CA2996850A1 - Dispositif d'alimentation de pate carbonee comprenant un dispositif de controle du debit et procede d'alimentation a l'aide d'un tel dispositif - Google Patents
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Abstract
Dispositif (100) d'alimentation de pâte carbonée pour alimenter une machine de transport de pâte pour formage de blocs moulés, pour réaliser des électrodes, pour l'électrolyse de l'aluminium, le dispositif comprenant : - au moins une trémie (101) de stockage; - au moins un extracteur (103) vibrant; - au moins une trémie (104) de pesée; - un dispositif (107) de contrôle du débit du flux de pâte de l'extracteur (103) vibrant.
Description
Dispositif d'alimentation de pâte carbonée comprenant un dispositif de contrôle du débit et procédé d'alimentation à l'aide d'un tel dispositif DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un dispositif de dosage de pâte carbonée obtenue à partir d'un mélange de brai liquide et de coke concassé destiné à alimenter des machines de formage de blocs moulés pour réaliser des électrodes, en particulier des anodes, pour l'électrolyse de l'aluminium.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
L'électrolyse de l'aluminium par le procédé Hall-Héroult requiert la fabrication préalable d'anodes en carbone. Les anodes sont fabriquées à partir notamment de brai liquide et de coke concassé, mélangés et malaxés pour obtenir une pâte relativement homogène. La pâte obtenue doit alors être dosée précisément puis moulée en blocs dans des machines de compaction par vibrotassage. La précision du dosage permet d'avoir une hauteur plus régulière des blocs. Les blocs moulés sont ensuite introduits dans des fours dits à feux tournants, où ils sont cuits afin d'obtenir les anodes d'électrolyse.
On connait des machines de compaction par vibrotassage, également appelées machines de formage, machines de vibrotassage ou encore machines de vibrocompactage, comprenant essentiellement un moule de forme générale parallélépipédique de section transversale rectangulaire monté amovible sur une table vibrante constituant le fond du moule et une masse pressante, apte à être introduite axialement dans ledit moule par une extrémité supérieure du moule. La table vibrante est solidarisée à un châssis par l'intermédiaire de moyens de suspension et est soumise à des vibrations selon une direction sensiblement verticale, selon l'axe du moule, sous l'effet de moyens d'actionnement en vibration.
C'est le cas, notamment, du brevet US 3,767,351 qui décrit une machine pour fabriquer des blocs, et plus particulièrement des anodes-blocs, à partir de granulés. Le dispositif est constitué d'une table, dite à secousses ou vibrante, montée sur ressorts et sur laquelle est fixé un moule. Sous la table à secousses se trouvent au moins deux pièces rotatives à
balourds qui sont montées et entraînées en rotation de façon à ce que les composantes horizontales des oscillations, qu'elles génèrent dans la table, s'annulent. La rotation des
La présente invention concerne un dispositif de dosage de pâte carbonée obtenue à partir d'un mélange de brai liquide et de coke concassé destiné à alimenter des machines de formage de blocs moulés pour réaliser des électrodes, en particulier des anodes, pour l'électrolyse de l'aluminium.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
L'électrolyse de l'aluminium par le procédé Hall-Héroult requiert la fabrication préalable d'anodes en carbone. Les anodes sont fabriquées à partir notamment de brai liquide et de coke concassé, mélangés et malaxés pour obtenir une pâte relativement homogène. La pâte obtenue doit alors être dosée précisément puis moulée en blocs dans des machines de compaction par vibrotassage. La précision du dosage permet d'avoir une hauteur plus régulière des blocs. Les blocs moulés sont ensuite introduits dans des fours dits à feux tournants, où ils sont cuits afin d'obtenir les anodes d'électrolyse.
On connait des machines de compaction par vibrotassage, également appelées machines de formage, machines de vibrotassage ou encore machines de vibrocompactage, comprenant essentiellement un moule de forme générale parallélépipédique de section transversale rectangulaire monté amovible sur une table vibrante constituant le fond du moule et une masse pressante, apte à être introduite axialement dans ledit moule par une extrémité supérieure du moule. La table vibrante est solidarisée à un châssis par l'intermédiaire de moyens de suspension et est soumise à des vibrations selon une direction sensiblement verticale, selon l'axe du moule, sous l'effet de moyens d'actionnement en vibration.
C'est le cas, notamment, du brevet US 3,767,351 qui décrit une machine pour fabriquer des blocs, et plus particulièrement des anodes-blocs, à partir de granulés. Le dispositif est constitué d'une table, dite à secousses ou vibrante, montée sur ressorts et sur laquelle est fixé un moule. Sous la table à secousses se trouvent au moins deux pièces rotatives à
balourds qui sont montées et entraînées en rotation de façon à ce que les composantes horizontales des oscillations, qu'elles génèrent dans la table, s'annulent. La rotation des
2 pièces à balourds provoque une oscillation sensiblement harmonique et verticale de la table à secousses, les granulés introduits dans le moule étant ainsi comprimés par vibrations sous la forme d'un bloc compact.
Une telle machine 1' connue, représentée aux figures 1 et 2 de la présente demande, est donc essentiellement constituée d'un moule 1 de forme générale parallélépipédique de section transversale rectangulaire d'axe sensiblement vertical, déplaçable verticalement, et monté de manière amovible sur une table vibrante 2, et d'une masse pressante
Une telle machine 1' connue, représentée aux figures 1 et 2 de la présente demande, est donc essentiellement constituée d'un moule 1 de forme générale parallélépipédique de section transversale rectangulaire d'axe sensiblement vertical, déplaçable verticalement, et monté de manière amovible sur une table vibrante 2, et d'une masse pressante
3. Après introduction dans le moule 1 d'une quantité précise de pâte 4 composée de brai liquide et de coke concassé, le mélange pâteux est compacté sous l'effet du martèlement de la masse pressante 3. A cet effet, des arbres balourdes 5 tournent en sens opposé et induisent une excitation dans la table 2 qui prend alors un mouvement sinusoïdal vertical.
Usuellement, la table 2 est installée sur une suspension élastique 6 permettant de limiter les transmissions vibratoires au sol 7 et/ou au voisinage de la machine 1'.
L'extrémité inférieure de la masse pressante 3, dite empreinte 8, pénètre à
l'intérieur du moule 1 pour donner la forme du dessus du bloc moulé. Sous l'effet des déplacements verticaux que la table 2 communique à la pâte 4, la masse pressante 3 rebondit sur le dessus du bloc en cours de formation.
Pour alimenter en pâte carbonée la machine de compactage précédemment décrite selon un cycle de dosage, un ensemble d'équipements en amont est requis. Un dispositif d'alimentation 10 connu est représenté sur la figure 3. Il est essentiellement constitué d'une trémie de stockage 11, fixe par rapport aux machines de compaction, qui est chargée de recueillir la pâte carbonée fabriquée par le procédé en amont, ladite trémie de stockage 11 servant de tampon entre le flux de pâte amont généralement continu et le flux de pâte discontinu nécessaire à l'alimentation des machines de compaction. Un extracteur vibrant 13 situé sous la trémie de stockage 11 soutire la pâte carbonée pour la transporter et la déverser dans une trémie de pesée 14. Cet extracteur 13 peut être de type électromagnétique ou à balourds ou tout autre type d'entraînement. Un volet 12 est situé en sortie de ladite trémie de stockage 11 et permet d'avoir une couche de pâte de hauteur homogène dans le vibrant 13. Cet extracteur vibrant 13 est muni d'un système de contrôle permettant de faire varier la vitesse d'extraction dans un rapport important.
Typiquement cette vitesse peut varier de 15% à 100% et plus précisément de 60 à 100% en début de cycle de dosage et de 15 à 30% à la fin du cycle de dosage pour un dosage plus précis.
La trémie de stockage 11 et l'extracteur vibrant 13 sont suspendus sur des pesons permettant de connaître la masse exacte de la pâte qu'ils contiennent. La trémie de pesée 14 est également suspendue sur des pesons permettant de connaître la masse exacte de la pâte qu'elle contient. Un volet de répartition motorisé 15, animé d'un mouvement de basculement alternatif est installé dans le flux de pâte entre l'orifice de déversement de l'extracteur vibrant 13 et l'orifice d'entrée de la trémie de pesée 14, permettant ainsi de distribuer de façon équitable la pâte sur toute la longueur de la trémie de pesée 14. Lorsque la masse de pâte prédéfinie correspondant au bloc moulé à fabriquer est atteinte dans la trémie de pesée 14, le fonctionnement de l'extracteur vibrant 13 est instantanément arrêté et un volet de fermeture (non représenté) situé en fin de vibrant 13 est actionné
afin d'éviter la chute inopinée de pâte et d'assurer ainsi la meilleure précision de quantité
de pâte dosée.
