Brevet FR3011928A1 — publié le 20150417

La présente invention concerne l'échantillonnage de matériaux solides hétérogènes, et concerne en particulier un dispositif d'échantillonnage amélioré. Les matériaux solides hétérogènes impliqués dans la 5 présente invention, tels que du minerai, se présentant sous forme de blocs ou morceaux ayant une granulométrie variable, sont généralement soumis à un échantillonnage. La collecte d'un échantillon est généralement effectuée lors du transport du matériau sur un convoyeur à bande en 10 coupant la veine par un godet, celui-ci étant ensuite vidé dans un récipient pour récupérer l'échantillon prélevé. A noter que, de manière à ce que les échantillons soient représentatifs du lot duquel ils sont collectés, la conception et le dimensionnement doivent respecter les 15 théories d'échantillonnage qui ont été mises en place ainsi que les normes internationales d'échantillonnage (voir ISO 3082 2009 pour exemple). Le respect de ces règles d'échantillonnage implique qu'à chaque passage du dispositif d'échantillonnage dans le 20 flux de matériau, ce dernier collecte la totalité de la tranche de ce qui se trouve sur le convoyeur, la masse prélevée étant proportionnelle au débit du convoyeur à bande, de la granulométrie maximale du produit et de la vitesse d'échantillonnage. Cette masse collectée est appelée 25 incrément ou prélèvement élémentaire. Ces règles indiquent également le nombre minimal d'incréments à respecter en fonction de la taille total du lot. Les dispositifs d'échantillonnage existant sur le marché sont constitués d'un godet fixe ayant une ouverture 30 pour récupérer l'échantillon lorsque le godet traverse le flux de matériau. Une trappe située dans la partie inférieure du godet est commandée en ouverture pour récupérer l'échantillon. Malheureusement, ce type de dispositifs 35 d'échantillonnage présente des inconvénients. Tout d'abord, il implique que le godet fasse un aller retour dans le flux de matériau et donc collecte deux fois plus de matière que nécessaire. Mais le principal inconvénient tient au fait que la trappe dont est muni le godet ne permet pas une étanchéité 5 parfaite. Par conséquent, des particules de matériau tombent du godet lorsque ce dernier effectue son aller retour. Ces particules sont forcément celles qui ont la plus faible granulométrie, ou dans le cas d'une échantillon humide, une partie de l'eau. L'échantillon récupéré n'est donc plus 10 représentatif du matériau à analyser. C'est pourquoi le but de l'invention est de fournir un dispositif d'échantillonnage qui permet de prélever des échantillons dont la composition est strictement la même que celle du matériau à analyser. 15 L'objet principal de l'invention est donc un dispositif d'échantillonnage installé dans un ensemble de manutention du type utilisé pour transporter des morceaux d'un matériau solide tel qu'un convoyeur à bande, et un godet adapté pour recueillir un échantillon du matériau à analyser. Ce 20 dispositif est caractérisé en ce que le godet est un récipient comportant une ouverture pour recevoir l'échantillon à analyser, et en ce qu'il comprend un moyen de déplacement horizontal du godet avec son ouverture en partie basse dans un premier sens, un moyen de retournement 25 du godet pour positionner le godet avec son ouverture en partie haute, un moyen de déplacement en translation du godet avec son ouverture en partie haute dans le sens contraire au premier sens de manière à ce que ce dernier traverse le flux de matériau lors de son déplacement et 30 qu'un échantillon soit recueilli dans le godet, et un moyen de retournement du godet pour ramener l'ouverture en partie basse et pouvoir ainsi vider le godet et récupérer l'échantillon. Les buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 représente schématiquement un godet utilisé 5 dans le dispositif d'échantillonnage selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention; la figure 2 représente schématiquement le godet illustré sur la figure 1 recueillant un échantillon transporté par un convoyeur à bande; et 10 la figure 3 représente schématiquement le godet illustré sur la figure 1 dans les différentes positions lui permettant de recueillir chaque échantillon. Le dispositif selon l'invention est installé dans un ensemble de manutention comprenant un moyen de transport du 15 matériau en morceaux tel qu'un convoyeur à bande mentionné dans la description qui suit. A noter que ce moyen de transport pourrait être également un convoyeur à chaîne, une chute verticale des morceaux du matériau ou tout autre moyen de convoyage. 