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*procédé et appareil pour peser en continu de* matières sur un transporteur"
La présente invention eat relative à des sys- tèmes de mesure et elle vise particulièrement un nouveau sys- tème pour mesurer le poids de matières solides lorsqu'alles sont fournies sur un transporteur.
Le but principal de la présente invention est d'offrir un procède et un appareil utilisant une source radio- active et un détecteur pour peser en continu, et avec une grunde précision, des matières qui sont fournies à un transporteur à courroie ou d'un autre type.
Dans le passe, il a été classique de peser des matières sur un transporteur à courroie ou analogue à l'aide de diverses balances de courroie mécaniques utilisant des équilibres
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avec des balanoeo à fléau, des jauges de tension, de* transro tours différentiel)*, dg* cellules de charge pneumatique. ou hy-. druuliqueul etc* Ces systèmes de pesée mécanique ne sont pas com- plètement satisfaisants sous de nombreux pointe de vue. En premier lieu, leur précision est affectée par de nombreux facteurs
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externes et inaontr81ablbs, tels que If murs baliatiqa8a,1* variations de tension de la courroie, de vitesse de celle-ci,etc.
De plus, ces ensemble. de posée mécanique exigent des Pièce* mobile$ en contact avec la courroie, de telle aorte que dana cer- taines installations leur fonctionnement eat rapidement perturbe,
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en particulier lorsque des matières abrasives sont pulée8,Ce. jauges exigent fréquemment un entretien excessif et par néaessitd elles doivent être situées en un emplacement aisément acces.-nible, De mdmei les jauges doivent être fréquemment calibrées, ce qui exige l'utilisation de poida et de chaînes spéciaux.De plus, l'installation de ces jauges exige fréquemment la mise en oeuvre de sections de transporteur spéciales, de fondations par-
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tioulières, eto, qui ne sont pas seulement onéreuses, mais qui font perdre un emplacement appréciable.
Encore un autre inconvénient des Jauges mécaniques est qu'elles ne peuvent pas Atre utilisées avec de nombreux types de transporteurs, par exemple des transporteurs à chaîne traînante, des transporteurs à vibra-
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tiona ou des transporteurs à tablier.
Il a également été proposé dans le passé de pesés! certains types de matiéres,telloeque de la bagasse, à l'aide d' ! une source radio-active et d'un détecteur d'énergie de rayonnerez'' ,disposés sur des cotés opposés du transporteur de matière, Bien que ce type d'appareillage se soit révélé généralement satisfaisant dans quelques installations, son utilité est limitée par nature à la manipulation de matières de densité faible, assez uniforme, sur des transporteurs sur lesquels le contour de la matière est soigneusement commandé par des racleurs ou des éléments analogues.
Par nature, ce genre d'appareillage introduit d'importantes erreurs, totalement inacceptables, lorsque le profil de
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la matière sur la courroie est modifié dans une mesure apprécia.. ble quelconque. Par exemple, das erreurs de l'ordre de 20% et plus sont rencontrées lorsque des mesures sont effcotuées d'exactement la même quantité de matière dont la configuration sur la oourroie suit deux profils différents, De môme,pour mesurer des matières denses, telles que des minerais, etc/.en .tiltsaut de tell appareillages, l'on devrait utiliser une source de rayonnement excessivement importante,
Il en résulte que ce type d'appareillage n'est d'utilisation pratique que pour un nombre excessivement limité d'installations destinées à manipuler des types très limi* tés de matière,
Le système de pesée suivant la présente invention .élimine chacune de ces difficultés. Plus particulièrement, le présent système de pesée est du type sans contact, c'est-à-dire qu'il n6 comprend aucune pièce qui vient en contact soit avec le transporteur, soit avec la matière qui est transportée, et par , conséquent il élimine les difficultés propres aux systèmes de pesée mécaniques. De plus, le présent système peut être utilisé pour poser tous les types de matières avec une précision élevée, malgré des variations quelconques dans le profil de la matière.
Ainsi, le présent système ne présente pas les limites imposées aux appareillages de pesée du type radio-actif antérieurs.
Plus particulièrement, le présent système comprend une source répartie de matière radio -active et un détecteur allongé. Le détecteur et la source s'étendent horizontalement suivant une direction transversale par rapport au transporteur e la sont espacés entre eux dans un plan vertical, avec le tra naporteur situé entre eux. Ainsi,les rayonnements émis à partir de la source répartie traversent le transporteur et la matière ! que celui-ci porte et ils viennent frapper le détecteur allongé.
Le détecteur, qui peut être d'un type approprié quelconque, telle qu'une chambre d'ionisation, un compteur de Geiger ou un générateur électrique à énergie rayonnante ( cellule Olunart) est efficace pour produire une circulation de oourant électrique qui est
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en rapport avec la quantité du rayonnement frappant le détecteur.
Etant donné que cette quantité de rayonnement est à son tour fene tion de la quantité du rayonnement absorbé par la matière sur le transporteur, le courant du détecteur est une fonction du poids ' de la matière sur le transporteur dans la zone explorée par la source et le détecteur. Dans la plupart des cas, ce courant est ensuite multiplié par un signal tachymétrique ou analogue, en rapport avec la vitesse de la courroie et le signal résultant est' intégré pour donner le poids total de matière fournie par le transporteur@ Si la vitesse de la courroie reste pratiquement constante, le signal tachymétrique peut être éliminé et le si- gnal du détecteur peut être amplifié et intégré pour donner une indication directe du poids fourni.
