Brevet FR3039527A1 — publié le 20170203

Microdoseur à régulation du débit massique Domaine technique de l'invention L'invention concerne un microdoseur pour le dosage d'une matière pulvérulente ou granuleuse , comprenant : - un mécanisme d'entraînement d'une partie mobile animée d'un mouvement de va-et-vient rectiligne et dissymétrique, ayant une vitesse de retour plus rapide que la vitesse de l'aller, le sens de l'aller correspondant à la direction de transfert de la matière pulvérulente, - un réservoir contenant ladite matière, et ayant un orifice de sortie de section ajustable pour l'extraction de ladite matière, - et au moins une cellule de pesée pour déterminer le débit massique extrait. Etat de la technique Selon le document EP 1626018, un dispositif de dosage d'une matière pulvérulente utilise un mécanisme d'entraînement oscillant à mouvement rectiligne de va et vient pour extraire et doser une matière pulvérulente contenue dans une trémie ou récipient à orifice de sortie calibré, puis de transférer la masse extraite vers un point d'évacuation. Pour mesurer le débit massique extrait de l'orifice, la trémie est reliée au mécanisme par une lame souple, et prend appui sur une table fixe équipée d'une cellule de pesage formée par un capteur de masse. La variation de masse indique le débit massique, lequel peut être régulé par action sur la fréquence d'oscillation du mécanisme, ou sur 3039527 2 l'ouverture de l'orifice de sortie. Dans ce dispositif, la cellule de pesage est fixe pour la stabilité de mesure. Objet de l'invention 5 L'objet de l'invention consiste à réaliser un microdoseur à perte de poids permettant de calculer en petites quantités et avec précision des débits massiques d'extraction de poudre. 10 Le microdoseur selon l'invention est caractérisé en ce que la cellule de pesée est montée avec le réservoir de poudre à doser sur la partie mobile du mécanisme d'entraînement . Selon un mode de réalisation préférentiel, la cellule de pesée est du type à point 15 d'appui central, comprenant un corps métalique élastique qui se déforme par flexion au fur et à mesure de la perte de poids occasionnée lors de l'extraction de matière pulvérulente, et des moyens de détection susceptibles de délivrer un signal de mesure représentatif de la déformation. L'une des extrémités du corps de la cellule de pesée est montée directement sur un premier support fixé à la 20 partie mobile du mécanisme, alors que l'autre extrémité du corps est assujettie à un deuxième support portant l'ensemble réservoir et goulotte d'extraction de la poudre. La cellule de pesée est donc entraînée et soumise au mouvement du mécanisme. 25 Selon une caractéristique de l'invention, le deuxième support est séparé de la partie centraledu corps par un intervalle axial, lequel est situé au niveau de l'articulation du corps de la cellule de pesée. 3039527 3 La cellule de pesée est connectée à un contrôleur électronique composé d'un régulateur en boucle fermée PID, et d'un variateur de fréquence alimentant le motoréducteur du mécanisme d'entraînement. La vitesse de rotation du motoréducteur est ainsi ajusté pour que le débit de dosage soit le plus proche 5 possible de la valeur de consigne affiché dans le régulateur. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la 10 description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique du microdoseur selon l'invention ; - la figure lA montre une vue de la cellule de pesée utilisée pour mesurer la 15 perte de poids ; - la figure 2 est une vue en perspective du microdoseur après installation d'une enveloppe de protection ; - les figures 3 et 4 sont des vues en perspective représentant l'ensemble réservoir et goulotte respectivement après et pendant le réglage de l'orifice 20 de sortie du réservoir ; - la figure 5 montre le montage du réservoir et de la goulotte sur le deuxième support , - la figure 6 est une vue en coupe verticale de la figure 5 ; - la figure 7 illustre le schéma synoptique de régulation pour le dosage. 25 Description d'un mode particulier de réalisation En référence aux figures 1 et 2, un microdoseur 10 de matière pulvérulente ou granuleuse, comporte un mécanisme d'entraînement 11 destinés à produire un 3039527 4 mouvement rectiligne alternatif de transfert, une goulotte 12 de guidage et de transfert constituant l'organe transporteur de la matière pulvérulente ou granuleuse, un réservoir 13 contenant de ladite matière pulvérulente à doser, et alimenté par une trémie 14 de stockage placée au-dessus du réservoir 13. 