La trémie de pesée 14 est équipée à sa base d'un système d'ouverture et de fermeture comportant deux demi-casques 18 à basculement synchronisé, lesdits demi-casques 18 étant actionnés par un ou des vérins 19. L'ouverture des demi-casques 18 de la trémie de pesée 14 provoque une chute de la pâte carbonée dans une trémie de transfert 21 d'un dispositif 20 de transport. Une fois la trémie de pesée 14 vidangée, les demi-casques synchronisés 18 sont refermés à l'aide du ou des vérins hydrauliques 19, la trémie de pesée 14 est prête pour un nouveau cycle de pesage. Une fois la trémie de transfert 21 chargée, le dispositif de transfert 20 est déplacé au moyen d'un chariot 22 roulant le long de rails 23 vers une première machine de compaction l'a par exemple et, lorsque la trémie 21 de transfert est arrivée à la position adéquate, la pâte carbonée contenue dans la trémie de transfert 21 est déversée dans le moule 1 de la machine l'a en utilisant un dispositif d'ouverture et de fermeture similaire à celui de la trémie de pesée 14.
Lorsque la pâte est déversée, le dispositif 20 de transport est de nouveau déplacé, de sorte que la trémie de transfert 21 retourne se positionner sous la trémie de pesée 14 dans l'attente d'un nouveau chargement pour alimenter la machine 1'b de compaction suivante.
Ainsi, ce système permet de faire fonctionner plusieurs machines de compaction simultanément à partir d'un seul point d'alimentation en pâte carbonée Néanmoins, avec le système actuel le temps de cycle du dosage entre la trémie de stockage 11 et la trémie de transfert 21 ne peut pas être réduit significativement sans augmenter significativement l'imprécision sur la masse de pâte dosée dans la trémie 14 de pesée et donc sur la hauteur de bloc moulé. Et cela n'est pas compatible avec l'utilisation ultérieure des blocs moulés au four. En effet une précision de hauteur des blocs de +/- 1 Omm est
Usuellement, la table 2 est installée sur une suspension élastique 6 permettant de limiter les transmissions vibratoires au sol 7 et/ou au voisinage de la machine 1'.
L'extrémité inférieure de la masse pressante 3, dite empreinte 8, pénètre à
l'intérieur du moule 1 pour donner la forme du dessus du bloc moulé. Sous l'effet des déplacements verticaux que la table 2 communique à la pâte 4, la masse pressante 3 rebondit sur le dessus du bloc en cours de formation.
Pour alimenter en pâte carbonée la machine de compactage précédemment décrite selon un cycle de dosage, un ensemble d'équipements en amont est requis. Un dispositif d'alimentation 10 connu est représenté sur la figure 3. Il est essentiellement constitué d'une trémie de stockage 11, fixe par rapport aux machines de compaction, qui est chargée de recueillir la pâte carbonée fabriquée par le procédé en amont, ladite trémie de stockage 11 servant de tampon entre le flux de pâte amont généralement continu et le flux de pâte discontinu nécessaire à l'alimentation des machines de compaction. Un extracteur vibrant 13 situé sous la trémie de stockage 11 soutire la pâte carbonée pour la transporter et la déverser dans une trémie de pesée 14. Cet extracteur 13 peut être de type électromagnétique ou à balourds ou tout autre type d'entraînement. Un volet 12 est situé en sortie de ladite trémie de stockage 11 et permet d'avoir une couche de pâte de hauteur homogène dans le vibrant 13. Cet extracteur vibrant 13 est muni d'un système de contrôle permettant de faire varier la vitesse d'extraction dans un rapport important.
Typiquement cette vitesse peut varier de 15% à 100% et plus précisément de 60 à 100% en début de cycle de dosage et de 15 à 30% à la fin du cycle de dosage pour un dosage plus précis.
La trémie de stockage 11 et l'extracteur vibrant 13 sont suspendus sur des pesons permettant de connaître la masse exacte de la pâte qu'ils contiennent. La trémie de pesée 14 est également suspendue sur des pesons permettant de connaître la masse exacte de la pâte qu'elle contient. Un volet de répartition motorisé 15, animé d'un mouvement de basculement alternatif est installé dans le flux de pâte entre l'orifice de déversement de l'extracteur vibrant 13 et l'orifice d'entrée de la trémie de pesée 14, permettant ainsi de distribuer de façon équitable la pâte sur toute la longueur de la trémie de pesée 14. Lorsque la masse de pâte prédéfinie correspondant au bloc moulé à fabriquer est atteinte dans la trémie de pesée 14, le fonctionnement de l'extracteur vibrant 13 est instantanément arrêté et un volet de fermeture (non représenté) situé en fin de vibrant 13 est actionné
afin d'éviter la chute inopinée de pâte et d'assurer ainsi la meilleure précision de quantité
de pâte dosée.
La trémie de pesée 14 est équipée à sa base d'un système d'ouverture et de fermeture comportant deux demi-casques 18 à basculement synchronisé, lesdits demi-casques 18 étant actionnés par un ou des vérins 19. L'ouverture des demi-casques 18 de la trémie de pesée 14 provoque une chute de la pâte carbonée dans une trémie de transfert 21 d'un dispositif 20 de transport. Une fois la trémie de pesée 14 vidangée, les demi-casques synchronisés 18 sont refermés à l'aide du ou des vérins hydrauliques 19, la trémie de pesée 14 est prête pour un nouveau cycle de pesage. Une fois la trémie de transfert 21 chargée, le dispositif de transfert 20 est déplacé au moyen d'un chariot 22 roulant le long de rails 23 vers une première machine de compaction l'a par exemple et, lorsque la trémie 21 de transfert est arrivée à la position adéquate, la pâte carbonée contenue dans la trémie de transfert 21 est déversée dans le moule 1 de la machine l'a en utilisant un dispositif d'ouverture et de fermeture similaire à celui de la trémie de pesée 14.
Lorsque la pâte est déversée, le dispositif 20 de transport est de nouveau déplacé, de sorte que la trémie de transfert 21 retourne se positionner sous la trémie de pesée 14 dans l'attente d'un nouveau chargement pour alimenter la machine 1'b de compaction suivante.
Ainsi, ce système permet de faire fonctionner plusieurs machines de compaction simultanément à partir d'un seul point d'alimentation en pâte carbonée Néanmoins, avec le système actuel le temps de cycle du dosage entre la trémie de stockage 11 et la trémie de transfert 21 ne peut pas être réduit significativement sans augmenter significativement l'imprécision sur la masse de pâte dosée dans la trémie 14 de pesée et donc sur la hauteur de bloc moulé. Et cela n'est pas compatible avec l'utilisation ultérieure des blocs moulés au four. En effet une précision de hauteur des blocs de +/- 1 Omm est
4 généralement requise afin d'assurer leur mise en place dans ces fours, et plus précisément +/-5mm.
Les installations actuelles sont capables de produire jusqu'à 60 blocs d'une tonne environ par heure avec deux tables. Cela correspond donc à un cycle de dosage de 1 minute environ et de formage / évacuation du bloc carboné de 1 minute environ.
Le cycle de dosage se décompose typiquement en trois étapes :
- une première étape dite de remplissage de la trémie 14 de pesée de 70 à
95% de la masse cible de pâte et plus précisément 90% à 95%. Cela s'effectue à grande vitesse de vibrations de l'extracteur 13 vibrant, typiquement entre 35 et 45 secondes et plus précisément 40 secondes. La vitesse d'extraction élevée entraine une imprécision de dosage élevée typiquement de l'ordre de 2 à 10 %.
¨ une deuxième étape dite de dosage de la pâte s'effectuant à petite vitesse de vibrations de l'extracteur 13 vibrant, typiquement entre Set 15 secondes et plus précisément en 10 secondes. La vitesse d'extraction faible améliore la précision de dosage, avec une incertitude typiquement de l'ordre de 0,5 à 2 cYo. En effet avec le volet 12, la hauteur de pâte est constante dans l'extracteur 13 vibrant. La diminution de vitesse de l'extracteur 13 vibrant améliore la précision en diminuant la vitesse d'avance de la pâte mais elle ne peut pas être trop faible au risque de bloquer la pâte.
¨ une troisième étape dite de validation, consistant à valider la quantité de pâte par mesure de la masse et à vidanger de la trémie de pesée 14 vers la trémie 21 de transfert.
Cette étape dure typiquement entre 5 et 20 secondes et plus précisément 10 secondes La cadence de fabrication des blocs s'en trouve donc limitée, en particulier par l'incertitude sur le dosage de la pâte dans la trémie 14 de pesée. En effet, la durée du cycle de dosage, en particulier à cause des étapes de remplissage et de dosage, doit être suffisante pour obtenir la précision adéquate sur le dosage de la pâte carbonée.
Par conséquent, il existe un besoin pour un nouveau dispositif de dosage de pâte carbonée pour un ensemble de fabrication de blocs par des machines de compactage dans lequel notamment la cadence de dosage des blocs est augmentée sans dégrader la précision de ce dosage.
Selon un premier aspect, l'invention propose un dispositif d'alimentation de pâte carbonée pour alimenter une machine de transport de pâte pour formage de blocs moulés, pour réaliser des électrodes, pour l'électrolyse de l'aluminium. Le dispositif comprend :
¨ au moins une trémie de stockage, destinée à servir de tampon pour un flux de pâte
Les installations actuelles sont capables de produire jusqu'à 60 blocs d'une tonne environ par heure avec deux tables. Cela correspond donc à un cycle de dosage de 1 minute environ et de formage / évacuation du bloc carboné de 1 minute environ.