L'un des avantagea principaux du présent système de pesée est qu'il peut être utilisé pour mesurer tous les types de matières avec une précision extrême. Par exemple, certaines installations se sont révélées précises dana des limites d'un quart de pouroent et une précision d'un demi pouroent peut aisé- ment être obtenu pendant une période de fonctionnement importan- te quelconque, par exemple une heure ou plus, L'on a déterminé de façon empirique que la pré- , aente précision élevée est due pour une part importante à l'éli- mination ou à la réduction au minimum des erreurs dues aux va- riations du profil de matière sur le transporteur.
En pratique, ' une matière en vrac sur un transporteur n'est pas située symé- triquement avec le point haut de la matière au centre du trans- porteur. Au contraire, ce point haut tendra à se déplacer d'une façon erratique d'un coté du transporteur à l'autre. Au premier abord, il semblerait que les effets de ce profil variable pour- raient être éliminés au mieux en faisant passer un faisceau de rayonnement dans un plan horizontal à travers la matière.
En mê- me temps, il semblerait que 1'orientation du faisceau de la sorte offrirait la mesure la plus précise de la quantité de la matière; sur le transporteur, étant donné que le niveau de matière serait'
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mesure par rapport 1 un fond d'air ayant une densité très infé- rieurs à celle de la matière el1.-8me,
La présente invention cet basée en parti* sur la découverte empirique et la détermination du fait que le* erreurs
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duos au shan60menl du profil volumétrique ou de densité sont réduite.
au minimum et qu'une précision de ponde optimum cet obtenue non pas en faisant passer un faisceau de rayonnomont dans un plan horizontal# mais plutôt en faisant passer le faisceau verticalement entre une source de rayonnement repartie ot un dé- tecteur allongé, chacun de ceux-ci ayant une longueur efficace égale ou supérieure à la largeur maximum de la matière sur le
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transporteur.
Lorsqutune source et un détecteur ayant une telle configuration sont utilisés, le 8ianal de sortie du détecteur est en rapport précis avec le poids de matière sur le transpor," teur malgré les variations quelconques de la hauteur de la mutière ou de la forme du profil, De plue, étant donueS que le pro" sent dispositif de pesée ne vient pas en contact avec le trams- ; porteur, la précision du groupe est totalement indépendante de ' l'angle du transporteur, de sa tension, de son vibrations ou de ) sa direction, de telle sorte que la présente jauge peut être utilisée sur des transporteurs réversibles si on le désire.
Un autre avantage important du présent procède dt
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pesée, en plus de sa gr,aide précision, est qu'il peut être utili se sur tous les types de transporteurs, y compris les transpor-
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tours vibrants, les transporteurs à chaîne traînante et les tran<) porteurs du type à tablier, en combinaison avec lesquels il n'a jusqu'à présent pas été pratique de prévoir une posée automatique
Conune expliqué plus en détails ci-après, dans une forme préférée d'appareils de pesée construits suivant la présen- te invention, le détecteur est constitué par un empilage de gé- nérateurs électriques allongés, à énergie rayonnante, ou cellulet
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Ohmart.
Ces cellules Ohmart agissent de façon a transformer l'é- nergie rayonnante qui les frappe en un faible courant électrique qui est amplifié et envoyé à l'enregistreur de poids. Cette formi
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de réalisation préférée de l'appareil est particulièrement avan- tageuse en ce que la précision de la au est améliorée par une réduction au minimum des effet* des variations statistiques des rayonnements provenant de la source radio-active.
Il a en outre été déterminé empiriquement que les caractéristiques de sensibilité ou de réponse du générateur ctrique à énergie rayonnante qui éliminent les erreurs duos aux parasites n'affec- tent pas de faon perturbatrice la précision de la mesure de poids même loraque des variationa rapides de ce poids aont l'en.. contrées, pomme elles peuvent être provoquées par la présence d' une grosse pierre ou d'un vide important sur le transporteur.
Encore un autre avantage d'une forme de réalisa. tion préférée du présent appareil est qu'elle n'exige aucune sec- tien de transporteur spéciale ou de système analogue et qu'elle -est*. aisément installée dans un minimum d'espace. Par exemple, 8 pouces seulement de la longueur du transporteur et une hauteur minimum, par exemple de l'ordre de deux pieda depuis la base du transporteur sont nécessaires, sans exiger une redisposition des rouleaux tous ou autres transformations du transporteur.
Plus particulièrement, une forme de réalisation préférée de l'appareil comprend un châssis en C avoo de* bras horizontaux supérieur et inférieur disposée au-dessus et en des- doue du transporteurs Un bras abrite le détecteur allongé, tandis que l'autre bras abrite la source allongée. Cette unité est rapi- dement et aisément montée en un point désiré quelconque sur la longueur du transporteur, avec les bras s'étendant transversale- ment par rapport à celui-ci.
Etant donné que l'unité n'exige que peu d'entretien, elle peut être située en une position relative- ment inaccessible, si on le désire, Les bras sont espacés d'une: distance minimum offrant un passage suffisant pour le transpor- taur et la matière. Par conséquent, non seulement les exigences en volume de l'appareil sont réduites au minimum, mais de plus la quantité de matière radio-active requise est réduite.