5 Le mécanisme d'entraînement 11 est constitué par un motoréducteur accouplé à un système de transformation de mouvement à came rotative destiné à entraîner une partie mobile 15 selon un mouvement rectiligne de va-et-vient . Ce mouvement est dissymétrique avec une course horizontale ajustable de 0,5mm 10 à 20mm. Le motoréducteur et le système de transformation à came sont logés dans la partie fixe 16 du mécanisme, laquelle est située sous la partie mobile 15. Un tel mécanisme est décrit à titre d'exemple dans le document EP 1401746 15 (Gourjon). Tout autre actionneur électromécanique à va-et-vient peut bien entendu être utilisé. La fréquence d'oscillation dépend de la vitesse de rotation du motoréducteur. Elle est comprise de préférence entre 5 et 100Hz, et la vitesse de déplacement 20 de la partie mobile 15 dans le sens retour est plus rapide que celle du sens aller, cette dernière correspondant à la direction de transfert ou d'extraction de la matière pulvérulente. Le rapport des vitesses à l'aller et au retour est compris entre 1/5 et 1/50. La matière pulvérulente est soumise à des accélérations inversées, ce qui a pour effet de la mettre en mouvement dans le sens aller, en 25 fluidisant et en cassant les agglomérats. A la partie mobile 15 du mécanisme 11 est associée une cellule de pesée 17 solidaire de l'ensemble réservoir 13 et goulotte 12 d'extraction. La cellule de pesée 17 du type à point d'appui central, comprend un corps métalique 3039527 5 élastique qui se déforme par flexion au fur et à mesure de la perte de poids occasionnée lors de l'extraction de matière pulvérulente, et des moyens de détection 18 susceptibles de délivrer un signal de mesure S correspondant à la déformation. 5 Sur les figures 1 et 1A, on note que l'extrémité de droite 19 du corps de la cellule de pesée 17 est montée directement sur un premier support 20 fixé à la partie mobile 15 du mécanisme. La partie centrale de la cellule de pesée 17 est séparée du premier support 20 par un léger jeu J. Et l'extrémité de gauche 21 10 du corps est assujetti à un deuxième support 22 portant l'ensemble réservoir 13 et goulotte 12 d'extraction de la poudre. Le deuxième support 22 est séparé de la partie centrale par un intervalle 28 axial, lequel est situé au niveau de l'articulation du corps de la cellule de pesée 17. La variation de poids P est appliquée sur l'extrémité de gauche 21 de la cellule de pesée 17 en provoquant 15 la déformation du corps (voir flèche F). Sur les figures 3 et 4, la base du réservoir 13 est munie d'un orifice 23 de sortie dont la section est réglable. Il suffit de tourner le réservoir 13 par rapport à l'embase 24 fixe de la goulotte 12 après déblocage d'une cale d'arrêt 25 (figure 20 4). Lorsque le réglage de l'orifice 23 est réalisé, on maintient le positionnement angulaire du réservoir 13 en rebloquant la cale d'arrêt 25 sur une collerette 26 annulaire du réservoir 13 (figure 3) pour l'immobiliser en rotation. Le réservoir 13 et une grande partie du corps de la cellule de pesée 17 sont 25 ainsi montés en porte-à-faux sur le premier support 20 de la partie mobile 15 du mécanisme 11 d'entraînement. Le mouvement en va-et-vient dissymétrique du mécanisme 11 est guidé avec précision par des rails de guidage 31 ce qui engendre un écoulement de poudre le long de la goulotte 23 d'extraction. La cellule de pesée 17 va détecter la diminution de la masse due à cet écoulement 3039527 6 progressif, en délivrant le signal de mesure S à un contrôleur électronique 27 de régulation du débit massique. Le contrôleur électronique 27 pilote l'alimentation électrique du motoréducteur du mécanisme d'entraînement 11. Quand la cellule de pesée 17 se déforme, c'est à dire que l'extrémité de gauche 21 mobile monte 5 ou descend, le signal de mesure S est transmis au contrôleur 27 qui détermine quelle quantité de poudre doit être vidée du réservoir 13 avant de commander l'arrêt du mouvement de translation du mécanisme 11. Le microdoseur 10 est logé dans une enveloppe 29 de protection (figure 2), par 10 exemple de forme parallépipédique, dont l'une des faces transversales est pourvue d'une ouverture 29 pour le passage du deuxième support 22 mobile et de l'ensemble réservoir 13 et goulotte 12. Le mécanisme d'entraînement 11, la cellule de pesée 17, et le contrôleur électronique 27, sont enfermés à l'intérieur de l'enveloppe 29. 