mesurée au 30 niveau du ventilateur et pour la vitesse de rotation réelle du ventilateur, cette dernière étant connue, par exemple, au moyen d'un convertisseur de fréquence. En résultat de la comparaison avec un flux d'air volumétrique désiré, on règle le flux d'air volumétrique désiré en modifiant la vitesse de rotation. Grâce à ces moyens, malgré des 35 différences dans les pressions de chargement dans le puits de chargement de matériau fibreux, il est possible de procéder à un réglage automatique d'un flux d'air volumétrique constant ou presque constant. Le reste de la présente description contient des développements avantageux de l'invention. L'invention va être décrite dans ce qui suit plus en détail en se référant à des modes de réalisation exemplaires montrés dans les dessins, dans lesquels: la figure 1 montre une vue latérale schématique d'une machine de préparation de filature, ici une machine de cardage, avec un diagramme de circuit généralisé de l'appareil en accord avec l'invention; la figure 2 est un diagramme de circuit généralisé de l'appareil selon l'invention comprenant un élément de mesure de pression différentielle, 15 un élément de mesure de vitesse de rotation, un élément de réglage de courbe caractéristique et un dispositif de commande et de régulation électronique; la figure 3 montre des courbes caractéristiques d'un ventilateur APto, en fonction de V, avec le déplacement du point de fonctionnement; la figure 4 montre un autre agencement de l'appareil selon l'invention comprenant un convertisseur de fréquence; la figure 5 montre un autre agencement de l'appareil selon l'invention comprenant un générateur tachymétrique; et la figure 6 montre un agencement avec mesure de pression 25 différentielle au niveau d'une buse de mesure de flux volumétrique. Dans un système de préparation de filature selon la figure 1, le matériau fibreux F est alimenté depuis un ouvreur de balle (non représenté) vers un appareil de nettoyage 1, par exemple du modèle 30 CVT 4 de la société TRUTZSCHLER, au moyen d'un mélangeur (non représenté). Depuis le rouleau final du nettoyeur 1, le matériau fibreux ouvert et nettoyé est alimenté par voie pneumatique, via des conduites 2, vers un ventilateur 4, et il est convoyé par le ventilateur 4 dans une ligne d'alimentation et de distribution pneumatique 5, à laquelle sont 35 connectés deux appareils d'alimentation de carde 61, 62, par exemple des appareils d'alimentation du type DIRECTFEED DFK de la société TRUTZSCHLER, et deux machines de cardage 71, 72, par exemple les machines de cardage à haute performance, du modèle DK 903 de la société TRUTZSCHLER. Dans une paroi de la ligne d'alimentation et de distribution 5 est monté un élément de mesure de pression 8 qui est en communication avec un transducteur de valeur de mesure 17, lequel convertit les valeurs de pression réelle dans la ligne d'alimentation et de distribution 5 et dans 10 les puits de chargement connectés 61, 62 en signaux électriques et les injecte dans un dispositif de commande 14, par exemple un ordinateur. Dans le dispositif de commande 14, le signal électrique pour la valeur de pression réelle est utilisé pour modifier la vitesse de rotation du ventilateur et, à titre de conséquence, le flux d'air volumétrique. De 15 plus, au ventilateur 4 est associé un élément de mesure de pression différentielle 12, qui détermine la différence de pression AP entre les pressions dans la ligne d'admission 9 et dans la ligne de refoulement 10 du ventilateur 4. L'élément de mesure de pression différentielle 12 et un élément à groupe de courbes caractéristiques 13 sont connectés à un 20 dispositif de commande et de régulation électronique 14, par exemple un micro-ordinateur, lequel est en communication, au moyen d'un convertisseur de fréquence 15, avec le moteur d'entraînement 16 pour le ventilateur 4. Le convertisseur de fréquence 15 communique avec le dispositif de commande et de régulation 14 au moyen d'une autre 25 connexion, par laquelle les signaux électriques correspondant aux vitesses de rotation n du ventilateur 4 sont communiqués au dispositif de commande et de régulation 14. Le diagramme selon la figure 2 montre les conduites d'admission 9 30 (côté admission du ventilateur 4) pour le mélange d'air convoyé