Encore un autre but de la présente invention est
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d'offrir des moyens faciles pour calibrer le dispositif d'enre- gistrement de poids. Plus particulièrement, suivant la présente invention, la source radie-active allongée est moutée de façon .
mobile dans un support en matière absorbant les rayonnements,tel que du plomb, et des moyens sont prévus pour situer sélectivement la source en trois positions ! une position fermée dans laquelle la source est pratiquement isolée, une position ouverte dans la- quelle une quantité maximum de rayonnement provenait do la source est émise vers le haut en un faisceau concentré traversant la transporteur, pour venir frapper le détecteur, et une position de calibrage dans laquelle la source est partiellement isolée,de telle sorte que seule la quantité de rayonnement correspondant à. un poids de matière connu sur le transporteur vient frapper le détecteur.
La présente source comprend des moyens pour fixer de , façon ajustable la source dans cette position de calibrage, de telle sorte que la source puisse être aisément ramenée à cette position chaque fois que l'on désire calibrer le groupe.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
La figure 1 est une vue schématique et un schéma de circuit d'une forme de réalisation d'un système de pesée à transporteur suivant la présente invention.
La figure 2 est une vue schématique transversale d'un'transporteur et d'un appareil de pesée suivant l'invention. '
La figure 3 est une vue en coupe transversale d' , un sporteur, représentant l'appareil de posée suivant l'inven- tion,
La figure 4 est une vue en bout de l'appareil de ; , la figure 3.
La figure 5 est une vue en plan de dessus de 1' appareil de la figure 3.
La figure 6 est une vue, aveo certaines parties: éliminées par brisure, pour représenter des détails de construc-
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ction, du bras de support de détecteur du châssis en forme de C.
La figure 7 est une vue à grande échelle d'un em- pilage de détecteurs, avec certaines parties éliminées par brisure' pour en représenter les détails de construction,
La figure 8 est une vue en coupe du bras porteur ! de source du châssis en forme de C,
La figure 9 est une vue en élévation frontale du bras porteur de source du châssis en C, avec certaines parties ! éliminées par brisure pour en représenter les détails de cons- truction.
La figure 10 est une vue en bout du bras porteur de source du châssis en C, tel qu'observé suivant la ligne 10-10 de la figuzw 8.
La figure 11 est une vue en coupe transversale suivant la ligne 11-11 de la figure 8.
La figure 12 est une vue en coupe longitudinale d'un détecteur élémentaire,
La figure 13 est un graphique donnant une compa- raison entre la réponse effective du présent dispositif et la ré- ponse théorique vis-à-vis d'une large variation dans le poids de' la matière,
La figure 14 est un graphique donnant une compa- raison du dessin de rayonnement à partir d'une source ponctuelle! et à partir d'une source en forme de bande.
Une forme préférée du système de pesée 10 réali- sée suivant les principes de la présente invention est représen- tée schématiquement aux figures 1 et 2, Comme représenté dans ae figures, le système est utilisé pour mesurer le débit volumétri-. que de matière 11 portée par un transporteur à courroie 12. Le présent système peut être utilisé pour peser une matière quelcon- que, que celle-ci soit transportée à l'état sec, sous forme de boue ou même à l'état de liquida visqueux sur le transporteur .
Des exemples de matières qui ont été manipulées avec succès sont le charbon, la chaux, les scories, des engrais, du gravier et
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des Minorais de divers types. De même, bien qu'on ait représenté
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un transporteur à courroie aux dessins, le prêtent ayst&Mc peut également être utilisé pour mesurer une matière sur un tranwpor- tour vibrant (ou fournisseur vibrant), un transporteur à tablier ! ou un transporteur traînante
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Le présent système comprend crssant3,alïetnaet une unité détectrice de masse 13, du type rayonnemeiits Cette ui3,tû ;
comprend une source radio-active 14, repartie et diapozso horizon talement, et un détecteur allongé parallèle 13* La source 14 so présente de préférence nous la tonne d'une bande pratiqueasnt continue de matière radio-activo, d'une longueur 14côromont au- périeure à celle de la courroie A titre de variante, la source
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14 peut comprendre plusieurs sources ponctuelles espacdos ai de façon à donner un dessin de champ reparti pratiqusmant oenetant sur la largeur de la matière située sur le trrazrxi>oxtaur,d , une façon généralement analogue à celle d'une source en forme de] bande continue, A titre d'exemple, une forme de construction de
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source ponctuelle comprend cinq sources ponctuelles eopaoeex 4- galement,
qui sont disposées sur une ligne horizontale tr4uiever- sale# avec les sources externes situées lg'reMent au-delà des limites de la position do la matière sur la courroie. Le détec- teur 15 comprend de préférence un détecteur pratiquement continu d'une logueur efficace supérieure à la largeur de la matière sur la courroie. Ce détecteur peut comprendre un détecteur unique ou plusieurs détecteurs distincte,
Dans la forme de réalisation particulière repré-
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tentée, la source 14 est montée en dessous de la courroie, tand- is que le détecteur 15 en forme de bando est situé au-dessus de la courroie.L'on se rendra compte que la position relative de la source et du détecteur peut être inversée sans s'écarter de la présente invention.
