Brevet FR2933314A1 — publié le 20100108

La présente invention concerne un dispositif pour la réalisation d'un flux sec de particules solides. Quoique non exclusivement, le dispositif de l'invention est particulièrement approprié à être utilisé dans les granulomètres à flux sec de particules solides. On connaît déjà un tel dispositif comportant : - un bol contenant une réserve desdites particules ; - un vibreur électrique, apte à vibrer ledit bol pour obtenir un courant desdites particules s'écoulant hors dudit bol ; et - des moyens pour engendrer un jet gazeux dans lequel est introduit ledit courant de particules pour former ledit flux sec de particules. Dans un tel dispositif connu, ledit vibreur électrique est alimenté à partir du réseau de distribution local et l'unique paramètre à la disposition de l'opérateur pour régler la densité des particules dans ledit flux sec est la tension d'alimentation. Il en résulte parfois que ladite densité ne puisse être uniforme et atteindre une valeur prédéterminée. II arrive même que, dans ce dispositif connu, il soit impossible de former le courant desdites particules. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. A cette fin, selon l'invention, le dispositif, du type rappelé ci- dessus, perfectionné pour permettre la réalisation d'un flux sec de parti-cules solides à densité uniforme prédéterminée, est remarquable en ce que ledit vibreur est alimenté par une tension alternative, dont la fréquence et le rapport cyclique sont réglables. Ainsi, non seulement le dispositif selon l'invention peut être utilisé sans modifications en fonction de la tension et de la fréquence du réseau de distribution local, mais encore il procure à l'opérateur deux paramètres de réglage (la fréquence et le rapport cyclique) lui permettant d'obtenir une densité de particules uniforme et de régler cette densité à une valeur souhaitée. En effet, ces deux paramètres permettent de trouver le meilleur accord des fréquences du système, afin d'optimiser la coulabilité des poudres. Bien entendu, ces deux paramètres de réglage peuvent être complétés par un troisième constitué par une amplitude réglable pour ladite tension alternative. Cette tension alternative peut être constituée par une suite d'impulsions alternativement positives et négatives. De telles impulsions peuvent présenter la forme de créneaux rectangulaires ou carrés. Dans ce dernier cas, le dispositif peut comporter avantageusement une alimentation à découpage. Afin d'améliorer encore l'efficacité du dispositif selon l'invention, il est avantageux que celui-ci comporte des moyens aptes à faire varier le 15 débit dudit courant de particules avant introduction dans ledit jet gazeux. Ledit opérateur a donc alors à sa disposition un quatrième paramètre (ledit débit) pour obtenir une densité uniforme prédéterminée. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit bol comporte de façon connue un fond conique s'abaissant vers la périphérie et une ouver- 20 ture latérale, qui est disposée en regard de la partie périphérique abaissée dudit fond et à travers laquelle sort ledit courant de particules, et, selon l'invention, lesdits moyens aptes à faire varier le débit dudit courant de particules avant introduction dans ledit jet gazeux comprennent avantageusement un manchon interne contenant lesdites particules et monté 25 mobile à l'intérieur dudit bol pour pouvoir s'approcher dudit fond, jusqu'au contact, ou s'en éloigner. Ainsi, le débit du courant de particules solides hors dudit bol peut être réglé précisément, de façon manuelle ou automatique, pour obtenir un débit de particules qui permette d'obtenir la densité de particules souhaitée. Avantageusement, le dispositif comporte des moyens de support dudit manchon interne pourvus : - de moyens de réglage de l'écartement de la partie inférieure dudit manchon par rapport au fond conique dudit bol, de manière à ajuster le débit dudit courant de particules solides hors dudit bol ; et - de moyens de fixation en position dudit manchon, aptes à fixer ce dernier après réglage dudit écartement. De façon avantageuse, lesdits moyens de réglage comportent un support comprenant un évidement, de forme cylindrique, dont la paroi latérale interne est filetée et lesdits moyens de fixation comprennent des mâchoires de serrage aptes à être serrées par au moins une vis de serrage. Ledit manchon comporte alors un collet fileté disposé sur sa paroi latérale et apte à coopérer avec la paroi latérale interne filetée dudit évidement. Ainsi, on peut régler finement et fixer l'écartement du manchon par rapport au fond conique du bol, de manière à ajuster précisément le débit du courant de particules solides hors dudit bol. La présente invention concerne également un granulomètre pour la détermination de la taille de particules solides distribuées dans un flux sec de telles particules. Selon l'invention, ledit granulomètre, comportant au moins un faisceau lumineux au moins sensiblement monochromatique illuminant ledit flux, est remarquable en ce qu'il comporte le dispositif pour la réalisation d'un flux sec de particules solides tel que spécifié précédemment. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue schématique d'ensemble, en perspective, d'un exemple de réalisation du granulomètre conforme à la présente invention. La figure 2 est une vue schématique en coupe transversale partielle du dispositif pour la réalisation d'un flux sec de particules solides conforme à l'invention, appartenant au granulomètre de la figure 1. La figure 3 présente un diagramme des variations, en fonction du temps t, d'un exemple de tension alternative Va délivrée par l'alimentation du dispositif représentée en figure 2. La figure 4 est une coupe longitudinale partielle du tube d'éjection et du tube d'aspiration du granulomètre illustré sur la figure 1. Selon l'invention, comme le montre la figure 1, le granulomètre I comporte un dispositif 2 pour la réalisation d'un flux sec de particules solides à densité uniforme prédéterminée. Tel qu'illustré sur les figures 1 et 2, le dispositif 2 de l'invention comporte un vibreur électrique 3 alimenté par une tension alternative Va constituée, dans l'exemple représenté sur la figure 3, par une suite d'impulsions alternativement positives et négatives en forme de créneaux rectangulaires ou carrés. Avantageusement, cette tension alternative Va (voir la figure 3) est délivrée par une alimentation à découpage 4. On peut ainsi faire varier la fréquence et/ou le rapport cyclique de la tension délivrée par l'alimentation 4. Le réglage de la fréquence 1/T et/ou du rapport cyclique a/b de la tension Va peut être réalisée manuellement par un opérateur, par exemple par une action sur des boutons de réglage 5 représentés sur la figure 2. En variante, elle peut être effectuée automatiquement au moyen d'un circuit d'asservissement (non représenté sur les figures). Comme le montre le diagramme de la figure 3, dans le cas d'une tension carrée Va de période T et de rapport cyclique égal à 50% (les du-rées a et b des états positif et négatif étant égales, avec T =a +b), une augmentation du rapport cyclique, à fréquence constante, engendre une augmentation de la durée de l'état positif (égal à a') et une réduction de la durée de l'état négatif (égal à b'-. On a ainsi a' > b' et T =a' +b' =a +b. Tel qu'illustré sur la figure 2, le vibreur 3 comporte un ensemble vibrant 6 sur lequel est fixé un bol 7 de forme cylindrique. Le bol 7 présente un fond conique 8 s'abaissant vers la périphérie et une ouverture latérale 9 qui est disposée en regard de la partie périphérique abaissée dudit fond 8. L'ouverture latérale 9 du bol 7 permet de mettre en communication le bol 7 avec une rampe d'écoulement 10, dont une extrémité 11 est fixée sur la paroi latérale 12 dudit bol 7 et une autre extrémité 13 coopère avec une gouttière d'alimentation 4 verticale de forme cylindrique. En outre, un manchon interne 15, contenant des particules solides P, est monté mobile à l'intérieur dudit bol 7 pour pouvoir s'approcher du fond conique 8, jusqu'au contact, ou s'en éloigner. Le manchon interne 15 est maintenu suspendu à l'intérieur du bol 7 par l'intermédiaire de moyens de support 16. Les moyens de support 16, attaché à un mât fixe 17, présente, d'une part, des moyens de réglage 18 de l'écartement e de la partie basse du manchon 15 par rapport au fond conique 8 dudit bol 7 et, d'autre part, des moyens 19 de fixation en position du manchon 15. Selon la réalisation représentée en figure 2, les moyens de réglage 18 comportent un support plat 18a dans lequel a été pratiqué un évide-ment cylindrique. La paroi latérale interne 18b dudit évidement est filetée de manière à coopérer, avec ajustement, avec un collet fileté 20 disposé sur la paroi latérale dudit manchon 15. Ainsi, on peut régler finement l'écartement e de manière à ajuster précisément le débit de sortie des par- ticules solides P du manchon 15 dans le bol 7 et, par conséquent, le débit du courant de particules solides déversé dans la rampe 10. Les moyens de fixation 19 sont, quant à eux, constitués de mâchoires de serrage 19a aptes à être fermées par une vis de serrage 19b de façon que, lorsque le débit de sortie des particules solides est ajusté, l'opérateur puisse bloquer la position du manchon 15 en serrant la vis de serrage 19b. Les vibrations appliquées au bol 7 permettent la mise en mouvement de particules solides, provenant du manchon interne 15, par exem- ple dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Lorsque le courant de particules solides arrive au niveau de l'ouverture latérale 9 du bol 7 à travers laquelle il sort, il se répartit régulièrement dans la rampe 10, puis avance le long de celle-ci avec un débit quasi-constant jusqu'à la gouttière d'alimentation 14. Le débit du courant de particules dans la gouttière 14 peut être contrôlé à l'aide des deux paramètres de réglage (fréquence 1/T et rapport cyclique a/b) associés à la tension alternative Va alimentant le-dit vibreur, ainsi que par l'écartement e et, éventuellement, par l'amplitude des impulsions de ladite tension. La gouttière d'alimentation 14 permet ensuite d'alimenter en parti- cules solides un éjecteur 21, comportant un venturi (non représenté), relié