20 Le dispositif d'échantillonnage selon l'invention comprend un godet 16, illustré sur la figure 1, destiné à recueillir un échantillon du matériau, soit ponctuellement, soit à intervalles réguliers. Un convoyeur à bande pour transporter des morceaux d'un 25 matériau solide 14 tels que du minerai, sous forme de morceaux ayant une granulométrie variable, est illustré sur la figure 2. Les matériaux se trouvent sur une bande 10 entraînée en translation, de droite à gauche, par un élément rotatif 12. 30 A l'extrémité, la bande 10, dont la vitesse de translation peut atteindre plusieurs mètres par seconde, effectue une rotation continue de 180° grâce à l'élément rotatif 12 et entraîne ainsi les matériaux qui sont évacués au moyen d'un récipient ou d'une trémie. 35 Pour recueillir les morceaux du matériau, on place un godet 16 sous le flux de matériaux tombant à l'extrémité du convoyeur, l'échantillon étant recueilli dans le godet 16 grâce à son entrée 20 en partie frontale haute. A noter que, dans un mode de réalisation préférentiel, le godet 16 illustré sur la figure 1, comporte deux lèvres de prélèvement interchangeables 22 qui délimitent une ouverture inclinée par rapport à la paroi du godet prolongeant ainsi l'ouverture 20, l'écartement des lèvres étant en relation avec la granulométrie du matériau à échantillonner. Le fond du godet 16 est une partie arrondie fermée 24 et se trouve en dessous des lèvres 22 et est destinée à retenir l'échantillon. Le godet 16 est placé de telle façon par rapport au convoyeur à bande que les morceaux de matériau éjectés par la vitesse de translation de la bande 10 arrivent dans le godet selon une trajectoire perpendiculaire aux lèvres 22 et sont recueillis dans la partie inférieure 24. Dans le mode de réalisation préférentiel illustré sur les figures, le godet 16 est fixé à une plaque (non montrée) par un axe de rotation 26. Un moyen motorisé de translation 20 permet à la plaque sur laquelle est fixé le godet de se déplacer en translation et un moyen motorisé de rotation permet au godet d'effectuer une rotation de 180° autour de l'axe 26 comme on va le voir ci-dessous. La figure 3 représente le mouvement du godet 16 dans le 25 dispositif d'échantillonnage selon l'invention. En position I, le godet 16 vide, avec son ouverture 20 vers le bas, se trouve à une position située à gauche du convoyeur à bande. La plaque sur lequel se trouve le godet est alors activée en translation par le moyen motorisé de 30 translation vers la droite comme le montre la flèche 30. Lorsque le godet 16, avec son ouverture 20 en partie basse qui se déplace avec la plaque à laquelle il est fixé, arrive à l'endroit du convoyeur à bande, il coupe la zone de chute du flux de morceaux de matériau (14) tombant de la 35 bande sans prélever de matière. Puis, la plaque continuant son mouvement de translation de gauche à droite, elle atteint sa position extrême à droite, la position II Lorsque la plaque atteint sa position extrême à droite, 5 le moyen de rotation est activé de façon à faire effectuer une rotation de 180° au godet 16 autour de l'axe 26, la plaque restant immobile pendant cette rotation. La rotation de 180° effectuée par le godet 16 permet à ce dernier de passer à la position III comme le montre la 10 flèche 32, c'est à dire avec son ouverture 20 en partie haute. Le moyen de translation de la plaque est alors activé de manière à déplacer la plaque et le godet retourné de la droite vers la gauche comme illustré par la flèche 34. 