Dispositif de Régulation pour cardes,ou assortiment de cardes.
Dans le brevet belge n[deg.] 760.674 du 22 décembre
1970, la demanderesse a décrit et mis sous protection un procédé et une installation pour la réduction à un niveau négligeable des variations de titre (poids par unité de longueur) du ruban délivré par une carde ou un assortiment de cardes.
La présente invention est basée sur la considération que pour alimenter dans de bonnes conditions les machines suivantes (appareils de nappage, appareils diviseurs, etc...) et ainsi obtenir un produit final de bonne qualité, il est indispensable de produire un voile dont le grammage (poids par unité de surface) soit compris dans des limites assez étroites.
Les variations de grammage du voile délivré sont de trois types à savoir du type "à long terme" c'està-dire les variations de grammage portant sur des échantillons considérés à des intervalles relativement longs par exemple de + 1000 m, soit du type "à moyen terme" à intervalles de + 100 m par exemple, et enfin du type "à court terme" (intervalles inférieur. à 10 m par exemple).
La réduction appréciable de ces trois types
de variations de grammage est susceptible de permettre une réduction notable du processus nécessaire pour obtenir un produit fini de qualité.
<EMI ID=1.1>
la bonne régularité du voile permet également d'obtenir
à la carde un rendement optimum pour deux raisons
- la première répond à un critère de qualité : la charge de matière par unité de surfaces sur les organes cardants
(tambours, travailleurs, etc...) peut être maintenue pratiquement constante. Or cette constance, aussi bien dans le temps que suivant la largeur de la carde, conditionne la qualité de l'action de cardage. Celle-ci peut donc être fortement augmentée.
- la seconde répond à un critère de production : la régularité de la charge de matière par unité de surface sur les organes de cardage (tambours, travailleurs, etc...) et de sortie (peigneur, volant, etc...) permet de travailler avec une valeur de cette charge proche de sa valeur maximale admissible, compatible avec l'efficacité de l'action de cardage.
Ceci permet de débiter une quantité de matière plus importante à travers la machine, pour un réglage donné de celle-ci.
Cette charge pourra donc être maintenue dans des limites assez étroites pour obtenir à la fois un cardage de qualité et une production maximale.
Il est à rappeler que des chargeuses volumétriques du type construites suivant le brevet belge
n[deg.] 737.910 de la demanderesse ont permis d'obtenir une régularité meilleure à moyen terme du voile délivré en assurant une meilleure uniformité de la couche de matière déposée sur les tabliers alimentaire aussi bien suivant la largeur de la machine que dans la direction de la marche, mais dans
ce dernier cas pendant un temps limite.
Par contre, de nombreuses expériences montrent que les variations de grammage à long terme peuvent être relativement importantes, lorsque pour une raison quelconque, la densité de la matière alimentée par la chargeuse vient à changer.
Ces variations lentes correspondent aux changements de la voluminosité de la matière alimentée dans la hotte de chargement, celle-ci pouvan t varier progressivement suivant soit le degré d'ouverture de la matière obtenu dans le caisson d'alimentation de la chargeuse, soit par suite d'un chargement irrégulier soit en fin de partie.
Le dispositif selon le brevet n[deg.] 760.674 avait l'avantage de travailler en cycle fermé, c'est-à-dire que le ruban était mesuré à la sortie de la carde et par cette mesure, on corrigeait la vitesse des entrées, si nécessaire. Dans ce dispositif, la correction n'agit pas immédiatement sur le poids du ruban. Il faut attendre que la modification de la vitesse des entrées se fasse sentir à la sortie de
la carde.
Dans le cas d'un assortiment de deux machines, la longueur de ce délai rend son application impensable.
De plus, il faut que le poids du ruban au mètre varie entre des limites prédéterminées avant de provoquer une correction. Enfin, il faut avoir une sortie sur un seul ruban pour permettre son application.
La présente invention a pour but essentiel de réduire à un niveau négligeable les variations de grammage
à long, à moyen et à court terme et de ce fait remplit parfaitement les deux conditions qui ont été signalées cidessus, avec ces avantages complémentaires et importants :
1 - mesurant la régularité de la nappe d'alimentation génératrice des irrégularités, on corrige le débit de celleci avant l'apparition de l'irrégularité dans le ruban
ou dans le voile
2 - le retard de la correction disparaît, ce qui permet d'appliquer ce réglage à des machines ayant pour la matière un grand délai de traversée (on pense ici plus particulièrement aux assortiments composés de deux machines réunies par un appareil transporteur étaleur.)