d'un côté à une arrivée d'air sous pression 22 et de l'autre à un tube d'éjection 23 décrit par la suite. L'éjecteur 21 est apte à engendrer un jet d'air à haute vitesse dans lequel est introduit le courant de particules soli-des, de manière à former le flux sec de particules solides projeté dans le tube d'éjection 23. En outre, le tube d'éjection 23, de forme cylindrique et d'axe longitudinal X-X, qui reçoit le flux sec de particules solides, permet la création d'un flux sec 24 de particules solides de forme cylindrique et de densité homogène. Comme le montrent les figures 1 et 4, le tube d'aspiration 25 pré-sente deux ouvertures 26, en regard l'une de l'autre, ménagées dans la paroi latérale 27 du tube 25. Ces ouvertures 26 permettent au flux sec 24 d'être traversé par un faisceau 28 de lumière monochromatique engendré par un générateur laser 29 d'axe longitudinal Y-Y, par exemple orthogonal à l'axe X-X. Le tube d'aspiration 25 est également équipé, au niveau de son extrémité dégagée 30, d'un aspirateur industriel puissant (non représenté) activé, par exemple, après la réalisation d'une mesure de granulométrie sur le flux sec 24 de particules solides. Un ensemble 31 de détecteurs photosensibles est prévu en aval du tube d'aspiration 25 (par rapport au sens de propagation du faisceau laser 28), de manière à observer la figure de diffraction-diffusion formée par le faisceau 28 du générateur laser 29 après la traversée du flux sec 24. Un hublot de protection 32 est de plus intercalé entre le tube d'aspiration 25 et l'ensemble de détecteurs 31, orthogonalement à l'axe Y-Y. Par ailleurs, une buse de nettoyage 33, reliée à un circuit d'air comprimé (non représenté) commandé par une électrovanne, est disposée au voisinage du hublot de protection 32. A la fin d'une mesure de granulomé- trie, après l'activation de l'aspirateur dudit tube d'aspiration 25, l'électrovanne peut s'ouvrir, permettant à la buse de nettoyage 33 de souffler de l'air à haute vitesse sur le hublot de protection 32, pour chasser les particules collées sur ce dernier. REVENDICATIONS1. Dispositif pour la réalisation d'un flux sec de particules solides à densité uniforme prédéterminée, dispositif (2) comportant : - un bol (7) contenant une réserve desdites particules ; - un vibreur électrique (3), apte à vibrer ledit bol (7) pour obtenir un courant desdites particules s'écoulant hors dudit bol (7) ; et - des moyens (21) pour engendrer un jet gazeux dans lequel est introduit ledit courant de particules pour former ledit flux sec de particules (24) ; caractérisé en ce que ledit vibreur (3) est alimenté par une tension alternative (Va), dont la fréquence et le rapport cyclique sont réglables. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tension alternative (Va) est constituée par une suite d'impulsions alternativement positives et négatives. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites impulsions présentent la forme de créneaux rectangulaires ou carrés. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens aptes à faire varier le débit dudit courant de particules avant introduction dans ledit jet gazeux. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel ledit bol (7) comporte un fond conique (8) s'abaissant vers la périphérie et une ouverture latérale (9), qui est disposée en regard de la partie périphérique abaissée dudit fond (8) et à travers laquelle sort ledit courant de particules, caractérisé en ce que lesdits moyens aptes à faire varier le débit dudit courant de particules avant introduction dans ledit jet gazeux comprennent un manchon interne (15) contenant lesdites particules et monté mobile à l'intérieur dudit bol (7) pour pouvoir s'approcher dudit fond (8), jusqu'au contact, ou s'en éloigner. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de support (16) dudit manchon interne (15) pourvus : de moyens de réglage (18) de l'écartement (e) de la partie inférieure dudit manchon (15) par rapport au fond conique (8) dudit bol (7), de manière à ajuster le débit dudit courant de particules solides hors du-dit bol (7) ; et de moyens de fixation en position (19) dudit manchon (15), aptes à fixer ce dernier après réglage dudit écartement. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé : - en ce que lesdits moyens de réglage (18) comportent un support (18a) comprenant un évidement de forme cylindrique dont la paroi latérale interne (18b) est filetée ; en ce que lesdits moyens de fixation (19) comprennent des mâchoires de serrage (19a) aptes à être serrées par au moins une vis de serrage (19b) ; - et en ce que ledit manchon (15) comporte un collet fileté (20) dis-posé sur sa paroi latérale et apte à coopérer avec la paroi latérale in- terne (18b) filetée dudit évidement. 8. Granulomètre pour la détermination de la taille de particules soli-des distribuées dans un flux sec de telles particules, ledit granulomètre (I) comportant au moins un faisceau lumineux (28) au moins sensiblement monochromatique illuminant ledit flux (24), caractérisé en ce qu'il comporte le dispositif (2) spécifié sous l'une quel-conque des revendications 1 à 7.