Le cycle de dosage se décompose typiquement en trois étapes :
- une première étape dite de remplissage de la trémie 14 de pesée de 70 à
95% de la masse cible de pâte et plus précisément 90% à 95%. Cela s'effectue à grande vitesse de vibrations de l'extracteur 13 vibrant, typiquement entre 35 et 45 secondes et plus précisément 40 secondes. La vitesse d'extraction élevée entraine une imprécision de dosage élevée typiquement de l'ordre de 2 à 10 %.
¨ une deuxième étape dite de dosage de la pâte s'effectuant à petite vitesse de vibrations de l'extracteur 13 vibrant, typiquement entre Set 15 secondes et plus précisément en 10 secondes. La vitesse d'extraction faible améliore la précision de dosage, avec une incertitude typiquement de l'ordre de 0,5 à 2 cYo. En effet avec le volet 12, la hauteur de pâte est constante dans l'extracteur 13 vibrant. La diminution de vitesse de l'extracteur 13 vibrant améliore la précision en diminuant la vitesse d'avance de la pâte mais elle ne peut pas être trop faible au risque de bloquer la pâte.
¨ une troisième étape dite de validation, consistant à valider la quantité de pâte par mesure de la masse et à vidanger de la trémie de pesée 14 vers la trémie 21 de transfert.
Cette étape dure typiquement entre 5 et 20 secondes et plus précisément 10 secondes La cadence de fabrication des blocs s'en trouve donc limitée, en particulier par l'incertitude sur le dosage de la pâte dans la trémie 14 de pesée. En effet, la durée du cycle de dosage, en particulier à cause des étapes de remplissage et de dosage, doit être suffisante pour obtenir la précision adéquate sur le dosage de la pâte carbonée.
Par conséquent, il existe un besoin pour un nouveau dispositif de dosage de pâte carbonée pour un ensemble de fabrication de blocs par des machines de compactage dans lequel notamment la cadence de dosage des blocs est augmentée sans dégrader la précision de ce dosage.
Selon un premier aspect, l'invention propose un dispositif d'alimentation de pâte carbonée pour alimenter une machine de transport de pâte pour formage de blocs moulés, pour réaliser des électrodes, pour l'électrolyse de l'aluminium. Le dispositif comprend :
¨ au moins une trémie de stockage, destinée à servir de tampon pour un flux de pâte
5 arrivant d'un procédé amont de fabrication ;
¨ au moins un extracteur vibrant disposé en aval de la trémie de stockage pour recevoir le flux de pâte, l'extracteur vibrant comprenant un fond sur lequel la pâte se déplace ;
¨ au moins une trémie de pesée comprenant un système de pesée permettant de connaitre la masse de pâte qu'elle contient, et disposée en aval de l'extracteur vibrant pour recevoir le flux de pâte ;
¨ un dispositif de contrôle du débit du flux de pâte de l'extracteur vibrant, le dispositif de contrôle pouvant prendre au moins les trois positions suivantes :
= une position fermée, dans laquelle le dispositif de contrôle du débit est en contact avec le fond de l'extracteur vibrant et ferme un passage entre la trémie de stockage et l'extracteur vibrant pour empêcher le flux de pâte de passer vers l'extracteur vibrant, = une position de dosage, dans laquelle le dispositif de contrôle de débit libère le passage entre la trémie de stockage et l'extracteur vibrant, et dans laquelle le dispositif de contrôle de débit est disposé à une première distance du fond de l'extracteur vibrant ;
= une position de finition, dans laquelle le dispositif de contrôle de débit libère le passage entre la trémie de stockage et l'extracteur vibrant, et dans laquelle le dispositif de contrôle de débit est disposé à une deuxième distance du fond de l'extracteur vibrant, inférieure à la première distance.
Le dispositif de contrôle permet ainsi, grâce à ses au moins trois positions, d'obtenir plusieurs débits de flux de pâte, pour ajuster la précision du dosage, tout en n'augmentant pas le temps de cycle de dosage.
Le dispositif d'alimentation peut en outre présenter, notamment, les caractéristiques suivantes, considérées seules ou en combinaison :
¨ le dispositif de contrôle du débit comprend au moins un volet articulé
par rapport à
l'extracteur vibrant pour régler la distance entre le volet et le fond de l'extracteur vibrant en fonction de la position du dispositif de contrôle du débit ;
¨ le dispositif de contrôle du débit comprend deux volets articulés par rapport à
l'extracteur vibrant pour régler la distance entre chaque volet et le fond de l'extracteur vibrant en fonction de la position du dispositif de contrôle du débit ;
¨ au moins un extracteur vibrant disposé en aval de la trémie de stockage pour recevoir le flux de pâte, l'extracteur vibrant comprenant un fond sur lequel la pâte se déplace ;
¨ au moins une trémie de pesée comprenant un système de pesée permettant de connaitre la masse de pâte qu'elle contient, et disposée en aval de l'extracteur vibrant pour recevoir le flux de pâte ;
¨ un dispositif de contrôle du débit du flux de pâte de l'extracteur vibrant, le dispositif de contrôle pouvant prendre au moins les trois positions suivantes :
= une position fermée, dans laquelle le dispositif de contrôle du débit est en contact avec le fond de l'extracteur vibrant et ferme un passage entre la trémie de stockage et l'extracteur vibrant pour empêcher le flux de pâte de passer vers l'extracteur vibrant, = une position de dosage, dans laquelle le dispositif de contrôle de débit libère le passage entre la trémie de stockage et l'extracteur vibrant, et dans laquelle le dispositif de contrôle de débit est disposé à une première distance du fond de l'extracteur vibrant ;
= une position de finition, dans laquelle le dispositif de contrôle de débit libère le passage entre la trémie de stockage et l'extracteur vibrant, et dans laquelle le dispositif de contrôle de débit est disposé à une deuxième distance du fond de l'extracteur vibrant, inférieure à la première distance.
Le dispositif de contrôle permet ainsi, grâce à ses au moins trois positions, d'obtenir plusieurs débits de flux de pâte, pour ajuster la précision du dosage, tout en n'augmentant pas le temps de cycle de dosage.
Le dispositif d'alimentation peut en outre présenter, notamment, les caractéristiques suivantes, considérées seules ou en combinaison :
¨ le dispositif de contrôle du débit comprend au moins un volet articulé
par rapport à
l'extracteur vibrant pour régler la distance entre le volet et le fond de l'extracteur vibrant en fonction de la position du dispositif de contrôle du débit ;
¨ le dispositif de contrôle du débit comprend deux volets articulés par rapport à
l'extracteur vibrant pour régler la distance entre chaque volet et le fond de l'extracteur vibrant en fonction de la position du dispositif de contrôle du débit ;
6 ¨ le dispositif de contrôle du débit comprend trois volets articulés par rapport à
l'extracteur vibrant pour régler la distance entre chaque volet et le fond de l'extracteur vibrant en fonction de la position du dispositif de contrôle du débit.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé d'alimentation d'une machine de transport de pâte pour formage de blocs moulés en pâte carbonée à l'aide du dispositif d'alimentation tel que présenté ci-dessus, le procédé comprenant les étapes suivantes :
¨ une étape de dosage, dans laquelle la pâte s'écoule de la trémie de stockage à la trémie de pesée avec un premier débit, le dispositif de contrôle du débit étant dans la position de dosage, ¨ une étape de finition, dans laquelle dans laquelle la pâte s'écoule de la trémie de stockage à la trémie de pesée avec un deuxième débit inférieur au premier débit, le dispositif de contrôle du débit étant dans la position de finition, ¨ une étape de fermeture, dans laquelle la pâte est empêchée de s'écouler de la trémie de stockage à la trémie de pesée, le dispositif de contrôle du débit étant dans la position fermée.
Le procédé d'alimentation peut en outre présenter, notamment, les caractéristiques suivantes, considérées seules ou en combinaison :
- la vitesse de l'extracteur vibrant dans l'étape de dosage est supérieure à
la vitesse de l'extracteur vibrant dans l'étape de finition ;
¨ la vitesse de l'extracteur vibrant dans l'étape de dosage est comprise entre 60% et 100% de sa vitesse nominale et la vitesse de l'extracteur vibrant dans l'étape de finition est comprise entre 10% et 30% de sa vitesse nominale ;
- le procédé comprend en outre une étape de remplissage, dans lequel le dispositif de contrôle du débit est inopérant sur le flux de pâte.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Le but de l'invention est notamment de remédier aux limitations du dispositif de dosage de pâte précédemment décrit en proposant un dispositif capable de doser plus rapidement la quantité de pâte carbonée dans la trémie de pesée en gardant la même précision voire d'augmenter la précision de dosage de doser plus précisément.