3 - la mesure se faisant sur la nappe à l'entrée, le dispositif de sortie peut être quelconque, c'est-à-dire un ruban, plusieurs rubans, un voile ou un voile divisé.
En vue de la réalisation de ce but, le dispositif de régulation, objet de l'invention, est caractérisé essentiellement en ce que ce dispositif comprend d'une part un organe fixe de mesure de densité de la matière alimentée, telle une sonde radio-active, et d'autre part un dispositif de traitement de l'information fournie par cette sonde et d'asservissement des organes d'entrée de la carde ou de l'assortiment de cardes.
Il est disposé de telle sorte que le rayonnement traverse la largeur complète de la nappe alimentée
afin d'évaluer la densité du produit à traiter sans dépla-cement de la source radioactive. Cet organe de mesure agit sur la vitesse des cylindres alimentaires de la carde ou de l'assortiment de cardes de manière à conserver au voile ou au ruban un poids régulier permettant de travailler avec un maximum de rendement pour des vitesses d'organes déterminés et des charges surfaciques optimales de la matière.
L'invention sera décrite ci-après en se référant aux dessins à l'aide d'un exemple de réalisation non limitatif.
Sur ces dessins La figure 1 représente d'une manière schématique l'ensemble d'une installation munie du dispositif.
Les figures 2 et 3 sont des vues de détail explicatives.
La figure 4 est relative au dispositif électronique.
L'installation représentée à la figure 1 comprend successivement :
<EMI ID=2.1>
2) une carde 2 (dont l'agencement est donné à titre d'exemple)
3) un dispositif 3 d'étalement du voile (le choix de ce
dispositif est donné à titre d'exemple).
La chargeuse volumétrique peut être telle que décrite dans le brevet belge n[deg.] 737.910 de la demanderesse, et mise sous protection par ce brevet, comprenant un caisson d'alimentation avec tablier incliné de chargement, un dispositif prévu à la partie supérieure du tablier incliné pour le chargement d'une hotte, des cylindres entraineurs à la partie inférieure de la hotte avec lesquels coopère un tablier récolteur vers une machine suivante et un dispositif électro-acoustique prévu à la partie supérieure de la hotte en vue de présenter à la machine suivante une matière textile sous forme d'une nappe de densité et de forme aussi uniforme que possible.
En 4 (figures 1 et 2) on a représenté cette hotte, en 5-6 sont montrés les cylindres entraîneurs, en
7 le tablier de transport vers la carde et en 8 les cylindres alimentaires.
Une telle chargeuse assure une meilleure uniformité de la couche de matière déposée sur le tablier alimentaire 7 aussi bien suivant la largeur de la machine que dans la direction de la marche (mais dans ce dernier cas pendant un temps limité) et permet d'obtenir une beaucoup meilleure régularité du voile délivré par la carde et ce à moyen terme.
Conformément à l'invention, une sonde 9 de mesure à isotopes donnée à titre d'exemple est positionnée juste en avant des cylindres alimentaires 8 de la carde
ou de l'assortiment de cardes, de telle sorte que le rayonnement traverse la largeur complète de la nappe alimentée afin d'évaluer la densité du produit à traiter.
D'autre part, un cylindre 10 (figures 1 et 2) dont la vitesse de rotation est synchronisée à celle du tablier d'alimentation 7 et dont la position est réglable en hauteur vis à vis du tablier alimentaire 7 et en distance par rapport aux cylindres 8, détermine un volume dans lequel toute la masse fibreuse est contenue ; cette géométrie particulière offre au rayonnement radio-actif une masse concentrée dont la densité doit être mesurée.
Une caractéristique importante est que la source 9 à isotopes donnée ici à titre d'exemple reste fixe d'un côté de la machine et que son rayonnement se fait dans un plan horizontal et perpendiculairement à la direction
<EMI ID=3.1>
Le rayonnement amorti par la masse à mesurer est capté de l'autre côté de la machine par un tube à scintillations 11 qui fournit une tension électrique, fonction de la densité mesurée par unité de volume de masse.
Dans ces conditions, une variation de densité de la masse fibreuse alimentée se traduit par une variation de la tension électrique délivrée par le tube à scintillations.
Cette tension est le premier paramètre pris
en considération par le boitier électronique de contrôle.
Comme le montre la figure 3, la source radioactive a son rayonnement plus ou moins atténué par un collimateur 12 (figure 3) constitué par un disque d'épaisseur progressive afin que le rayonnement en partie affaibli par ce collimateur ait une valeur compatible avec la densité du matériau textile à mesurer.