En tous cas, toutefois, la source et le détec teur sont espacés à la fois de la charge et de la courroie, La source radio-active 14 émet un rayonnement sous la forme de rayons gamma (à titre de variante on pourrait utiliser une souro<
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du type "Bremaetrahling" ) qui traversent la mntiere sur le tran*/ Porteur k courroie et qui viennent frapper le détecteur 15, Une partie du rayonnement est absorbée par la matière sur le trans porteur, de telle aorte que la quantité de rayonnement frappant le détecteur est atténuée par la masse de la matière sur le trans- porteur qui ont interposée entre la sour et le détecteur
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Comme expliqué plus en Qusulia oi-apréa,
10 ddtea.É tour 15 agit de façon à provoquer la circulation d'un courant électrique qui est en rapport avec la quantité de rayonnement frap pant le détecteur. Une forme préférée de détecteur est un généra-
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teur rae-ie-éloctrique travaillant suivant les principes décrits dans une demande de brevet aux Etats-Unîjs d'Amérique n" de série 591*173, déposée le 13 juin 1956.
Un détecteur de ce type engen- dre un courant électrique qui est en rapport avec la grandeur du rayonnement qui le frappe, A titre de variante, le détecteur 15
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peut 6tro d'une forme appropriée quelconque, tel qu'un tube do Geiger ou une chambre d'ionisation, qui agit en fait en tant que résistance variable permettant une circulation de courant qui est fonction de la quantité de rayonnements frappant la chambre, Bien!, que le détecteur soit de préférence un détecteur sous forme de bande pratiquement continue, il est envisagé que ce détecteur puisse également comprendre plusieurs détecteurs espacés s'éten- dant sur la largeur de la matière sur le transporteur. Cotte dernière construction est destinée à être englobée dans l'expression
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"détecteur a7nd" .
Le courant de sortie du détecteur est en fait en rapport avec la poids do la matière par unité de longueur de la courroie. Ce signal de courant de sortie qui peut être très faibl
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par Exemple de l'ordre de 10-10 ampère , est amplifié par un anxplificateur convenable 16* Dansa le système particulier représenté à la figure 1, le signal de sortie provenant do cet amplificateur est appliqué à un enregistreur de poids par unité de longueur 17 et à un mécanisme multiplicateur do l'enregistreur de débit 18.
Ce mécanisme multiplicateur de l'enregistreur de débit 18 reçoit éga
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lement un signal électrique qui est en rapport avec la vitesse de la courroie, Ce signal électrique, qui est engendré par un tachy- mètre 20 relié à un rouleau fou, un rouleau d'alimentation. ou un rouleau de retour du transporteur, est applique à un enregistreur de vitesse 21 aussi bien quà l'enregistreur de débit 18.
Plus particulièrement,dans une forma typique d' agencement multiplicateur, la. tension du tachymètre est tranemise à un fil à oontact glissant de retransmission d'un mécanisme en- registreur sur diagramme, à bande potentiométrique normale. Le signal du détecteur, tel qu'amplifié par l'amplificateur 16, est appliqué à l'enregistreur 18 pour situer la prise sur le fil à contact glissant.
Il en résulte que le signal de* sortie depuis le prise sur le fil à contact glissant jusqu'à la masse est le pro- duit de livres par pied multipliée par des pieds par minutât c'est -à-dire des livres par minute, ce qui est le débit,, Le signal de débit est alors envoyé à un autre style enregistreur,, pour un enregistrement permanent. Un mécanisme intégrateur approprié totalise ce signal do débit pour obtenir le total des livres ou des tonnes de matière transportées pendant une période de temps donnée.
Ce poids total est enregistré sur le totalisateur 22,
L'on se rendra compte que quand la vitesse de la courroie est maintenue pratiquement constante, c'est-à-dire avec une variation inférieure à un demi pouroent pour la plupart des installations, le tachymètre 20 peut être éliminé étant don- né que le signal de détecteur, qui est en fait "des livres par pied linéaire", constitue également un signal de débit "livres p inute". Par oonséquent, ce signal peut être intégré pour donner les livres ou les tonnes totales circulant pendant un temps choisi, ce nombre étant enregistré dans le totalisateur 22,
Les détails de construction d'une forme de réa- lisation préférée du groupe indicateur de débit 13 aont donnés aux figures 3 à 12, Comme représenté, une matière telle que du minerai , ou une matière analogue à peser, est transportée sur le transporteur 12. Ce dernier comprend une courroie sana fin
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23 supportée par.une série de rouleaux fous 24, de telle sorte que la courroie comprend une partie de paroi de fond horizontale 25 et deux parties latérales 26 et 27, s'écartant sous un angle dirigé vers le haut. Le transporteur forme ainsi une auge desti- née à supporter la matière ll qui est chargée sur le transporteur d'une façon erratique classique.
Le groupe détecteur de masse 13 comprend un or- gane de chassie en C 28 possédant un bras supérieur horizontal 30 et un bras inférieur horizontal 31,qui sont reliés entre eux par un bras vertical 32. Les bras sont de préférence maintenus en alignement parallèle à l'aide d'un étrésillon 33 boulonné ou fixé d'une autre façon à des organes d'extrémité 34 et 35 qui sont reliés par. des filetages aux extrémités libres des bras 30 et 31,respectivement. Le châssis en C 28 est monté rigidement sur un organe de base 36, de telle sorte que les bras 30 et 31 s'étendent transversalement par rapport au transporteur 12, avec le bras 31 situé en dessous du transporteur et le bras 30 au- dessus de celui-ci.