15 Sur les figures 5 et 6, l'équipage mobile constitué par le réservoir 13 et la goulotte 12, est monté dans une glissière 32 du deuxième support 22 pour assurer un mouvement oscillant strictement horizontal. La course du deuxième support 22 est limitée longitudinalement par un jeu de deux butées 33, 34 20 autorisant la formation d'une succession de chocs lors du mouvement oscillant aller-retour. Ces chocs favorisent l'extraction de la poudre de l'orifice de sortie 23 du réservoir 13, et contribuent au décolmattage en cassant les petits agglomérats. L'une 33 des butées peut être ajustée en longueur par une vis de réglage 35. 25 La figure 7 montre le schéma synoptique du contrôleur électronique 27 composé d'un régulateur 36 en boucle fermée PID, et d'un variateur de fréquence 37 alimentant le motoréducteur M du mécanisme d'entraînement 11. Le signal de sortie S représentatif de la déformation de la cellule de pesée 17 3039527 7 est envoyé dans le régulateur PID 36. A une fréquence d'acquisition élevée, le poids P est enregistré, puis comparé à la valeur précédente. L'écart de poids provenant de la sortie de la poudre, est mesuré à une fréquence constante, ce qui permet de calculer un débit massique d'extraction de poudre (exprimée en 5 g/sec ou kg/h). Cette valeur de débit traitée par le régulateur PID 36, ajuste la valeur de la vitesse de rotation du motoréducteur M par l'intermédiaire du variateur de fréquence 37, pour que le débit de dosage soit le plus proche possible de la 10 valeur de consigne R. Selon une variante de réalisation, la configuration du microdoseur peut être dédoublée, en étant équipée de deux cellules de pesée 17 disposées en parallèle et s'étendant parallèlement l'une à l'autre pour le support du réservoir 15 13. Il en résulte une augmentaton de la rigidité de l'ensemble, et une diminution des vibrations parasites sur les cellules. La qualité du signal de mesure est ainsi améliorée, avec une meilleure précision finale. REVENDICATIONS1. Microdoseur pour le dosage d'une matière pulvérulente ou granuleuse , comprenant : - un mécanisme (11) d'entraînement d'une partie mobile (15) animée d'un mouvement de va-et-vient rectiligne et dissymétrique, ayant une vitesse de retour plus rapide que la vitesse de l'aller, le sens de l'aller correspondant à la direction de transfert de la matière pulvérulente, - un réservoir (13) contenant ladite matière, et ayant un orifice de sortie (23) de section ajustable pour l'extraction de ladite matière, - et au moins une cellule de pesée (17) pour déterminer le débit massique extrait, caractérisé en ce que la cellule de pesée (17) est montée avec le réservoir (13) sur la partie mobile (15) du mécanisme (17) d'entraînement 2. Microdoseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellule de pesée (17) est du type à point d'appui central, comprenant un corps métalique élastique qui se déforme par flexion au fur et à mesure de la perte de poids occasionnée lors de l'extraction de matière pulvérulente, et des moyens de détection (18) susceptibles de délivrer un signal de mesure S représentatif de la déformation. 3. Microdoseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'une des extrémités (19) du corps de la cellule de pesée (17) est montée directement sur un premier support (20) fixé à la partie mobile (15) du mécanisme (11), alors que l'autre extrémité (21) du corps est assujetti à un deuxième support 3039527 9 (22) portant l'ensemble réservoir (13) et goulotte (12) d'extraction de la poudre. Microdoseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie centrale de la cellule de pesée (17) est séparée du premier support (20) par un léger jeu (J). Microdoseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le deuxième support (22) est séparé de la partie centrale par un intervalle (28) axial, lequel est situé au niveau de l'articulation du corps de la cellule de pesée (17). Microdoseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'équipage mobile constitué par le réservoir (13) et la goulotte (12), est monté dans une glissière (32) du deuxième support (22) pour assurer un mouvement oscillant strictement horizontal. Microdoseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le réservoir (13) et la goulotte (12) coulissent à l'intérieur de la glissière (32) durant une 20 course délimitée par un jeu de deux butées (33, 34) provoquant la formation d'une succession de chocs lors du mouvement oscillant aller-retour. 8. Microdoseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cellule de pesée (17) est connectée à contrôleur électronique (27) 25 composé d'un régulateur (36) en boucle fermée PID, et d'un variateur de fréquence (37) alimentant le motoréducteur M du mécanisme d'entraînement (11). 4. 5 5. 10 6. 157.