EP1203620A1 - Appareil à tamis vibrant de distribution de poudres à débit réglable - Google Patents

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EP1203620A1
EP1203620A1 EP20010204169 EP01204169A EP1203620A1 EP 1203620 A1 EP1203620 A1 EP 1203620A1 EP 20010204169 EP20010204169 EP 20010204169 EP 01204169 A EP01204169 A EP 01204169A EP 1203620 A1 EP1203620 A1 EP 1203620A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screen
metering device
transducer
transducers
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20010204169
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Ernst Zysset
Friedrich Durand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Swatch Group Management Services AG
Original Assignee
Swatch Group Management Services AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Swatch Group Management Services AG filed Critical Swatch Group Management Services AG
Priority to EP20010204169 priority Critical patent/EP1203620A1/fr
Publication of EP1203620A1 publication Critical patent/EP1203620A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/54—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying
    • B65D88/64—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying preventing bridge formation
    • B65D88/66—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying preventing bridge formation using vibrating or knocking devices
    • B65D88/665—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying preventing bridge formation using vibrating or knocking devices using a resonator, e.g. supersonic generator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/42—Drive mechanisms, regulating or controlling devices, or balancing devices, specially adapted for screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B2230/00—Specific aspects relating to the whole B07B subclass
    • B07B2230/04—The screen or the screened materials being subjected to ultrasonic vibration

Definitions

  • the present invention belongs to the field of vibrating screen devices for the distribution of powders with an adjustable flow rate.
  • the device according to the invention includes in particular a servo means enabling the flow to be maintained at a predetermined value, regardless of the influences of the external environment, and if necessary to avoid clogging of the powder at the level of the sieve.
  • the document DE 4340948 describes a screening device designated by the reference 10 in Figures 1 and 2 of this description. Note that the figure 1 shows a bottom view of the screening apparatus 10, and that FIG. 2 shows a sectional view of this device along the axis II-II shown in Figure 1.
  • the screening apparatus 10 comprises a block (not shown in Figures 1 and 2) forming a reservoir which can contain a powder, a sieve 12 carried by a frame circular 13, and an annular vibrating resonator 11 bonded to the underside of the screen 12.
  • the resonator 11 comprises a flat aluminum ring, and an enlarged zone 14 for fixing a piezoelectric transducer 15 which resonates the resonator 11, so that the screen 12 begins to vibrate.
  • ultrasonic vibration of a sieve prevents the powder or granules from clog the sieve, so the powder or granules can flow through the sieve.
  • the piezoelectric transducer 15 is supplied by an alternating voltage sine wave having an amplitude of approximately 1000 V, an output power of approximately 20 W and a frequency between 18 and 42 kHz (ultrasonic range).
  • An apparatus makes it possible to obtain a powder having a particle size determined by the mesh of the sieve. It allows a flow of constant powder for a determined mesh size and by a frequency of sieve vibration determined. However, it does not allow perfect control of the nor avoid the formation of powder bridges above the screen. It does not allow no longer to modify the parameters of the metering sieve according to parameters outdoor, such as fluctuations in ambient temperature, degree hygrometric or atmospheric pressure which can influence the fluidity of the powder or on the operating conditions of the device itself.
  • It is an object of the present invention to provide a metering apparatus for sieve can overcome the aforementioned drawbacks, in particular an apparatus for dosing to regulate a powder flow with great stability and high reproducibility, and avoid, if necessary, the risk of clogging.
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus allowing a powder dosage independent of variations in external conditions such as fluctuations in ambient temperature, humidity and pressure atmospheric.
  • the subject of the invention is a device for dosing powders comprising a feed hopper, a vibratory module formed by a sieve provided for a determined particle size of powder, and by a first transducer associated with a first resonator, said transducer receiving an alternating control voltage V com allowing it to transmit in response to mechanical vibrations to said screen, means for locking said vibratory module below said hopper and an electronic management unit arranged to supply said control voltage V com .
  • the apparatus is characterized in that it further comprises a second transducer arranged in the vicinity of said sieve or in mechanical connection with it and in that said management unit comprises a stage arranged to receive from said second transducer acting as a sensor a measurement voltage V mes representative of the mechanical vibrations of said sieve and for adjusting in response the control voltage V com of the first transducer so as to control the value of the powder flow rate to a predetermined set value.