L'activité de la source a en effet été choisie avec surpuissance afin d'éliminer les effets néfastes de sa statistique. De plus, les variations de densité d'une masse fibreuse vis-à-vis d'une autre pouvant être assez importantes, l'emploi d'un collimateur s'est avéré nécessaire afin que le signal résiduel capté par le tube à scintillations 11 reste dans des limites compatibles avec l'électronique de commande du dispositif.
La figure 3 montre également l'intérêt du positionnement de la source 9 et du tube à scintillations 11 permettant d'obtenir la masse volumique d'une tranche T de matière parfaitement perpendiculaire à la direction d'avancement de cette masse.
Ceci établit une différence importante par rapport au cas où la source ainsi que le tube à scintillations se déplaceraient d'après un trajet ou travelling suivant la largeur de la matière à mesurer.
Dans ce cas, la section mesurée se présente suivant une oblique T, inclinée en fonction de la résultante des deux mouvements (avancement de la matière combiné à la translation latérale de la source).
<EMI ID=4.1>
mesurée ne permet pas une correction exacte parce qu'elle ne représente pas avec précision la densité de la nappe au moment où elle entre dans la machine.
<EMI ID=5.1>
fait par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse 13. Ce variateur est équipé d'une dynamo tachymétrique 14 fournissant une tension électrique proportionnelle à la vitesse des cylindres alimentaires 8.
Cette deuxième tension analogique proportionnelle à la vitesse des cylindres est le deuxième paramètre pris en considération par le boîtier électronique de contrôle.
Le dispositif électronique de régulation fonctionne comme suit :
Une tension analogique 15 de la densité de la nappe fournie par le tube 11 à scintillations est transmise à un circuit d'intégration 16 lequel forme une moyenne mobile de la densité par unité de volume de la nappe fibreuse.
Parallèlement une tension analogique 17 de la vitesse des cylindres alimentaires 8 est amenée par un fil 17 à un Module électronique 18. celui-ci reçoit d'autre part par 19 la tension électrique proportionnelle à la densité qui a été tout d'abord intégrée en 16 durant un temps sélec-tionné par un bouton AVERAGING.
Ce module électronique 18 combine les deux signaux d'où il ressort un signal 20 proportionnel au débit alimenté.
<EMI ID=6.1>
densité et vitesse devient alors la référence à maintenir stable dans le temps.
Lorsque le signal proportionnel au débit
vient à dépasser soit en + soit en - les seuils de tolérance présélectionnés, une action dans le sens adéquat est produite par le dispositif de commande représenté scbématiquement en 21 sur la vitesse des cylindres 8 via le servomoteur 22.
Autrement dit, lorsqu'une variation de densité de la nappe, par exemple -10 % est détectée par le tube à scintillations 11, le signal proportionnel au débit voit sa valeur diminuée de 10 %. Automatiquement le boîtier électronique commande une variation de vitesse des cylindres 8
dans le sens positif.
Lorsque le signal proportionnel au débit alimenté se trouve être revenu à sa valeur de référence initiale, l'action correctrice est arrêtée.
La figure 4 est destinée à fournir quelques explications supplémentaires au sujet de la partie électronique de commande du dispositif et donne aussi un exemple chiffré.
Données : densité de la nappe alimentée à la carde:1200 gr/m2
vitesse d'avancement de la nappe alimentée :
1,2 M/minute d'où débit par m de largeur de nappe:
1200 gr x 1,2 = 1,440 gr/minute.
On suppose que la densité de la nappe alimentée devienne : 1000 gr/m2. Voulant conserver le même débit alimenté une action correctrice à partir de la vitesse d'avancement
de cette nouvelle nappe doit être envisagée.
<EMI ID=7.1>
vitesse soit :
1,2 M/minute x 1200 = 1,44 M/minute (1)
1000
Vérification s le nouveau débit par mètre de nappe alimentée
devient : 1000 gr/m2 x 1,44 M/minute
1440 gr/minute.
Cet exemple, on le! transpose dans le schéma "bloc" électrique repris à la figure 4. Ce schéma bloc est lui aussi un exemple qui ne limite en rien l'objet de l'invention.
D'une part, le signal 15 représentatif de la
<EMI ID=8.1>
après avoir été adapté par le circuit CONFORMATEUR 25.