A cet effet et conformément à l'invention, il est proposé un dispositif de contrôle de débit, additionnel au système de dosage de pâte carbonée.
l'extracteur vibrant pour régler la distance entre chaque volet et le fond de l'extracteur vibrant en fonction de la position du dispositif de contrôle du débit.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé d'alimentation d'une machine de transport de pâte pour formage de blocs moulés en pâte carbonée à l'aide du dispositif d'alimentation tel que présenté ci-dessus, le procédé comprenant les étapes suivantes :
¨ une étape de dosage, dans laquelle la pâte s'écoule de la trémie de stockage à la trémie de pesée avec un premier débit, le dispositif de contrôle du débit étant dans la position de dosage, ¨ une étape de finition, dans laquelle dans laquelle la pâte s'écoule de la trémie de stockage à la trémie de pesée avec un deuxième débit inférieur au premier débit, le dispositif de contrôle du débit étant dans la position de finition, ¨ une étape de fermeture, dans laquelle la pâte est empêchée de s'écouler de la trémie de stockage à la trémie de pesée, le dispositif de contrôle du débit étant dans la position fermée.
Le procédé d'alimentation peut en outre présenter, notamment, les caractéristiques suivantes, considérées seules ou en combinaison :
- la vitesse de l'extracteur vibrant dans l'étape de dosage est supérieure à
la vitesse de l'extracteur vibrant dans l'étape de finition ;
¨ la vitesse de l'extracteur vibrant dans l'étape de dosage est comprise entre 60% et 100% de sa vitesse nominale et la vitesse de l'extracteur vibrant dans l'étape de finition est comprise entre 10% et 30% de sa vitesse nominale ;
- le procédé comprend en outre une étape de remplissage, dans lequel le dispositif de contrôle du débit est inopérant sur le flux de pâte.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Le but de l'invention est notamment de remédier aux limitations du dispositif de dosage de pâte précédemment décrit en proposant un dispositif capable de doser plus rapidement la quantité de pâte carbonée dans la trémie de pesée en gardant la même précision voire d'augmenter la précision de dosage de doser plus précisément.
A cet effet et conformément à l'invention, il est proposé un dispositif de contrôle de débit, additionnel au système de dosage de pâte carbonée.
7 Sur les figures 3 à 6, il est représenté un dispositif 100 d'alimentation de pâte carbonée, pour alimenter un dispositif 120 de transport de pâte pour formage de blocs moulés.
Le dispositif 100 d'alimentation de pâte carbonée selon l'invention comprend les éléments déjà décrits ci-dessus.
En l'occurrence, le dispositif 100 d'alimentation comprend au moins une trémie 101 de stockage, destinée à recevoir de la pâte carbonée venant d'un procédé de fabrication amont.
La trémie 101 de stockage est alimentée en général en continu par le flux de pâte amont, mais est vidée en discontinu selon ce qui est nécessaire à l'alimentation des machines de compaction. En d'autres termes, la trémie 101 de stockage fait office de tampon. La trémie 101 de stockage est montée sur un bâti 102 au moyen de pesons, le bâti 102 reposant par exemple sur le sol.
Le bâti 102 comprend par exemple une table 102' sur laquelle repose la trémie 101 de stockage. La trémie 101 de stockage peut être déplacée suivant un cercle C sur la table 102' pour modifier son orientation selon les besoins.
Dans ce qui suit, les termes amont et aval font référence au sens d'écoulement de la pâte carbonée.
Le dispositif 100 d'alimentation comprend en outre au moins un extracteur 103 vibrant, disposé en aval de la trémie 101 de stockage, et monté sur le bâti 102 au moyen de pesons.
Plus précisément, la trémie 101 de stockage comprend une ouverture, munie éventuellement d'un mécanisme de fermeture, par laquelle la pâte carbonée quitte la trémie 101 de stockage pour aller sur l'extracteur 103 vibrant.
L'extracteur 103 vibrant est muni d'un système permettant de faire varier la vitesse d'extraction, c'est-à-dire la vitesse des vibrations de l'extracteur 103 vibrant, dans un rapport important, typiquement entre 1 à 3 et 1 à 6.
Le dispositif 100 d'alimentation comprend également au moins une trémie 104 de pesée, montée sur bâti 102 au moyen de pesons et disposée en aval de l'extracteur 103 vibrant pour recevoir à son tour le flux de pâte carbonée. Le fond de la trémie 104 de pesée comprend, comme présenté plus haut en référence à l'état de la technique, un système d'ouverture et de fermeture permettant de décharger la pâte vers un système de transport.
Le dispositif 100 d'alimentation de pâte carbonée selon l'invention comprend les éléments déjà décrits ci-dessus.
En l'occurrence, le dispositif 100 d'alimentation comprend au moins une trémie 101 de stockage, destinée à recevoir de la pâte carbonée venant d'un procédé de fabrication amont.
La trémie 101 de stockage est alimentée en général en continu par le flux de pâte amont, mais est vidée en discontinu selon ce qui est nécessaire à l'alimentation des machines de compaction. En d'autres termes, la trémie 101 de stockage fait office de tampon. La trémie 101 de stockage est montée sur un bâti 102 au moyen de pesons, le bâti 102 reposant par exemple sur le sol.
Le bâti 102 comprend par exemple une table 102' sur laquelle repose la trémie 101 de stockage. La trémie 101 de stockage peut être déplacée suivant un cercle C sur la table 102' pour modifier son orientation selon les besoins.
Dans ce qui suit, les termes amont et aval font référence au sens d'écoulement de la pâte carbonée.
Le dispositif 100 d'alimentation comprend en outre au moins un extracteur 103 vibrant, disposé en aval de la trémie 101 de stockage, et monté sur le bâti 102 au moyen de pesons.
Plus précisément, la trémie 101 de stockage comprend une ouverture, munie éventuellement d'un mécanisme de fermeture, par laquelle la pâte carbonée quitte la trémie 101 de stockage pour aller sur l'extracteur 103 vibrant.
L'extracteur 103 vibrant est muni d'un système permettant de faire varier la vitesse d'extraction, c'est-à-dire la vitesse des vibrations de l'extracteur 103 vibrant, dans un rapport important, typiquement entre 1 à 3 et 1 à 6.
Le dispositif 100 d'alimentation comprend également au moins une trémie 104 de pesée, montée sur bâti 102 au moyen de pesons et disposée en aval de l'extracteur 103 vibrant pour recevoir à son tour le flux de pâte carbonée. Le fond de la trémie 104 de pesée comprend, comme présenté plus haut en référence à l'état de la technique, un système d'ouverture et de fermeture permettant de décharger la pâte vers un système de transport.
8 La trémie 101 de stockage 101, l'extracteur 103 vibrant et la trémie 104 de pesée étant suspendus sur des pesons, la masse de pâte qu'ils contiennent peut être connue en permanence.
L'extracteur 103 vibrant comprend notamment un fond 106 sur lequel la pâte carbonée s'écoule. Le fond 106 peut être légèrement incliné vers le bas par rapport à
l'horizontal, entre la trémie 101 de stockage et la trémie 104 de pesée de manière à favoriser l'écoulement de la pâte carbonée sous l'effet de la gravité. Par exemple, l'extracteur 103 vibrant se présente sous la forme d'une gouttière ouverte vers le haut, à fond 106 sensiblement plat, comprenant deux parois 105 latérales s'élevant à partir du fond 106 de manière à former une section en U.
A des fins de simplification, mais de manière non limitative, dans ce qui suit, les termes horizontal , vertical , haut , bas , dessus , dessous et leurs variantes font référence à l'orientation naturelle des figures dans lesquelles le bâti 102 repose sur un sol horizontal. Dans ce qui suit, les adjectifs transversal et longitudinal ainsi que leurs variantes désignent les directions horizontales, la direction longitudinale étant parallèle à la direction d'écoulement de la pâte dans le plan horizontal, et la direction transversale étant perpendiculaire à la direction longitudinale.
Éventuellement, un volet 105 de répartition motorisé, animé d'un mouvement de basculement alternatif, peut être installé dans le flux de pâte entre l'aval de l'extracteur vibrant 103 et la trémie de pesée 104, permettant ainsi de distribuer de façon égale la pâte sur toute la longueur de la trémie de pesée 104.
Le dispositif 100 d'alimentation comprend en outre un dispositif 107 de contrôle du débit du flux de pâte de l'extracteur 103 vibrant. Le dispositif 107 de contrôle du débit est monté sur le bâti 102, et agit sur le débit de pâte dans l'extracteur vibrant afin de contrôler la quantité de pâte se déversant dans la trémie 104 de pesée en fonction de l'étape du cycle de dosage.
Le dispositif 107 de contrôle du débit peut alors prendre au moins les trois positions suivantes :
¨ une position fermée, dans laquelle le dispositif 107 de contrôle du débit est en contact avec le fond 106 de l'extracteur 103 vibrant et ferme le passage entre la trémie 101 de stockage et l'extracteur 103 vibrant pour empêcher le flux de pâte de passer vers l'extracteur vibrant,
L'extracteur 103 vibrant comprend notamment un fond 106 sur lequel la pâte carbonée s'écoule. Le fond 106 peut être légèrement incliné vers le bas par rapport à
l'horizontal, entre la trémie 101 de stockage et la trémie 104 de pesée de manière à favoriser l'écoulement de la pâte carbonée sous l'effet de la gravité. Par exemple, l'extracteur 103 vibrant se présente sous la forme d'une gouttière ouverte vers le haut, à fond 106 sensiblement plat, comprenant deux parois 105 latérales s'élevant à partir du fond 106 de manière à former une section en U.