  • the management unit electronics also includes a regulation stage intended to take account, by means of correspondence or calibration tables, for fluctuations in external conditions, for example temperature, humidity or pressure, as well as the device's own characteristics and those of the dose so as to maintain the powder flow independent of said parameters.
  • a regulation stage intended to take account, by means of correspondence or calibration tables, for fluctuations in external conditions, for example temperature, humidity or pressure, as well as the device's own characteristics and those of the dose so as to maintain the powder flow independent of said parameters.
  • the second transducer is also associated with a second resonator, and the two transducers have the same characteristics and work alternately to vibrate the sieve and to capture the vibrations of said sieve.
  • the vibration module also causes vibration a vibrating element projecting into the part median of the hopper.
  • Figure 3 shows a sectional view along an axial plane of a first embodiment of a metering device 1 according to the invention, of general shape cylindrical around an axis A, and having an outer casing in two parts.
  • the upper part 5 is formed by a tube 3, for example made of steel, welded on a brass base 4 of smaller internal diameter and having a thread at its base outside.
  • the lower part is formed by a brass ring 7, having at its part upper thread intended to cooperate with the thread of the upper part 4, and its base a ring 8 extending radially, a little beyond the internal wall of the brass base 4.
  • the ring 7 is provided with three ears 9 making it possible to facilitate its screwing / unscrewing on the base 4 of the upper part 5, so as to assemble the elements specific to the vibrating screen, as will be explained later.
  • the outer envelope maintains an assembly made up of four main elements, a module vibratory 20 disposed between a lower locking element 30 and a upper lock 40, also allowing positioning inside the tube 3 a hopper 39 which rests on a rim 6 of the base 4.
  • the vibration module 20 is formed of two piezoelectric assemblies, the operation of which is controlled by a electronic management 50 and which sandwich a sieve 26.
  • the piezoelectric assembly upper, hopper side 39 includes a metal resonator 21, a piezoelectric transducer 22 and a metal ring 23 also forming resonator and in contact with the screen 26.
  • the lower piezoelectric assembly, in contact with the screen 26 includes a piezoelectric transducer 24 and a metallic resonator 25.
  • the resonators 21, 25 and the ring 23, which provide also the control voltages to the transducers 22, 24 are connected to the electronic management 50 by connection flanges which pass through the element of upper lock 40.
  • the upper locking element 40 comprises on the side of the hopper 39 a bottom ring 44 having the same opening as the base of the hopper 39, and having a thick vertical wall 42 in which are provided on the one hand means mechanical assembly with the lower locking element 30, on the other hand means of electrical connection of the vibratory module 20 with a management unit electronics 50 which will be described later with reference to FIG. 7.
  • the mechanical assembly means consist of three passages through 18 intended to receive three threaded rods 28 to fix the means together upper locking 40 and lower 30, and two wells 16 whose bottom is drilled to allow the hopper 39 to be fixed using screws 37.
  • the electrical connection means consist of flanges of connections housed in wells 41, 43, 45, formed on the surface of the element of upper lock 40 in the thick wall 42.
  • These wells 41, 43, 45 have, according to axis A, passages which communicate with the central part intended to receive the vibratory module, depths corresponding to the staging of the resonators 21, 23, 25, and they have an angular offset relative to each other sufficient to that the walls of said wells do not communicate with each other.
  • each well is pierced with a hole 46 for the passage of a rod conductive 47 which opens to the outside at the base of the locking element upper, and which comprises, at the other end in a plane perpendicular to said rod 47, a loop 48, a portion 48a of which opens into the central recess for allow elastic contact with the resonators 21, 23, 25.
  • This flange of contact, formed by a rod 47 and a loop 48, is fixed to the bottom of each well at using a washer and a screw 49.
  • the lower locking element 30 fits into the locking element upper 40 by means of an upper ring 31, the upper bearing 34 of which substantially the same dimensions as the rings of the resonators and piezoelectric transducers. It then comprises a flange 32 provided with three holes 38 opposite the through passages 18 of the locking element upper 40, a lower sleeve 33 of smaller diameter than the upper ring 31, said sleeve 33 being extended by a tubular part 35.
  • this lower locking element 30 has in its center a tubular passage 36 of section substantially equal to the useful surface of the screen 26.