A, le ventilateur de transport de matériau 4, et les conduites de refoulement 10 (côté refoulement du ventilateur 4) pour le mélange fibres/air B. la conduite d'admission 9 est associé un détecteur de mesure 12a et à la conduite de refoulement 10 est associé un autre capteur de mesure 12b 35 de l'élément de mesure de pression différentielle. Le numéro de référence 13 désigne un élément à groupe de courbes caractéristiques, dans lequel le groupe connu de courbes caractéristiques pour le ventilateur 4 (voir figure 3) est contenu sous forme mathématique. La vitesse réelle de rotation n du ventilateur 4 est déterminée au moyen du convertisseur de fréquence 15. Le flux d'air volumétrique V dans la conduite de refoulement 10 et par conséquent dans la ligne de transport 5 5 et les puits de chargement 61, 62 est calculé de cette manière au moyen de la pression différentielle totale mesurée AP au niveau du ventilateur 4 et de la vitesse de rotation n, laquelle est connue au moyen du convertisseur de fréquence 15. En résultat, il est possible de maintenir le flux d'air volumétrique V à un niveau constant en 10 modifiant continuellement la vitesse de rotation du ventilateur 4. La figure 3 montre les courbes caractéristiques pour le ventilateur, qui sont déterminées par APtot (différence de pression totale au niveau du ventilateur 4), V (flux d'air volumétrique dans la ligne de refoulement 15 10) et n (vitesse de rotation du ventilateur) et qui sont stockées dans l'élément à groupe de courbes caractéristiques 13 (voir les figures 1, 4 et 5). Exemple: 1) Point de fonctionnement 1 Le point de fonctionnement 1 pour le ventilateur 4 est défini par les paramètres suivants: AP = 1800 (Pa) n = 1508 (tours par minute) V = 2250 (m3/heure) (= valeur désirée) A]P = différence de pression totale n = vitesse de rotation du ventilateur V = flux d'air volumétrique 2) Point de fonctionnement 2 La pression p dans les puits de chargement 61, 62 et, par conséquent, dans la ligne d'alimentation et de distribution 5 diminue de 1800 Pa à 5 1700 Pa, par exemple en résultat d'un changement dans la quantité de matériau fibreux dans les puits de chargement 61, 62En résultat, le point de fonctionnement 2 du ventilateur 4 se déplace comme suit: AP = 1710 (Pa) n = 1508 (tours par minute) V = 3750 (m3lheure) (= valeur réelle). Quand la pression chute, le flux d'air volumétrique V augmente alors 15 que la vitesse rotation du ventilateur reste constante. 3) Point de fonctionnement 3 La vitesse de rotation n du ventilateur 4 est réduite (modifiée) de 20 1508 tr/min à 1450 tr/min. En résultat, le point de fonctionnement 3 est défini par les paramètres suivants: AP = 1710 (Pa) n = 1450 (tours par minute) V = 2250 (m3/heure) (= valeur désirée). 25 Quand la vitesse de rotation diminue, le flux d'air volumétrique V diminue à la valeur désirée 3650 m3lheure alors que la différence de pression totale AP reste constante à la valeur réelle mesurée 1710 Pa. De cette manière, le flux d'air volumétrique V est ajusté de façon constante à la valeur désirée préalablement spécifiée en modifiant la vitesse de rotation n du ventilateur quand la différence de pression totale AP diminue. La figure 4 montre un diagramme de circuit généralisé, selon lequel l'élément à groupe de courbes caractéristiques 13, qui est une mémoire, et une unité de commande 18 sont connectés sous forme d'éléments 5 séparés à l'unité d'ordinateur 14. La vitesse réelle de rotation du ventilateur 4 est déterminée au moyen du convertisseur de fréquence 15, au moyen de la vitesse réelle de rotation n du moteur d'entraînement variable 16 (moteur électrique). En accord avec la figure 5, l'élément à groupe de courbes caractéristiques 13 et l'unité de commande 19 sont intégrés dans l'ordinateur 14. Le numéro de référence 18 désigne un ordinateur, par exemple un micro-ordinateur ayant un microprocesseur, et le numéro de référence 21 désigne un élément d'actionnement. La vitesse de 15 rotation réelle du ventilateur 4 est déterminée au moyen d'un générateur tachymétrique 20 qui est connecté au moteur d'entraînement 16. En accord avec la figure 6, une buse de mesure de flux volumétrique 22, à laquelle est associé un dispositif de mesure de pression 20 différentielle 23, est intégrée dans la ligne de refoulement 