A des fins de simplification, mais de manière non limitative, dans ce qui suit, les termes horizontal , vertical , haut , bas , dessus , dessous et leurs variantes font référence à l'orientation naturelle des figures dans lesquelles le bâti 102 repose sur un sol horizontal. Dans ce qui suit, les adjectifs transversal et longitudinal ainsi que leurs variantes désignent les directions horizontales, la direction longitudinale étant parallèle à la direction d'écoulement de la pâte dans le plan horizontal, et la direction transversale étant perpendiculaire à la direction longitudinale.
Éventuellement, un volet 105 de répartition motorisé, animé d'un mouvement de basculement alternatif, peut être installé dans le flux de pâte entre l'aval de l'extracteur vibrant 103 et la trémie de pesée 104, permettant ainsi de distribuer de façon égale la pâte sur toute la longueur de la trémie de pesée 104.
Le dispositif 100 d'alimentation comprend en outre un dispositif 107 de contrôle du débit du flux de pâte de l'extracteur 103 vibrant. Le dispositif 107 de contrôle du débit est monté sur le bâti 102, et agit sur le débit de pâte dans l'extracteur vibrant afin de contrôler la quantité de pâte se déversant dans la trémie 104 de pesée en fonction de l'étape du cycle de dosage.
Le dispositif 107 de contrôle du débit peut alors prendre au moins les trois positions suivantes :
¨ une position fermée, dans laquelle le dispositif 107 de contrôle du débit est en contact avec le fond 106 de l'extracteur 103 vibrant et ferme le passage entre la trémie 101 de stockage et l'extracteur 103 vibrant pour empêcher le flux de pâte de passer vers l'extracteur vibrant,
9
10 ¨ une position de dosage, dans laquelle le dispositif 107 de contrôle de débit libère le passage entre la trémie 101 de stockage et l'extracteur 103 vibrant, et dans laquelle le dispositif 107 de contrôle de débit est disposé à une première distance du fond 106 de l'extracteur 103 vibrant ;
¨ une position de finition, dans laquelle le dispositif de contrôle de débit libère le passage entre la trémie 101 de stockage et l'extracteur 103 vibrant, et dans laquelle le dispositif 107 de contrôle de débit est disposé à une deuxième distance du fond 106 de l'extracteur 103 vibrant, inférieure à la première distance.
Ainsi, lorsque le dispositif 107 de contrôle du débit est dans la position fermée, la pâte ne peut plus se déverser depuis la trémie 101 de stockage vers la trémie 104 de pesée, le passage par l'extracteur 103 vibrant étant bloqué.
Lorsque le dispositif 107 de contrôle du débit est dans la position de dosage, la pâte peut s'écouler depuis la trémie 101 de stockage, le long de l'extracteur 103 vibrant, vers la trémie 104 de pesée. La première distance entre le dispositif 107 de contrôle du débit et le fond 106 de l'extracteur vibrant définit une première section pour le passage de la pâte entre les deux trémies 101, 104, et définit donc par conséquence un premier débit de flux de pâte carbonée.
Lorsque le dispositif 107 de contrôle du débit est dans la position de finition, la distance entre le dispositif 107 de contrôle du débit et le fond 106 de l'extracteur 103 vibrant définit de même un deuxième débit, inférieur au premier débit de la position de dosage.
Dès lors, on comprend que lorsque le dispositif 107 de contrôle du débit est dans la position de finition, le contrôle du débit, et par là le dosage de pâte dans la trémie 104 de pesée, sont améliorées grâce à la possibilité d'avoir un deuxième débit inférieur au premier débit.
Chaque position du dispositif 107 de contrôle correspond alors à une étape dans le cycle de dosage.
Selon un premier exemple de réalisation, qui est celui des figures, le dispositif 107 de contrôle comprend trois volets :
¨ un premier volet 108 dit de fermeture ;
¨ un deuxième volet 109 dit de dosage ;
- un troisième volet 110 dit de finition.
Chacun de ces trois volets 108, 109, 110 est articulé par rapport à
l'extracteur 103 vibrant.
Chaque volet 108, 109, 110 se présente par exemple sous la forme d'une plaque pleine, comprenant un bord 108', 109', 110' inférieur transversal dont la dimension transversale correspond à la dimension transversale entre les parois 105 latérales de l'extracteur 103 vibrant. Par exemple, le volet 109 de dosage et le volet 110 de finition sont montés glissants au-dessus du fond 106 au moyen d'une liaison glissière sur la bâti 102 selon une direction verticale, ou plus généralement selon une direction comprenant au moins une composante perpendiculaire au fond 106 de l'extracteur 103 vibrant. Le volet 108 de fermeture est par exemple monté en rotation sur le bâti 102 au-dessus du fond 106 autour d'un axe A
sensiblement transversal.
Un mécanisme de commande des volets 108, 109, 110 permet de les actionner en fonction de l'étape dans le cycle de dosage.
Le volet 108 de fermeture est situé par exemple à l'extrémité aval de l'extracteur 103 vibrant.
II est actionné en rotation autour de l'axe A entre une position ouverte, dans laquelle il libère un passage pour que la pâte passe de l'extracteur 103 vibrant vers la trémie 104 de pesée et une position fermée dans laquelle il bloque le passage et évite toute fuite de pâte de l'aval de l'extracteur 103 vibrant vers la trémie 104 pesée. Ainsi, en position fermée, le volet 108 de fermeture est en contact avec le fond 106 de l'extracteur 103 vibrant. Par exemple, un bord 108' inférieur transversal du volet 108 de fermeture est en contact avec le fond 106 et le volet 108 de fermeture est par ailleurs en contact avec les parois 105 latérales de manière à
bloquer la pâte dans l'extracteur. En variante, en position fermée, une face du volet 108 de fermeture vient en contact avec une extrémité aval de l'extracteur 103 vibrant pour fermer l'ensemble de la section de l'extracteur 103 vibrant.
Le volet 109 de dosage est par exemple situé en sortie de ladite trémie 101 de stockage, au-dessus du fond 106 de l'extracteur 103 vibrant, et permet d'avoir une couche de pâte de hauteur homogène dans l'extracteur 103 vibrant pour une vitesse de remplissage donnée.
Ce volet 109 de dosage est muni d'un système de réglage en hauteur par rapport au fond 106 de l'extracteur 103 vibrant. Plus précisément, la distance entre un bord 109' transversal inférieur du volet 109 de dosage et le fond 106 de l'extracteur 103 vibrant est réglable par translation du volet 109 sur le bâti 102. Ainsi, le volet 109 de dosage peut prendre deux positions par translation verticale : une première position dite inactive, dans laquelle la distance entre le bord 109' transversal inférieur du volet 109 de dosage et le fond 106 est suffisamment élevée pour que le volet 109 de dosage n'ai aucune incidence sur le débit du flux de pâte, et une deuxième position dite de dosage, dans laquelle le bord 109' inférieur transversal du volet 109 de dosage est à la première distance du fond 106 de l'extracteur 103 vibrant, définissant le premier débit de flux de pâte. Ainsi, dans la position de dosage, le volet 109 de dosage délimite une hauteur de pâte maximale dans l'extracteur 103 vibrant, qui définit par conséquence le premier débit.
Eventuellement, le volet 109 de dosage peut prendre une troisième position de fermeture, dans laquelle il bloque le passage de la pâte entre la trémie 101 de stockage et l'extracteur 103 vibrant, par exemple en mettant en contact le bord 109' transversal inférieur du volet 109 de dosage avec le fond 106 de l'extracteur vibrant.
Le volet 110 de finition est situé en aval du volet 109 de dosage, au-dessus du fond 106 de l'extracteur 103 vibrant. Ce volet 110 de finition est également muni d'un système de réglage en hauteur par rapport au fond 106 de l'extracteur 103 vibrant. Plus précisément, la distance entre un bord 110' transversal inférieur du volet 110 de finition et le fond 106 de l'extracteur 103 vibrant est réglable par translation du volet 110 de finition sur le bâti 102. Ainsi, le volet 110 de finition peut prendre deux positions par translation verticale : une première position dite inactive, dans laquelle la distance entre le bord 110' transversal inférieur du volet 110 de finition et le fond 106 est suffisamment élevée pour que le volet 110 de finition n'ai aucune incidence sur le débit du flux de pâte, et une deuxième position dite de finition, dans laquelle le bord 110' inférieur transversal du volet 110 de finition est à la deuxième distance du fond 106 de l'extracteur 103 vibrant, définissant le deuxième débit de flux de pâte. Ainsi, dans la position de finition, le volet 110 de finition délimite une hauteur maximale de pâte dans l'extracteur 103 vibrant qui est inférieure à la hauteur maximale de pâte définit par le volet 109 de dosage dans la position de dosage.
Selon un mode de réalisation, le volet 109 de dosage est monté coulissant sur des colonnes 111 de guidage fixées au bâti 102 et placées transversalement de part et d'autres de l'extracteur 103 vibrant. De même, le volet 110 de finition est monté
coulissant sur des colonnes 112 de guidage, fixées au bâti 102 et placées transversalement de part et d'autre de l'extracteur 103 vibrant, en aval des colonnes 111 de guidage du volet 109 de dosage. Le volet 109 de dosage coulisse sur les colonnes 111 de guidage et le volet 110 de finition coulisse sur les colonnes 112 de guidage grâce par exemple à un ou plusieurs actionneurs de type pneumatique sur signal du mécanisme de commande. Les actionneurs peuvent être aussi de type hydraulique ou électrique.