  • the elements of lower lock 30 and upper lock 40 are assembled by means of three rods threaded 28 which pass through the holes 38 of the flange 32, and the through passage 18 in the wall 42.
  • the heads of the threaded rods 28 are supported on a ring of lower blocking 29 having three holes for the passage of rods 28 whose ends are screwed into an upper locking ring 27 arranged in an annular recess 27a of the hopper 39. It will be observed that other means assembly are possible, for example by screwing the rods 28 directly in the thick wall 42 of the upper locking element 40.
  • the sieving-dosing device can further comprise a vibrating element 60 in the form of a rod.
  • this vibrating element 60 is constituted by a base 61 made of a material elastic in the form of an open loop which snaps into a groove 63 of the metal ring 23, said base 61 being extended by two flexible rods 62a, 62b bent at 90 ° and projecting inside the hopper 39.
  • the ring 23 enters into vibrations and transmits said vibrations to the rods 62a, 62b for allow the possible formation of arches or bridges on the surface of the powder.
  • the electrodes of the transducers 22 and 24, formed by the contacting surfaces of the resonators 21a and 25a, are connected electrically to the positive pole of the electronic management unit by means of at least a threaded rod 17 which passes through the resonators 21a and 25a and establishes a contact electric between them, also crossing the transducers 22 and 24 at the level which is provided with an insulating lining 17a.
  • the head of the rod 17 is in contact with a conductive ring 17b which allows the electrical connection to be brought back to the level of a second well 43b (not shown) near well 43a.
  • the lower resonator 25a is made of a metal having a specific density greater than that of the metal of the upper resonator 21a.
  • the resonator 25a we will use for example a steel and for the resonator 21a aluminum or an alloy aluminum.
  • FIG. 5 also shows a variant in which the flexible rod has from place to place radial extensions 64a, 64b, 64c ... etc. which help to break the vaults and bridges even more easily, what whether the level of powder in the hopper 39. It is obvious that this mode of embodiment and this variant are also applicable in the case where the screen 26 is pinched between two resonators 21, 25.
  • the mechanical deformations imposed by the axial vibration of the piezoelectric transducers 22 and 24 are absorbed and / or restored by the elastic deformations of the connecting rods 17 or 28.
  • FIG. 6 shows an alternative embodiment of the sieve of FIG. 5, wherein said screen 26 'has a curved shape which gives the screen a better mechanical strength and stabilizes deformations and which reduces the risk of clogging.
  • the top of the curved screen includes a 26 "vibration sensor which can also be connected to the electronic management unit 50 for the control piezoelectric transducers 22 and 24. Obviously such a form of sieve is also compatible with the embodiment corresponding to Figures 3 and 4.
  • the piezoelectric transducers which are preferably identical to facilitate the calibration of the electronic management unit 50, and to increase the accuracy of the metering device, have not been differentiated as to their respective functions.
  • one transducer acts as a vibrator and the other transducer as a vibration sensor.
  • the two transducers 22 and 24 have an alternating loop operation.
  • a transducer for example the transducer 22, receives a train of pulses controlled by an alternating voltage V com delivered by the electronic management unit 50 to vibrate the screen 26 or 26 'along the axis A.
  • the other transducer 24 acts as a vibration sensor and delivers a measurement voltage V ' mes to the electronic management unit 50, which will adjust back if necessary the voltage V' com for the following period.
  • the operations of the transducers 22 and 24 are reversed and correspond to the voltages V ′ com . and V mes .
  • the alternation of the voltages V com and V ′ com is shown diagrammatically in FIG. 8a.
  • FIG. 7 represents the block diagram of the electronic management control unit 50, it can be seen that there are different stages making it possible to take into account the characteristics of the device, those of its operation. , as well as the external conditions for obtaining, as a function of time t, a powder flow rate D determined for example by the diagram designated by the reference 59 in FIG. 7.
  • the data of this diagram are integrated in a first regulation stage 51 which comprises also a module 52 making it possible to act on the characteristics specific to the apparatus, for example when replacing a screen 26 or 26 ′ with a new screen, by a screen having a different mesh opening or when using a new powder with different characteristics.
  • stage 55 also includes a module 53 which allows, by means of correspondence or calibration tables 53 T , 53 H , 53 P deriving from the values received from sensors of temperature T, of hygrometric degree H and of pressure P of the environment in which the device operates, to deliver a control signal 54 to the next stage 55.