D'autre part, le signal 17 représentatif de la vitesse d'avancement de cette nappe (1,2 M/minute) "Sv"
<EMI ID=9.1>
"Vp4" d'un autre potentiomètre ajustable 28 repéré "SPEED LEVEL" (niveau de vitesse).
<EMI ID=10.1>
en passant par un amplificateur 29<1> dans un amplificateur
<EMI ID=11.1>
signal 31 proportionnel à cette différence "A vitesse" sera introduit dans le même amplificateur différentiel 30. Le
<EMI ID=12.1>
gration afin de "moyenner" le signal en effet, seule une valeur moyenne et mobile intéresse le cas présent.
<EMI ID=13.1>
un circuit multiplicateur repéré 32 avant d'être introduit dans l'amplificateur différentiel 30.
L'action de ce circuit 32 sera expliquée ultérieurement.
<EMI ID=14.1>
"Sv" représentatif 1,2 M/minute étaient des valeurs convenables qui correspondaient à la production demandée.
De ce fait, l'opérateur aura réglé les deux niveaux "Vpl" et "Vp4" à partir de respectivement "Niveau densité 27" (Density level) et "Niveau vitesse 28" (Density speed) de telle sorte que :
Vpl = Sd et Vp4 = Sv.
<EMI ID=15.1>
d'où l'amplificateur différentiel 30 recevant deux signaux=0
<EMI ID=16.1>
-Si, l'on suppose à présent toujours partant de l'exemple que "Sd" devienne "Sd" représentatif de <EMI ID=17.1>
représentatif de 1200 - 1000 gr/m2.
L'amplificateur différentiel 30 reçoit donc d'une part une tension de cette différence de densité et d'autre part, le circuit de "Sv" n'ayant encore reçu aucune modification, le même amplificateur différentiel reçoit une tension = O.
<EMI ID=18.1>
de l'amplificateur différentiel agira sur le comparateur + 34 (si cette grandeur dépasse le seuil de ce comparateur) d'où il en ressortira une action sur l'accroissement de la vitesse des cylindres alimentaires 8 via un relais de commande 24.
Toutefois, cette action correctrice devra être arrêtée en temps opportun c'est-à-dire lorsque les signaux
<EMI ID=19.1>
identiques à l'entrée de l'amplificateur différentiel 30. Ceci explique l'usage du circuit diviseur 35 repéré "%" dont on va expliquer la raison d'être à présent.
Partant à nouveau de l'exemple chiffré, on considère que Sd représentatif de 1200 gr/m2 (nappe) soit égale à 4 volts, en conséquence Vpl aura été sélectionné
= à 4 volts.
De plus si on considère que Sv représentatif de 1,2 M/minute (avancement de la nappe) soit = à 3 volts, par conséquent Vp4 aura été sélectionné = à 3 volts, d'où
Vpl = 4
Vp4 3
Il faut remarquer que cette valeur reste sélectionnée durant toute la partie en cours.
En résumé Sd = Vpl = 4 volts (représentatif
de 1200 gr/m2), Sb = Vp4 = 3 volts (représentatif de 1,2 M/ minute).
La densité de 1200 gr/m2 passe à 1000 gr/m2
d'où Sd' = 4 volts x 1,2 = 4,8 volts (en effet le signal densité Sd est inversement proportionnel à la densité de la nappe). Donc Sd' = 4,8 volts après le passage dans le sommateur � d devient A densité (29) = à(4,8 volts - 4 volts) 0,8 volt à l'entrée de l'amplificateur � d'où comme expliqué antérieurement le comparateur + (34) agit et de ce fait la vitesse ces cylindres croit jusqu'à ce que le signal Sv' soit
<EMI ID=20.1>
ment propoortionnel à la vitesse des cylindres alimentaires ). En effet. on considère Sv' = 3,6 volts après le passage dans
<EMI ID=21.1>
Vp4 3
<EMI ID=22.1>
Vp4
<EMI ID=23.1>
Cet amplificateur ne fournira plus de signal
<EMI ID=24.1>
REVENDICATIONS
1. Dispositif de régulation pour carde ou assortiment de cardes en vue de réduire à un niveau négligeable, les variations de grammage du produit, cette carde ou assortiment de cardes étant alimenté par une chargeuse volumétrique. caractérisé en ce que ce dispositif comprend d'une part un organe fixe de mesure de densité de la matière alimentée, telle une sonde radio-active, et d'autre part un dispositif de traitement de l'information fournie par cette sonde et d'asservissement des organes d'entrée de la carde ou de l'assortiment de cardes.