15 Lorsque le godet 16, avec son ouverture 20 en partie haute qui se déplace avec la plaque à laquelle il est fixé, arrive à l'endroit du convoyeur à bande, il coupe le flux de matériaux tombant de la bande et traverse ce flux et recueille un échantillon comme illustré sur la figure 2. 20 Lorsque la plaque a atteint sa position extrême à gauche, illustré par la flèche 36, le moyen de rotation est activé de façon à faire effectuer une rotation de 180° au godet 16 autour de l'axe 26, la plaque restant immobile pendant cette rotation. Cette rotation permet d'amener le 25 godet dans la position I c'est à dire avec son ouverture 20 en partie basse, et de décharger l'échantillon recueilli précédemment dans un récipient de récupération ou tout autre moyen pour son analyse ultérieure. Le godet est alors en attente d'un autre cycle de 30 prélèvement. A noter que, du fait que l'ouverture du godet en attente soit positionnée vers le bas, il ne peut y avoir ni d'introduction ni de conservation dans le godet de projection de matière, de corps étranger ou d'humidité résiduelle (en cas de pluie). 35 Bien que le mode de réalisation décrit en référence aux figures 1 à 3, soit le mode de réalisation préférentiel, il est possible d'utiliser d'autres modes de réalisation pour obtenir le même résultat. Ainsi, le godet pourrait être fixé à un chariot se déplaçant sur un rail composé de deux parties horizontales et, à chaque extrémité, de deux parties semi-circulaires. Lorsque le chariot est une des parties horizontales, le godet a son ouverture vers le haut de manière à recueillir l'échantillon comme précédemment. Puis le chariot se déplaçant sur la partie du rail semi-circulaire à l'une des extrémités, l'échantillon est récupéré lorsque le godet a son ouverture vers le bas. Le chariot continuant à se déplacer sur l'autre partie horizontale du rail, il rejoint la partie semi-circulaire à l'autre extrémité et se retrouve avec son ouverture vers le haut et peut de nouveau recueillir un nouvel échantillon comme précédemment. REVENDICATIONS1. Dispositif d'échantillonnage installé dans un ensemble de manutention du type utilisé pour transporter des morceaux d'un matériau solide (14) tel qu'un convoyeur à bande, et un godet (16) adapté pour recueillir un échantillon du matériau à analyser ; ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit godet est un récipient comportant une ouverture (20) pour recevoir ledit échantillon à analyser, et en ce qu'il comprend : un moyen de déplacement horizontal dudit godet avec son ouverture en partie basse dans un premier sens, un moyen de retournement dudit godet pour positionner le 15 godet avec son ouverture en partie haute, un moyen de déplacement en translation dudit godet avec son ouverture en partie haute dans le sens contraire audit premier sens de manière à ce que le godet traverse le flux de matériau lors de son déplacement et qu'un échantillon soit 20 recueilli dans ledit godet, et un moyen de retournement dudit godet pour ramener ladite ouverture en partie basse et pouvoir ainsi vider ledit godet et récupérer ledit échantillon. 2. Dispositif d'échantillonnage selon la revendication 1, 25 dans lequel ledit godet (16) est fixé sur une plaque verticale par un axe de rotation (26), ledit moyen de retournement étant un moyen de rotation autour dudit axe adapté pour effectuer une rotation de 180° dudit godet de façon à ramener ladite ouverture (20) en partie basse et récupérer ledit échantillon 30 lorsque ladite plaque atteint sa position extrême dans le sens contraire dudit premier sens. 3. Dispositif d'échantillonnage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit godet (16) comporte deux lèvres de prélèvement interchangeables (22) qui délimitent une ouverture 35 inclinée par rapport à la paroi du godet et prolongeant ainsiladite ouverture (20), l'écartement desdites lèvres étant en relation avec la granulométrie du matériau à échantillonner. 4. Dispositif d'échantillonnage selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel les morceaux dudit matériau sont de 5 granulométrie variable. 5. Dispositif d'échantillonnage selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit matériau est du minerai.