  • the stage 55 also receives from each transducer 22, 24 a measurement voltage V mes , V ' mes to deliver control signals in return 56a, 56b on the next stage 57.
  • the force sensor 26 is located on the screen itself (see FIG. 6) it will be observed that stage 55 can receive only one measurement voltage V mes , delivered only by said 26 "sensor.
  • Stage 57 comprises two power stages 57a and 57b respectively receiving the control signals 56a, 56b and a supply voltage Vo to deliver respectively to each sensor 22, 24 a control voltage V com , V ' com according to an alternation which was explained at the beginning in relation to the timing diagram of FIG. 8a.
  • Such an electronic management unit 50 has the advantage of being able to control the powder flow to a predetermined flow value from vibrations mechanical elements supplied to the sieve, i.e. in fact the control voltage and the measurement voltage which are adjusted and adjustable at a frequency equal to the resonant frequency of all the vibrating elements of the device.
  • This electronic management unit 50 also makes it possible to minimize, see totally eliminate flow variations due to changes in conditions factors such as temperature, humidity and pressure atmospheric or artificially applied pressure in the tank.
  • the electronic management unit 50 can contain a time programming of the control voltages, so as to have for example vibration trains having an ascending ramp during a time t up , then a plateau for a time t on and finally a downward ramp for a time t off , the voltages V com and V ' com having their positive and negative alternations in opposition.
  • the present invention has essentially been described with reference to piezoelectric transducers. It is obvious that other types of transducers can be used without departing from the scope of the present invention, such as electromagnetic transducers.

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Abstract

L'appareil comprend une trémie d'alimentation (39), un module vibratoire (20) formé par un tamis (26) et par un premier transducteur (22) associé à un premier résonateur (21). ledit transducteur (22) recevant une tension alternative de commande Vcom lui permettant de transmettre en réponse des vibrations mécaniques audit tamis (26), des moyens de verrouillage (30, 40) dudit module vibratoire (20) en dessous de ladite trémie (39), et une unité de gestion électronique (50) agencée pour fournir ladite tension de commande Vcom.. Il est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un deuxième transducteur (24) disposé au voisinage dudit tamis (26) et en ce que ladite unité de gestion (50) comporte un étage (55) agencé pour recevoir une tension de mesure Vmes. représentative des vibrations mécaniques et pour ajuster en réponse la tension de commande Vcom. du premier transducteur (22) de façon à asservir la valeur du débit du poudre à une valeur de consigne prédéterminée. <IMAGE>

Description

La présente invention appartient au domaine des appareils à tamis vibrant pour la distribution de poudres avec un débit réglable. Le dispositif selon l'invention comprend notamment un moyen d'asservissement permettant de maintenir le débit à une valeur prédéterminée, quelles que soient les influences du milieu extérieur, et si nécessaire d'éviter le colmatage de la poudre au niveau du tamis.
Il existe dans l'art antérieur un grand nombre d'appareils de tamisage pouvant délivrer des poudres fines, le plus souvent pour en assurer une granulométrie constante, sans risque de colmatage au niveau du tamis.
Le document DE 4340948 décrit un appareil de tamisage désigné par la référence 10 dans les figures 1 et 2 de la présente description. On note que la figure 1 représente une vue de dessous de l'appareil de tamisage 10, et que la figure 2 représente une vue de coupe de cet appareil selon l'axe II-II représenté à la figure 1.
L'appareil de tamisage 10 comprend un bloc (non représenté en figures 1 et 2) formant un réservoir pouvant contenir une poudre, un tamis 12 porté par un cadre circulaire 13, et un résonateur vibrant annulaire 11 collé sur la face inférieure du tamis 12. Le résonateur 11 comprend un anneau d'aluminium plat, et une zone élargie 14 pour la fixation d'un transducteur piézo-électrique 15 qui met en résonance le résonateur 11, de sorte que le tamis 12 se met à vibrer. On rappelle que la mise en vibration ultrasonique d'un tamis permet d'éviter que la poudre ou les granulés ne colmatent le tamis, de sorte que la poudre ou les granulés peuvent s'écouler à travers le tamis.
Le transducteur piézo-électrique 15 est alimenté par une tension alternative sinusoïdale ayant une amplitude d'environ 1000 V, une puissance de sortie d'environ 20 W et une fréquence comprise entre 18 et 42 kHz (domaine ultrasonique).