En début de cycle de dosage d'un nouveau bloc moulé, pendant l'étape de remplissage de la trémie 104 de pesée, la vitesse de l'extracteur 103 vibrant est la plus élevée afin de diminuer rapidement la quantité de pâte dans la trémie tampon 101 et de remplir la trémie 104 pesée le plus rapidement possible pour réduire le temps de cycle. Typiquement, la vitesse varie entre 60 à 100% et plus précisément 80% à 100% de la vitesse nominale de l'extracteur 103 vibrant. Le dispositif 107 de contrôle du débit peut alors ne pas intervenir.
Notamment, selon l'exemple présenté ici, le volet 108 de fermeture est alors en position ouverte, et le volet 109 de dosage et le volet 110 de finition sont dans la position inactive.
Puis, pendant l'étape de dosage, le dispositif 107 de contrôle de débit est mis en position de dosage. A cet effet, selon l'exemple, la vitesse de l'extracteur 103 vibrant est ajustée et le volet 109 de dosage est actionné en translation pour être mis en position de dosage afin de maintenir une hauteur limitée de pâte dans l'extracteur 103 vibrant. La pâte s'écoule donc entre la trémie 101 de stockage et la trémie 104 de pesée selon le premier débit.
Typiquement la vitesse de l'extracteur 103 vibrant varie entre 60 à 100% et plus précisément entre 70% à 85% de sa vitesse nominale. La vitesse de l'extracteur 103 vibrant et la première distance, c'est-à-dire la distance entre le bord 109' transversal inférieur du volet 109 de dosage et le fond 106 de l'extracteur 103 vibrant, ont été
préalablement ajustés afin que le débit de pâte qui entre dans la trémie 101 de stockage corresponde environ au débit sortant en aval du volet 109 de dosage sous l'effet de l'extracteur 103 vibrant. Typiquement la hauteur de couche de pâte pour le premier débit est de 140 mm pour un vibrant de 900 mm de large et un débit de pâte de 40 t/h. Le volet 110 de finition est toujours en position inactive, et le volet 108 de fermeture est toujours en position ouverte.
Lorsque la masse de pâte prédéfinie est presque atteinte dans la trémie 104 de pesée, ce qui peut être vérifié grâce aux pesons, la vitesse de l'extracteur 103 vibrant est diminuée.
Cette étape du cycle de dosage est alors appelée étape de finition. Le dispositif 107 de contrôle de débit est placé en position de finition. Selon l'exemple, le volet 110 de finition est alors actionné en translation pour être mis en position de finition. Le volet 109 de dosage peut être actionné en position inactive ou laissé en position de dosage. Le volet 110 de finition diminue la hauteur de la couche de pâte dans l'extracteur 103 vibrant afin de réduire le débit de pâte et cela pour garantir une meilleure précision de pesée. La pâte s'écoule donc de la trémie 101 de stockage ver la trémie 104 de pesée selon le deuxième débit inférieur au premier débit. Typiquement, lorsque la trémie 104 de pesée est remplie entre 70 à 95% de la masse de pâte cible, et plus précisément entre 90% à 95%, la vitesse de vibrant est réduite entre 10 et 30% et plus précisément entre 20 et 25% de sa vitesse nominale.
Typiquement, la hauteur de couche dans l'extracteur 103 vibrant est réduite par le volet 110 de finition entre 50 et 100 mm et plus précisément entre 70 et 80 mm pour un extracteur 103 vibrant de 900 mm de large et un débit de pâte de 40 t/h. Typiquement le volet 110 de finition se situe entre 0 et 500 mm et plus précisément entre 200 et 300 mm de l'extrémité aval de l'extracteur 103 vibrant.
Néanmoins, la vitesse de l'extracteur 103 vibrant ne peut pas être trop faible car alors la pâte ne s'écoulerait plus. Il y a donc un débit minimum qui dépend de la largeur et de la vitesse de l'extracteur 103 vibrant, ainsi que de la hauteur de couche de pâte résultant du réglage du volet 110 de finition.
Lorsque la masse de pâte cible correspondant au bloc moulé à fabriquer est atteinte avec la tolérance souhaitée dans la trémie 104 de pesée, le fonctionnement de l'extracteur 103 vibrant est instantanément arrêté et le dispositif 107 de contrôle du débit est placé dans la position fermée. Cette étape de cycle de dosage est alors appelée étape de fermeture. Selon l'exemple, le volet 108 de fermeture situé en aval de l'extracteur 103 vibrant est actionné en rotation pour être mis en position fermée afin d'éviter la chute inopinée de pâte dans la trémie 104 de pesée et d'assurer la meilleure précision. Typiquement la précision de dosage est entre 0,5% et 2% du poids de référence et plus particulièrement 0,5 à 1%.
Le volet 109 de dosage et le volet 110 de finition peuvent alors être actionnés en position inactive, dans l'attente du début d'un nouveau cycle de dosage.
Grâce au dispositif 107 de contrôle du débit, la précision de dosage dans la trémie 104 de pesée est améliorée tout en gardant le même temps de cycle de dosage, ou la même précision est maintenue en diminuant le temps de cycle de dosage et donc d'augmenter le débit, en fonction des besoins.
Le nombre de volets peut être adapté. En effet, le dispositif 107 de contrôle du débit peut comprendre un seul et unique volet, lequel est alors articulé sur le bâti 102 entre quatre positions :
¨ une position inactive, dans laquelle il n'a aucune incidence sur le flux de pâte dans l'extracteur 103 vibrant, définissant le premier débit, ¨ une position de dosage, correspondant à la position de dosage du volet 109 de dosage, définissant le deuxième débit inférieur au premier débit, ¨ une position de finition, correspondant à la position de finition du volet 110 de finition, ¨ une position fermée, correspondant à la position fermée du volet 1018 de fermeture.
D'autres variantes sont également possible avec deux volets. Par exemple, le dispositif 107 de contrôle peut comprend un volet 108 de fermeture comme décrit précédemment, et un volet coulissant, faisant office à la fois de volet de dosage et de volet de finition, c'est-à-dire pouvant prendre trois positions : une position inactive, une position de dosage et une position de finition.
II est également possible d'avoir un volet faisant office de volet respectivement soit de dosage, soit de finition, et un volet faisant office de volet de fermeture et volet respectivement soit de finition, soit de dosage.
Il est également possible d'avoir plus que trois volets, et de définir plus que deux débits.
¨ une position de finition, dans laquelle le dispositif de contrôle de débit libère le passage entre la trémie 101 de stockage et l'extracteur 103 vibrant, et dans laquelle le dispositif 107 de contrôle de débit est disposé à une deuxième distance du fond 106 de l'extracteur 103 vibrant, inférieure à la première distance.
Ainsi, lorsque le dispositif 107 de contrôle du débit est dans la position fermée, la pâte ne peut plus se déverser depuis la trémie 101 de stockage vers la trémie 104 de pesée, le passage par l'extracteur 103 vibrant étant bloqué.
Lorsque le dispositif 107 de contrôle du débit est dans la position de dosage, la pâte peut s'écouler depuis la trémie 101 de stockage, le long de l'extracteur 103 vibrant, vers la trémie 104 de pesée. La première distance entre le dispositif 107 de contrôle du débit et le fond 106 de l'extracteur vibrant définit une première section pour le passage de la pâte entre les deux trémies 101, 104, et définit donc par conséquence un premier débit de flux de pâte carbonée.
Lorsque le dispositif 107 de contrôle du débit est dans la position de finition, la distance entre le dispositif 107 de contrôle du débit et le fond 106 de l'extracteur 103 vibrant définit de même un deuxième débit, inférieur au premier débit de la position de dosage.
Dès lors, on comprend que lorsque le dispositif 107 de contrôle du débit est dans la position de finition, le contrôle du débit, et par là le dosage de pâte dans la trémie 104 de pesée, sont améliorées grâce à la possibilité d'avoir un deuxième débit inférieur au premier débit.
Chaque position du dispositif 107 de contrôle correspond alors à une étape dans le cycle de dosage.
Selon un premier exemple de réalisation, qui est celui des figures, le dispositif 107 de contrôle comprend trois volets :
¨ un premier volet 108 dit de fermeture ;
¨ un deuxième volet 109 dit de dosage ;
- un troisième volet 110 dit de finition.
Chacun de ces trois volets 108, 109, 110 est articulé par rapport à
l'extracteur 103 vibrant.
Chaque volet 108, 109, 110 se présente par exemple sous la forme d'une plaque pleine, comprenant un bord 108', 109', 110' inférieur transversal dont la dimension transversale correspond à la dimension transversale entre les parois 105 latérales de l'extracteur 103 vibrant. Par exemple, le volet 109 de dosage et le volet 110 de finition sont montés glissants au-dessus du fond 106 au moyen d'une liaison glissière sur la bâti 102 selon une direction verticale, ou plus généralement selon une direction comprenant au moins une composante perpendiculaire au fond 106 de l'extracteur 103 vibrant. Le volet 108 de fermeture est par exemple monté en rotation sur le bâti 102 au-dessus du fond 106 autour d'un axe A
sensiblement transversal.