Le bras 30 abrite un empilage détecteur allongé 15, tandis que le bras inférieur 31 abrite une source de rayon- nement allongée 14. Les détails du montage de la source de rayon-! nement et de la construction du détecteur seront décrits ci-après Il est important de remarquer en ce point, toutefois, que la lon- gueur efficace de l'empilage détecteur 15 est telle que les dé- tecteurs chevauchent au-moins l'entièreté des limites de réparti- tion de la matière sur la courroie. De méme, la source de rayon- nement a une longueur telle ou est répartie de telle aorte que sa longueur efficace soit égale ou légèrement supérieure à la largeur de la matière sur la courroie.
Les détails de construction d'une source et d'un support approprié sont donnés aux figures 8 à 11. Comme représen- té, un support de source est monté dans le bras 31, qui est de configuration cylindrique creuse. La source est montée dans un bottier cylindrique à parois minces 37. Le bottier 37 est mainte.
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nu en place dans le bras 31 d'une façon appropriée quelconque
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et il cet rempli d'un absorbeur appropriés tel que du plomb D89 La matière absorbante cet dotée d'un alésage cylindrique creux 40 dans lequel est adapté à force un tube 41. Le tube 41 reçoit à rotation un tube interne 42.
Ce dernier cet également rempli
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d'un ab80rb.ur, tel qu'un cylindre de plomb 4,.
L'absorbeur 43 présente un alésage longitudinal excentrique 44 dans lequel est monté un petit tube 43 et une barn re radio-native 14, constituant la source et faite de césium 137.
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Cette barre cet aituôe à l'intérieur du tube 45 à l'aide de bouchone d'extrémité 46. Les extrémités du tube interne 42 sont de marne t:erm'fa à l'aide dforganou de capuchon i' et 48. L'organe de recouvrement ou de capuchon 47 porte un bout d'arbre 50 qui cet tourillonné à rotation dana la paroi d'extrtiumiti j1 du carter ou bottier 37, De même, un organe do came 48 est fait en une pièce
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avec l'arbre 2 ou lui eat a8eci<! d'une façon appropriée quelconque. L'arbre 32 n'étend vers l'extérieur à travers la paroi d'extrémité bzz du bottier bzz' et il eat tourillonne à rotation dans un organe de manchon 54 monté dans cette paroi.
L'extrémité externe do l'orw1e d'arbre 52 est toitrillonn40 à rotation dans un,organe de palier 55 monté dans une ouverture do la paroi 56 du bras vertical 32 du châssis en terme de C,
L'arbre 52 porte un organe de poignée 58 qui est fixé rigidement à l'arbre d'une façon appropriée quelconque, par exemple à l'aide d'une vis de serrage 60. La poignée 58 porte é-
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gaiement un boulon de verrotiillage 61 prévu pour engager des 8y dements 62 et 63 usines dans la paroi 56.
Lorsque la poignée est mise en rotation de telle aorte que la goupille de verrouillage 61 engage l'évidement 63, comme représenté aux figures 8 et 11,
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la source 14 est placée au centre du bottier 37 et le rayonnemonti provenant de cette source est efficacement isolé par les absorbeurs en plomb 43 et 38, Toutefois, lorsque la poignée 58 est ame née à tourner de 1800 pour situer la goupille de verrouillage 61 en alignement avec l'ouverture 62, le cylindre interne 42 est
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amené à tourner de 180 , de telle sorte que la source radio-
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active 14 est disposée sur la périphérie externe du tube exterieur 41.
Damna cette poaition, le rayonnement provenant de cette' nou2roo eat émie vers le haut a travers la matière 11 sur le trans, porteur 12 et Il vient frapper le détecteur 1$. Le rayonnement est concentr4 à l'aide de deux organe* de jentration espacés 49, s'étendant longitudinalement par rapport au bottier 37. Ces organes collimateurs août d'une construction appropriée quelcon- que, par exemple du plomb coulé dans des encadrements en tôle,
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etc.
Les graanes *ont montée sur le boîtier d'une façon appro.. pride quelconque*
La source 14 peut également être située dans une troisième position, ou position de calibrage* Dans cette position la source oat disposée entre la position utermée représentée à la figure 11 et la position "ouverte" dans laquelle la source est située au voisinage de la périphérie du tube 37. Dans la poaition de calibrage, la source émet une quantité de rayonnement qui simule, une quantité prédéterminée de matière aur la courroie. La position de calibrage eat déterminée par la rencontre
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de la poignée 58 avec une via d'arrêt 59 montée dans une équerre, 49.
Les détails d'une forme de réalisation préférée , du détecteur 15 sont représentés au mieux aux figures 6.7 et 12.
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Coitune représenté à là figure 12, le détecteur 15 comprend un expilage de générateurs électriques à énergie rayonnante 64, ou cellules Ohmartt Chaque générateur électrique à énergie rayonnant te 64 co'aprand une enveloppe cylindrique 65 faite de laiton ou d'une autre matière perméable au rayonnement,, Une extrémité du bottier est fermée à l'aide d'un organe de bout en tôle 66 présentant une bride périphérique 67 qui est soudée ou brasée sur la paroi d'enveloppe cylindrique 65.