10. Le flux d'air volumétrique est déterminé au moyen de la mesure de pression différentielle au niveau de la buse de mesure de flux volumétrique 22, et la différence de pression totale AP est mesurée au niveau du ventilateur 4. En utilisant le groupe connu de courbes caractéristiques 25 pour le ventilateur 4, qui sont contenues sous forme mathématique dans la commande, il est aussi possible de déterminer la vitesse de rotation n du ventilateur 4. Revendications 1. Appareil pour l'alimentation pneumatique d'au moins une machine de préparation de filature, par exemple une machine de cardage ou une 5 nettoyeuse, au moyen de puits de chargement de flocons de fibres qui sont situés en amont des machines de préparation de filature individuelles et qui sont connectés à une ligne pneumatique de transport de fibres, la ligne de transport étant connectée au moyen d'un ventilateur d'alimentation de matériau en fibres à la machine de 10 traitement de fibres située en amont, dans lequel est prévu de procéder à une modification automatique du flux d'air volumétrique (quantité d'air) , caractérisé en ce que, dans le cas o se produisent des pressions de chargement différentes dans au moins un puits de chargement de flocons de fibres (61, 62), un groupe de courbes caractéristiques 15 décrivant le flux d'air volumétrique (V) en dépendance de la différence de pression (AP) au niveau du ventilateur (4) est stocké dans un élément (13) de stockage de groupe de courbes caractéristiques, la différence de pression étant déterminée par un élément de mesure de pression différentielle (12), un signal de mesure pour la différence de 20 pression réelle au niveau du ventilateur (4) de même que les valeurs, prévues pour être déterminées par un dispositif de mesure de vitesse de rotation (15, 20), en relation avec la vitesse de rotation réelle (n) du ventilateur, peuvent être calculées dans une unité d'ordinateur (14), l'unité d'ordinateur (14) est capable de déterminer la valeur réelle du 25 flux d'air volumétrique (V) à partir du groupe de courbes caractéristiques et, dans le cas d'une déviation par rapport à une valeur désirée pour le flux d'air volumétrique (V), le point de fonctionnement pour la vitesse de rotation (n) du ventilateur peut être déplacé à la valeur désirée pour le flux d'air volumétrique (V). 30 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ventilateur est un ventilateur radial. 3. Appareil selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé 35 en ce qu'un élément de mesure pour mesurer la différence de pression totale (élément de mesure de pression différentielle) est associé au ventilateur. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé 5 en ce que l'élément de stockage de groupe de courbes caractéristiques a la forme d'une mémoire à lecture/écriture. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de stockage de groupe de courbes caractéristiques 10 est intégré dans une unité d'ordinateur. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un dispositif de commande est intégré dans l'unité d'ordinateur. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une mémoire de valeur désirée pour le flux d'air volumétrique désiré est associée au dispositif de commande. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un dispositif de mesure de vitesse de rotation est associé au moteur d'entraînement pour le ventilateur. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé 25 en ce que le dispositif de mesure de vitesse de rotation est un convertisseur de fréquence. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de vitesse de rotation est 30 un générateur tachymétrique. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le dispositif de commande et de régulation électronique est un micro-ordinateur ayant un microprocesseur. il 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'élément de mesure de pression différentielle, le dispositif de mesure de vitesse de rotation, et un élément 5 d'actionnement de vitesse de rotation pour le ventilateur sont connectés au dispositif de commande et de régulation électronique. 13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'un élément de mesure de flux volumétrique est 10 connecté au dispositif de commande et de régulation électronique.