Un mécanisme de commande des volets 108, 109, 110 permet de les actionner en fonction de l'étape dans le cycle de dosage.
Le volet 108 de fermeture est situé par exemple à l'extrémité aval de l'extracteur 103 vibrant.
II est actionné en rotation autour de l'axe A entre une position ouverte, dans laquelle il libère un passage pour que la pâte passe de l'extracteur 103 vibrant vers la trémie 104 de pesée et une position fermée dans laquelle il bloque le passage et évite toute fuite de pâte de l'aval de l'extracteur 103 vibrant vers la trémie 104 pesée. Ainsi, en position fermée, le volet 108 de fermeture est en contact avec le fond 106 de l'extracteur 103 vibrant. Par exemple, un bord 108' inférieur transversal du volet 108 de fermeture est en contact avec le fond 106 et le volet 108 de fermeture est par ailleurs en contact avec les parois 105 latérales de manière à
bloquer la pâte dans l'extracteur. En variante, en position fermée, une face du volet 108 de fermeture vient en contact avec une extrémité aval de l'extracteur 103 vibrant pour fermer l'ensemble de la section de l'extracteur 103 vibrant.
Le volet 109 de dosage est par exemple situé en sortie de ladite trémie 101 de stockage, au-dessus du fond 106 de l'extracteur 103 vibrant, et permet d'avoir une couche de pâte de hauteur homogène dans l'extracteur 103 vibrant pour une vitesse de remplissage donnée.
Ce volet 109 de dosage est muni d'un système de réglage en hauteur par rapport au fond 106 de l'extracteur 103 vibrant. Plus précisément, la distance entre un bord 109' transversal inférieur du volet 109 de dosage et le fond 106 de l'extracteur 103 vibrant est réglable par translation du volet 109 sur le bâti 102. Ainsi, le volet 109 de dosage peut prendre deux positions par translation verticale : une première position dite inactive, dans laquelle la distance entre le bord 109' transversal inférieur du volet 109 de dosage et le fond 106 est suffisamment élevée pour que le volet 109 de dosage n'ai aucune incidence sur le débit du flux de pâte, et une deuxième position dite de dosage, dans laquelle le bord 109' inférieur transversal du volet 109 de dosage est à la première distance du fond 106 de l'extracteur 103 vibrant, définissant le premier débit de flux de pâte. Ainsi, dans la position de dosage, le volet 109 de dosage délimite une hauteur de pâte maximale dans l'extracteur 103 vibrant, qui définit par conséquence le premier débit.
Eventuellement, le volet 109 de dosage peut prendre une troisième position de fermeture, dans laquelle il bloque le passage de la pâte entre la trémie 101 de stockage et l'extracteur 103 vibrant, par exemple en mettant en contact le bord 109' transversal inférieur du volet 109 de dosage avec le fond 106 de l'extracteur vibrant.
Le volet 110 de finition est situé en aval du volet 109 de dosage, au-dessus du fond 106 de l'extracteur 103 vibrant. Ce volet 110 de finition est également muni d'un système de réglage en hauteur par rapport au fond 106 de l'extracteur 103 vibrant. Plus précisément, la distance entre un bord 110' transversal inférieur du volet 110 de finition et le fond 106 de l'extracteur 103 vibrant est réglable par translation du volet 110 de finition sur le bâti 102. Ainsi, le volet 110 de finition peut prendre deux positions par translation verticale : une première position dite inactive, dans laquelle la distance entre le bord 110' transversal inférieur du volet 110 de finition et le fond 106 est suffisamment élevée pour que le volet 110 de finition n'ai aucune incidence sur le débit du flux de pâte, et une deuxième position dite de finition, dans laquelle le bord 110' inférieur transversal du volet 110 de finition est à la deuxième distance du fond 106 de l'extracteur 103 vibrant, définissant le deuxième débit de flux de pâte. Ainsi, dans la position de finition, le volet 110 de finition délimite une hauteur maximale de pâte dans l'extracteur 103 vibrant qui est inférieure à la hauteur maximale de pâte définit par le volet 109 de dosage dans la position de dosage.
Selon un mode de réalisation, le volet 109 de dosage est monté coulissant sur des colonnes 111 de guidage fixées au bâti 102 et placées transversalement de part et d'autres de l'extracteur 103 vibrant. De même, le volet 110 de finition est monté
coulissant sur des colonnes 112 de guidage, fixées au bâti 102 et placées transversalement de part et d'autre de l'extracteur 103 vibrant, en aval des colonnes 111 de guidage du volet 109 de dosage. Le volet 109 de dosage coulisse sur les colonnes 111 de guidage et le volet 110 de finition coulisse sur les colonnes 112 de guidage grâce par exemple à un ou plusieurs actionneurs de type pneumatique sur signal du mécanisme de commande. Les actionneurs peuvent être aussi de type hydraulique ou électrique.
En début de cycle de dosage d'un nouveau bloc moulé, pendant l'étape de remplissage de la trémie 104 de pesée, la vitesse de l'extracteur 103 vibrant est la plus élevée afin de diminuer rapidement la quantité de pâte dans la trémie tampon 101 et de remplir la trémie 104 pesée le plus rapidement possible pour réduire le temps de cycle. Typiquement, la vitesse varie entre 60 à 100% et plus précisément 80% à 100% de la vitesse nominale de l'extracteur 103 vibrant. Le dispositif 107 de contrôle du débit peut alors ne pas intervenir.
Notamment, selon l'exemple présenté ici, le volet 108 de fermeture est alors en position ouverte, et le volet 109 de dosage et le volet 110 de finition sont dans la position inactive.
Puis, pendant l'étape de dosage, le dispositif 107 de contrôle de débit est mis en position de dosage. A cet effet, selon l'exemple, la vitesse de l'extracteur 103 vibrant est ajustée et le volet 109 de dosage est actionné en translation pour être mis en position de dosage afin de maintenir une hauteur limitée de pâte dans l'extracteur 103 vibrant. La pâte s'écoule donc entre la trémie 101 de stockage et la trémie 104 de pesée selon le premier débit.
Typiquement la vitesse de l'extracteur 103 vibrant varie entre 60 à 100% et plus précisément entre 70% à 85% de sa vitesse nominale. La vitesse de l'extracteur 103 vibrant et la première distance, c'est-à-dire la distance entre le bord 109' transversal inférieur du volet 109 de dosage et le fond 106 de l'extracteur 103 vibrant, ont été
préalablement ajustés afin que le débit de pâte qui entre dans la trémie 101 de stockage corresponde environ au débit sortant en aval du volet 109 de dosage sous l'effet de l'extracteur 103 vibrant. Typiquement la hauteur de couche de pâte pour le premier débit est de 140 mm pour un vibrant de 900 mm de large et un débit de pâte de 40 t/h. Le volet 110 de finition est toujours en position inactive, et le volet 108 de fermeture est toujours en position ouverte.
Lorsque la masse de pâte prédéfinie est presque atteinte dans la trémie 104 de pesée, ce qui peut être vérifié grâce aux pesons, la vitesse de l'extracteur 103 vibrant est diminuée.
Cette étape du cycle de dosage est alors appelée étape de finition. Le dispositif 107 de contrôle de débit est placé en position de finition. Selon l'exemple, le volet 110 de finition est alors actionné en translation pour être mis en position de finition. Le volet 109 de dosage peut être actionné en position inactive ou laissé en position de dosage. Le volet 110 de finition diminue la hauteur de la couche de pâte dans l'extracteur 103 vibrant afin de réduire le débit de pâte et cela pour garantir une meilleure précision de pesée. La pâte s'écoule donc de la trémie 101 de stockage ver la trémie 104 de pesée selon le deuxième débit inférieur au premier débit. Typiquement, lorsque la trémie 104 de pesée est remplie entre 70 à 95% de la masse de pâte cible, et plus précisément entre 90% à 95%, la vitesse de vibrant est réduite entre 10 et 30% et plus précisément entre 20 et 25% de sa vitesse nominale.
Typiquement, la hauteur de couche dans l'extracteur 103 vibrant est réduite par le volet 110 de finition entre 50 et 100 mm et plus précisément entre 70 et 80 mm pour un extracteur 103 vibrant de 900 mm de large et un débit de pâte de 40 t/h. Typiquement le volet 110 de finition se situe entre 0 et 500 mm et plus précisément entre 200 et 300 mm de l'extrémité aval de l'extracteur 103 vibrant.
Néanmoins, la vitesse de l'extracteur 103 vibrant ne peut pas être trop faible car alors la pâte ne s'écoulerait plus. Il y a donc un débit minimum qui dépend de la largeur et de la vitesse de l'extracteur 103 vibrant, ainsi que de la hauteur de couche de pâte résultant du réglage du volet 110 de finition.