La paroi d'extrémité 66 est espacée intérieurement de l'extrémité de la paroi d'enveloppe cylindrique afin de former un espace annulaire qui abrite un organe
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de joint isolé 68e tel qu'un joint verre sur Hovart Un fil de
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connexion 69 traverse ce joint et il est connecta, connu* décrit ci-après, à l'une des électrodes.
L'extrémité opposée du bottier est enferméspar une lourde plaque 70 qui est soudée au bottier et qui comprend une bride annulaire 71, s'étendant vers l'extérieur, qui a un diamètre externe pratiquement égal au diamètre interne de la bri de formée sur l'extrémité opposée.
L'aile ou bride annuiaire 71 présente une gorge périphérique dans laquelle est Monté un segment toroîdal 72. La plaque 70 présente une ouverture tarau- dée destinée à recevoir une soupape appropriée 79 qui est introduite pour fermer l'enveloppe après qu'un Gaz de remplissage ionisable, tel que de l'Argon, ait été introduit dans la cellule.
La plaque 70 présente également une ouverture dans laquelle est monté un organe de joint approprié. tel qu'un joint verre sur Kovar 73. Une goupille conductrice 74 traverse ce joint pour pé- nétrer à l'intérieur du bottier.
Une colonne centrale 75 engage par un pas-de-via un évidement formé sur la face interne de la plaque 70. Cette colonne est faite d'acier ou d'une autre matière conductrice et elle s'étend pratiquement sur toute la longueur du bottier. L'extrémité opposée de cette colonne présente une ouverture taraudée 76 qui reçoit un boulon 77 afin de fixer une plaque de support cylindrique 78 en position sur l'extrémité de la colonne. La plaque 78 présente une gorge annulaire destinée à recevoir et à supporter une extrémité d'une électrode négative cylindrique 80.
L'électrode négative80 comprend une feuille cy- drique en laiton, revêtue d'une matière active telle que du cadmium, du magnésium ou du zinc. L'électrode est placée dans la gorge périphérique de la plaque de support 78 et elle est brasée ou soudée sur la plaque. En plus de l'organe d'électrode négative cylindrique, la paroi intérieure du bottier 65 et la surface extérieure de la colonne 75 sont revêtues de la même matière qui est utilisée pour revêtir le cylindre. Ces trois éléments se trot vent en connexion électrique entre eux, étant donné que l'or-
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gane de support 78, le bottier 65 et la colonne 75 sont tous élec triquement conducteurs.
Une bague de montage annulaire en laiton 81 est montée dans l'enveloppe ou boîtier 65 au voisinage immédiat de la plaque d'extrémité 70' La bague 81 est espacée de la plaque et en est électriquement isolée à l'aide d'un isolant approprie, tels qu'une bague de Teflon 82, La bague de Teflon et la plaque sont maintenues en position à l'aide de boulons 83 qui enga- gent par un pas-de-vis des ouvertures formées dans la plaque d' extrémité 70' Les boulons 83 sont électriquement isolés de la plaque 78, par exemple à l'aide de rondelles en Teflon 84.
La bague de montage 81 présente deux gorgea ou rainures concentriques destinées à recevoir des organes d'électro ,de positive 85 et 86. Ces électrodes sont des électrodes tubu- laires en une matière qui est différente sur le plan électro- chimique de la matière d'électrode négative. Par exemple, des électrodes positives 85 et 86 peuvent 8tre faites de tubes d'ac- ier ou de tôles,'de laiton revêtus de dioxide de plomb ou de gra- phite colloïdal.' L'assemblage d'électrode positive, comprenant ' les électrodes 85 et 86, est relié électriquement à la broche 60 qui est reliée à l'électrode cylindrique interne 86.
Les élec- trodea positives sont également reliées à la broche 74 à l'êxtré- mité opposée du boîtier. Par conséquent, les deux organes d'élec- trode positive sont isolés du bottier et sont connectés à des broches conductrices montées dans lesespaces annulaires situés sur les extrémités opposées de ce bottier.
Lorsque l'on assemble les cellules 64 pour former un empilage ou un détecteur sous forme de bande allongée, les cellules sont orientées do telle sorte que l'extrémité de plaque 70 d'une cellule s'adapte dans l'ouverture annulaire définie par la paroi d'extrémité 66 de la cellule adjacente. La broche mâle 69 s'adapte dans la broche femelle 74 pour connecter électrique- ment les électrodes positives des cellules. Cette connexion est
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protège par le joint constitua pair le segment torotdal 72' ..
Les cellules sont verrouillées ensemble à l'aide de boulons 87 qui traversent des ouvertures tarauda* alignées qui sont pratiquée* dans les boîtiers des cellules*
Comme représenté aux figurât 6 et 7, l'empilage
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de cellules 64 est enferme dans un manchon dtdcha 4,,* thormique !, en aluminium. Ce manchon est tendu, la* deux moitiés du nuutlion étant &8.emb16.8. par exemple à l'aido de plurieurs boulone al,rse3a 91 traversant des patte* 93 aur les moiti6. de manchon adjacentes. Le nmnc110n 90 pruaentet un alô8a88 à uno extr6l1dt6. dans lequel est monté un thermostat à mêreure 93' Le thornlOstat' à mercure 9$ cocnaande la mine nous tension d'un did. ment chauffants résistance 94, qui est inonté autour du manchon 90.
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Cet élément de chautttlae à résistance et le thermostat aont &1:1'icac08 pour maintenir les cellules à une tema pérature prédéterminée par exeniple 1408. Connue représenté à la figure 7, un organe de joint annulaire 9, ont oomprimé etttre l'extrémité d'un tampon 94 pour l'd14mont chauffant a reaittanoe! et une boite de jonction 96, La boite de jonction cylindrique est boulonnée aur l'extrémité du manchon en aluminium, à l'aide de boulons 97 et de pièces d'espacement 98,
Le tampon 94 de l'élément chauffant à résistance, est enfermé dans une chemise isolante annulaire 100 qui, à son
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tour, est introduite à l'intérieur du bras supérieur eO du tthts- sis en forme de C,
Comme indique précédemment, la longueur efficace des cellules 15 à l'intérieur du bras 30 *et de préférence
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au moins égale à la largeur de la courroie transporteuse 12,
Lorsque l'unité de mesure est installée sur le transporteur à courroie, le châssis en forme de C est situé tra-
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nsversalement par rapport à la courroie, en un emplacement I1t)pro- prié quelconque. Le châssis en forme de C est supporté par sa propre base et n'exige aucune modification quelle qu'elle soit du transporteur.
Après avoir effectué les diverses connexions
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électriques, l'étape suivante consiste à calibrer l'unité. Comète première étape. la courroie eat amende à travailler à vide et le support do source est déplacé à sa position ouverte. avec la source radio-active 14 située au voisinage de la périphérie du bottier externe 37, Le rayonnement provenant de cette tource pas± se alors vers le haut à travers la oourr vide et frappe les cellules 15, Dans la forme de réalisation particulière représent les cellules Ohmart aont connectées en parallèle et engendrent un courant qui cet appliqué à l'amplificateur 16.
Un courant de compensation de polarité opposée eat alors appliqué à l'entrée do l'amplificateur pour annuler le courait engendré par les cellulea Olunart. D'une façon pratique. ceci eat réalisé à l'aide d'une cellule Ohmart de compensation ou en ajustant le potentiométro de suppression à zéro classique dana l'amplificateur. De la aorte, le poids de la courroie est éliminé en tant que factour déterminant pour le poids final de la matière transportée.
Au cours de ltétape suivante, la source est ramenée à sa position ouverte et un poids de matière connu est' placé aur la uourroie transporteu se, Cette matière absorbe une partie du rayonnement émis à partir de là source 14Par consé- quent, les cellules Ohmart 15 produiaent un courant plua faible.
Ce courant est amplifié par l'amplificateur 16 et il eat noté aur l'enregistreur de poids 17. L'échelle aur cet enregistreur est calibrée de telle aorte que la valeur enregistrée corresponde au poida connu de matière sur la courroie.
Afin de simplifier les calibrages ultérieurs, la courroie est vidée et le support de source est amené par rota- %ion à. une position intermédiaire ou "de calibrage", dans laquel- le, avec la courroie vide, le signal de l'enregistreur correspond à une lecture d'échelle totale. Une vis de butée 59 est ' .alors ajustée jusque ce qu'elle rencontre la poignée 58. Ensuite la source peut être aisément ramenée exactement'à. cette même po- sition de calibrage chaque fois qu'on le désire, simplement en amenant la poignée 58 à rencontrer la vis de butée 59.
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Le système est alors prêt à fonctionner. De la matière est fournie au transporteur et passe entre les deux bras du châssis en forme de C. Le fayonnement proveant du détecteur frappe les cellules, la quantité de rayonnement frappant ces del Iules étant atténuée par la matière se trouvant sur le transpor- teur. Par conséquent, toutes les cellules détectent le poide de matière par unité de longueur de la courroie, Etant donné que le cellules d'extrémité s'étendent vers l'extérieur au delà de la position externe extrême de la matière, toute la matière est ef- ficacement pesée.
Le courant engoudré par les cellules est ampli- fié par l'amplificateur 16. Le signal de sortie proveant de cet amplificateur est appliqué à un enregistreur par unité de lon- gueur 17 et à un fil d'entrée de l'enregistreur de débit 18.Un second signal qui est en rapport avec la vitesse de la courroie est engendré par le tachymètre 20. La tension de sortie de ce tachymètre est appliquée à l'enregistreur de vitesse 21 et à un enregistreur de débit 18. Ces deux signaux sont multipliés d' une façon appropriée quelconque, par exemple à l'aide d'un méca- nisme à fil à contact glissant potentiométrique classique,dans l'enregistreur, afin de donner un signal qui est en rapport avec le poids par heure.
Ce signal est appliqué au totalisateur 22.Ce dernier est de préférence un dispositif analogique et, dans une forme de réalisation appropriée, il comprend un intégrateur à bague et disque entraîné à partir du fil à contact glissant po- tentiométrique, Le disque est entratn6 par un moteur synchrone, tandis que la bague est située par le signal de sortie provenant du à contact glissant de l'enregistreur de débit 18. Un comp teur numérique additionne les tours de cette unité afin d'enre- gistrer le poids total.
L'on a déterminé empiriquement que l'une des sources majeures d'erreurs pour des mesures de poids réside dans un déplacement du profil transversal de la Matière. En d'autres mots, de la matière fournie erratiquement au transporteur tondra
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à présenter un sommet ou un point haut au centre du transporteur pendant une partie du temps, sur la partie de gauche du trans- porteur pendant une autre partie du tempe et sur la partie de droite du transporteur pendant le restant. du temps.