Lorsque la masse de pâte cible correspondant au bloc moulé à fabriquer est atteinte avec la tolérance souhaitée dans la trémie 104 de pesée, le fonctionnement de l'extracteur 103 vibrant est instantanément arrêté et le dispositif 107 de contrôle du débit est placé dans la position fermée. Cette étape de cycle de dosage est alors appelée étape de fermeture. Selon l'exemple, le volet 108 de fermeture situé en aval de l'extracteur 103 vibrant est actionné en rotation pour être mis en position fermée afin d'éviter la chute inopinée de pâte dans la trémie 104 de pesée et d'assurer la meilleure précision. Typiquement la précision de dosage est entre 0,5% et 2% du poids de référence et plus particulièrement 0,5 à 1%.
Le volet 109 de dosage et le volet 110 de finition peuvent alors être actionnés en position inactive, dans l'attente du début d'un nouveau cycle de dosage.
Grâce au dispositif 107 de contrôle du débit, la précision de dosage dans la trémie 104 de pesée est améliorée tout en gardant le même temps de cycle de dosage, ou la même précision est maintenue en diminuant le temps de cycle de dosage et donc d'augmenter le débit, en fonction des besoins.
Le nombre de volets peut être adapté. En effet, le dispositif 107 de contrôle du débit peut comprendre un seul et unique volet, lequel est alors articulé sur le bâti 102 entre quatre positions :
¨ une position inactive, dans laquelle il n'a aucune incidence sur le flux de pâte dans l'extracteur 103 vibrant, définissant le premier débit, ¨ une position de dosage, correspondant à la position de dosage du volet 109 de dosage, définissant le deuxième débit inférieur au premier débit, ¨ une position de finition, correspondant à la position de finition du volet 110 de finition, ¨ une position fermée, correspondant à la position fermée du volet 1018 de fermeture.
D'autres variantes sont également possible avec deux volets. Par exemple, le dispositif 107 de contrôle peut comprend un volet 108 de fermeture comme décrit précédemment, et un volet coulissant, faisant office à la fois de volet de dosage et de volet de finition, c'est-à-dire pouvant prendre trois positions : une position inactive, une position de dosage et une position de finition.
II est également possible d'avoir un volet faisant office de volet respectivement soit de dosage, soit de finition, et un volet faisant office de volet de fermeture et volet respectivement soit de finition, soit de dosage.
Il est également possible d'avoir plus que trois volets, et de définir plus que deux débits.
Claims (8)
1. Dispositif (100) d'alimentation de pâte carbonée pour alimenter une machine de transport de pâte pour formage de blocs moulés, pour réaliser des électrodes, pour l'électrolyse de l'aluminium, le dispositif comprenant :
¨ au moins une trémie (101) de stockage, destinée à servir de tampon pour un flux de pâte arrivant d'un procédé amont de fabrication ;
¨ au moins un extracteur (103) vibrant disposé en aval de la trémie (101) de stockage pour recevoir le flux de pâte, l'extracteur (103) vibrant comprenant un fond (106) sur lequel la pâte se déplace ;
¨ au moins une trémie (104) de pesée comprenant un système de pesée permettant de connaitre la masse de pâte qu'elle contient, et disposée en aval de l'extracteur (103) vibrant pour recevoir le flux de pâte ;
¨ un dispositif (107) de contrôle du débit du flux de pâte de l'extracteur (103) vibrant, le dispositif de contrôle pouvant prendre au moins les trois positions suivantes :
.cndot. une position fermée, dans laquelle le dispositif (107) de contrôle du débit est en contact avec le fond (106) de l'extracteur (103) vibrant et ferme un passage entre la trémie (101) de stockage et l'extracteur (103) vibrant pour empêcher le flux de pâte de passer vers l'extracteur vibrant, .cndot. une position de dosage, dans laquelle le dispositif (107) de contrôle de débit libère le passage entre la trémie (101) de stockage et l'extracteur (103) vibrant, et dans laquelle le dispositif (107) de contrôle de débit est disposé à une première distance du fond (106) de l'extracteur (103) vibrant ;
.cndot. une position de finition, dans laquelle le dispositif (107) de contrôle de débit libère le passage entre la trémie (101) de stockage et l'extracteur (103) vibrant, et dans laquelle le dispositif (107) de contrôle de débit est disposé à une deuxième distance du fond (106) de l'extracteur (103) vibrant, inférieure à la première distance.
¨ au moins une trémie (101) de stockage, destinée à servir de tampon pour un flux de pâte arrivant d'un procédé amont de fabrication ;
¨ au moins un extracteur (103) vibrant disposé en aval de la trémie (101) de stockage pour recevoir le flux de pâte, l'extracteur (103) vibrant comprenant un fond (106) sur lequel la pâte se déplace ;
¨ au moins une trémie (104) de pesée comprenant un système de pesée permettant de connaitre la masse de pâte qu'elle contient, et disposée en aval de l'extracteur (103) vibrant pour recevoir le flux de pâte ;
¨ un dispositif (107) de contrôle du débit du flux de pâte de l'extracteur (103) vibrant, le dispositif de contrôle pouvant prendre au moins les trois positions suivantes :
.cndot. une position fermée, dans laquelle le dispositif (107) de contrôle du débit est en contact avec le fond (106) de l'extracteur (103) vibrant et ferme un passage entre la trémie (101) de stockage et l'extracteur (103) vibrant pour empêcher le flux de pâte de passer vers l'extracteur vibrant, .cndot. une position de dosage, dans laquelle le dispositif (107) de contrôle de débit libère le passage entre la trémie (101) de stockage et l'extracteur (103) vibrant, et dans laquelle le dispositif (107) de contrôle de débit est disposé à une première distance du fond (106) de l'extracteur (103) vibrant ;
.cndot. une position de finition, dans laquelle le dispositif (107) de contrôle de débit libère le passage entre la trémie (101) de stockage et l'extracteur (103) vibrant, et dans laquelle le dispositif (107) de contrôle de débit est disposé à une deuxième distance du fond (106) de l'extracteur (103) vibrant, inférieure à la première distance.
2. Dispositif (100) d'alimentation selon la revendication 1, dans lequel le dispositif (107) de contrôle du débit comprend au moins un volet (108, 109, 110) articulé par rapport à
l'extracteur (103) vibrant pour régler la distance entre le volet et le fond (106) de l'extracteur (103) vibrant en fonction de la position du dispositif (107) de contrôle du débit.
l'extracteur (103) vibrant pour régler la distance entre le volet et le fond (106) de l'extracteur (103) vibrant en fonction de la position du dispositif (107) de contrôle du débit.
3. Dispositif (100) d'alimentation selon la revendication 1 dans lequel le dispositif (107) de contrôle du débit comprend deux volets articulés par rapport à l'extracteur (103) vibrant pour régler la distance entre chaque volet et le fond (106) de l'extracteur (103) vibrant en fonction de la position du dispositif (107) de contrôle du débit.
4. Dispositif (100) d'alimentation selon la revendication 1 dans lequel le dispositif (107) de contrôle du débit comprend trois volets (108, 109, 110) articulés par rapport à l'extracteur (103) vibrant pour régler la distance entre chaque volet et le fond (106) de l'extracteur (103) vibrant en fonction de la position du dispositif de contrôle du débit.
5. Procédé d'alimentation d'une machine de transport de pâte pour formage de blocs moulés en pâte carbonée à l'aide d'un dispositif (100) d'alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, le procédé comprenant les étapes suivantes :
¨ une étape de dosage, dans laquelle la pâte s'écoule de la trémie (101) de stockage à
la trémie (104) de pesée avec un premier débit, le dispositif (107) de contrôle du débit étant dans la position de dosage, ¨ une étape de finition, dans laquelle dans laquelle la pâte s'écoule de la trémie (101) de stockage à la trémie (104) de pesée avec un deuxième débit inférieur au premier débit, le dispositif (107) de contrôle du débit étant dans la position de finition, ¨ une étape de fermeture, dans laquelle la pâte est empêchée de s'écouler de la trémie (101) de stockage à la trémie (104) de pesée, le dispositif (107) de contrôle du débit étant dans la position fermée.
¨ une étape de dosage, dans laquelle la pâte s'écoule de la trémie (101) de stockage à
la trémie (104) de pesée avec un premier débit, le dispositif (107) de contrôle du débit étant dans la position de dosage, ¨ une étape de finition, dans laquelle dans laquelle la pâte s'écoule de la trémie (101) de stockage à la trémie (104) de pesée avec un deuxième débit inférieur au premier débit, le dispositif (107) de contrôle du débit étant dans la position de finition, ¨ une étape de fermeture, dans laquelle la pâte est empêchée de s'écouler de la trémie (101) de stockage à la trémie (104) de pesée, le dispositif (107) de contrôle du débit étant dans la position fermée.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel, dans la vitesse de l'extracteur (103) vibrant dans l'étape de dosage est supérieure à la vitesse de l'extracteur (103) vibrant dans l'étape de finition.
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel la vitesse de l'extracteur (103) vibrant dans l'étape de dosage est comprise entre 60% et 100% de sa vitesse nominale et la vitesse de l'extracteur (103) vibrant dans l'étape de finition est comprise entre 10%
et 30% de sa vitesse nominale
et 30% de sa vitesse nominale
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, comprenant en outre une étape de remplissage, dans lequel le dispositif de contrôle du débit est inopérant sur le flux de pâte.
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