Suivant la. présente invention, les erreurs dues à. ce phénomène sont effica- cement réduites au minimum grâce à. l'utilisation de la combinais son d'une source répartie, telle qu'une source en forme de bande ou un ensemble de sources ponctuelles espacées, et d'un détecteur en forme de bande d'une longueur pratiquoment égale ou légèrement supérieure à la largeur de la courroie. Une explication de ce fait peut 'être appréciée au mieux en étudiant la figure 14.
Cette figure représente le rapport existant entre la quantité de rayonnement frappant différentes parties de l'empilage de cellu- les allongées lorsqu'une source sous forme de bande est utilisée, par comparaison avec le rayonnement frappant la cellule lorsqu' une source ponctuelle est mise en oeuvre. Comme il est évident d'après cotte figure, lorsqu'une source ponctuelle est mise en ; oeuvre, le dessin du rayonnement tend à présenter un sommet au centre et à décrottre assez rapidement vers l'un et l'autre cô- té du détecteur.
Par conséquent, un sommet de matière qui se trou , va directement au centre de la courroie sera efficace pour absor ber beaucoup plus de rayonnement qu'exactement le même sommet décalé de façon appréciable vers l'un ou l'autre coté par rapport au centre. Il en résulte que le courant de sortie du détecteur se modifiera de façon importante avec le profil de la matière sur la courroie, même si la môme quantité totale de matière est présente.
Par opposition, lorsque l'on utilise une source allongée, la courbe de rayonnement est beaucoup plus uniforme sur la largeur de la courroie, de telle sorte que si le sommet est situé au centre de la courroie ou est déplacé vers la droite ou vers la gauche par rapport au centre, il est efficace pour ab.
sorber pratiquement la môme quantité de rayonnement et le cou- rant de sortie des cellules reste pratiquement le môme pour tous
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les profit* horizontaux de la matière correspondant à un Même poids,
Bien que, comme on l'a indiqua précédemment, de nombreux types différente de détecteur* télé que des compteur@ de Geiger ou des cambrée d'ionisation peuvent être utilisés, des cellules Ohmart ou des générateurs électrique* à énergie .rayonnante sont particulièrement avantageux pour diverses rai- sono* En premier lieu, ces détecteurs fonctionnent effectivement en tant que générateurs de courant dans lesquels l'énerve du rayonnement frappant les cellule.
*et directement transformé* en un oourant électrique. Par conséquent, la nécessité de dispo- ser d'un champ de polarisation à potentiel élevé est totalement éliminée. De même, la réponse de la cellule n'est pas affectée de façon perturbatrice par des variations statistiques dans le rayonnement radio-actif, Comme défini dans le brevet aux Etats- Unia d'Amérique n 2,956.166, l'élimination des erreur* duos aux variations statistiques du rayonnement est considéré. comme due à la formation d'un nuage ionique au voisinago des électro- dea.
Ce méme phénomène, qui donne des caractéristiques de fonctionnement de cellule analogues sous certaine aspects au un comportement d'une capacité interne, 6'est révélé avoir effet avantageux dans le présent système. Ceci peut être compris au mieux en considérant la figure 13. Cette figure représente la façon dont le présent système répond à une variation très rapi- de et importante du poids de matière sur le transporteur, comme ceci surviendrait par exemple si un gros morceau de roche ou un vide important venaient à passer entre la jauge et la source de rayonnement. L'onde carrée représente sohématiquement la réponse théorique du dispositif s'il était sensible aveo précision à une variation rapide du chargement de la courroie.
Lea lignes cour- bes 102 et 103 représentent la façon dont le dispositif de mesu- re répond effectivement à la variation. Le segment de ligne cour
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be 102 indiquo que l'augmentation de courant à la sortit de* cellules 64 se fait plus lentement que l'augmentation théorique correspondant à la variation physique effective du poids de ma- tière De même, le courant de aortie atteint une valeur maximum qui cet inférieure au courant maximum théorique correspondant à cette variation de poids effective.
La p le de courbe 103 représente la variation du courant de aortie des cellules 64 après que le changement de poids rapide se soit termine, c'est-à-dire que la courbe 103 représente le retour du courant de sortie de la cellule à un niveau normal, Comme il est évidont d'après cet-* te courte, le courant de sortie de la cellule ne revient pas au niveau normal immédiatement, comme le courant théorique, mais au contraire il décroît de façon exponentielle pendant une période prolongée de temps. La constante de temps de charge de la cellu- le et la constante de temps de décharge du circuit de sortie de la cellule son% rendues pratiquement égales grâce à une adapta- tion convenable des éléments constitutifs.
C'est la surface to- tale située sous les courbes 102 et 103 qui est intégrée pour donner une mesure du poids et cette surface ou superficie est. pratiquement égale à la superficie sous l'onde carrée théorique, dans une limite d'un demi pourcent.
En ce qui concerne son rendement général pendant des périodes de fonctionnement prolongées, le présent système de pesée est efficace pour peser une matière circulant sur un trans- porteur avec une erreur inférieure à un demi pouroent et, dans certains cas, l'erreur a été inférieure à un quart de pouroent.
Même pour de courtes périodes de temps, l'erreur avec le présent systère est inférieure à un pouroent.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sor- tir du cadre du présent brevet.
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