Un appareil, tel que décrit ci-dessus permet d'obtenir une poudre ayant une granulométrie déterminée par les mailles du tamis. Il permet d'avoir un débit de poudre constant pour une taille de maille déterminée et par une fréquence de vibration du tamis déterminée. Il ne permet toutefois pas de contrôler parfaitement le débit, ni d'éviter la formation de ponts de poudre au dessus du tamis. Il ne permet pas non plus de modifier les paramètres du tamis-doseur en fonction de paramètres extérieurs, tels que les fluctuations de la température ambiante, du degré hygrométrique ou de la pression atmosphérique qui peuvent avoir une influence sur la fluidité de la poudre ou sur les conditions de fonctionnement de l'appareil lui-même.
Un objet de la présente invention est de procurer un appareil de dosage à tamis pouvant pallier les inconvénients susmentionnés, en particulier un appareil de dosage permettant de régler un débit de poudre avec une grande stabilité et une reproductibilité élevée, et d'éviter si nécessaire les risques de colmatage.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir un appareil permettant un dosage de poudre indépendant des variations des conditions extérieures telles que les fluctuations de la température ambiante, du taux hygrométrique et de la pression atmosphérique.
A cet effet l'invention a pour objet un appareil de dosage de poudres comprenant une trémie d'alimentation, un module vibratoire formé par un tamis prévu pour une granulométrie de poudre déterminée, et par un premier transducteur associé à un premier résonateur, ledit transducteur recevant une tension alternative de commande Vcom lui permettant de transmettre en réponse des vibrations mécaniques audit tamis, des moyens de verrouillage dudit module vibratoire en dessous de ladite trémie et une unité de gestion électronique agencée pour fournir ladite tension de commande Vcom.
L'appareil est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un deuxième transducteur disposé au voisinage dudit tamis ou en liaison mécanique avec celui-ci et en ce que ladite unité de gestion comporte un étage agencée pour recevoir dudit deuxième transducteur agissant comme capteur une tension de mesure Vmes représentative des vibrations mécaniques dudit tamis et pour ajuster en réponse la tension de commande Vcom du premier transducteur de manière à asservir la valeur du débit de poudre à une valeur de consigne prédéterminée.
Selon une caractéristique importante de l'invention, l'unité de gestion électronique comporte également un étage de régulation destiné à prendre en compte, au moyen de tables de correspondance ou d'étalonnage les fluctuations des conditions extérieures, par exemple la température, le degré hygrométrique ou la pression, ainsi que les caractéristiques propres de l'appareil et celles de la poudre à doser de façon à maintenir le débit de poudre indépendant desdits paramètres.
Selon une mode de réalisation préféré, le deuxième transducteur est également associé à un deuxième résonateur, et les deux transducteurs ont les mêmes caractéristiques et fonctionnent alternativement pour faire vibrer le tamis et pour capter les vibrations dudit tamis.
Selon une autre caractéristique de l'invention, particulièrement utile lorsque la poudre à doser présente un risque important de colmatage, le module vibratoire entraíne également en vibrations un élément vibrant se projetant dans la partie médiane de la trémie.
D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaítront plus clairement à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation préférés de l'invention, donnés à titre d'exemples uniquement, en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
  • la figure 1 déjà citée représente une vue de dessous d'un appareil de tamisage selon l'art antérieur;
  • la figure 2 déjà citée représente une vue en coupe de l'appareil de la figure 1 selon la ligne II-II;
  • la figure 3 représente une vue en coupe selon un plan axial d'un mode de réalisation de l'appareil de dosage selon la présente invention;
  • la figure 4 représente en coupe l'appareil de la figure 3 selon la ligne IV-IV;
  • la figure 5 représente en coupe selon un plan axial un autre mode de réalisation d'un appareil de dosage selon l'invention;
  • la figure 6 représente une variante de réalisation de l'appareil représenté à la figure 5;
  • la figure 7 représente un schéma-bloc d'une unité de gestion électronique d'un appareil de dosage selon l'invention; et
  • les figures 8a et 8b représentent des chronogrammes des tensions utiles au fonctionnement de l'appareil de dosage selon l'invention.
La figure 3 représente une vue en coupe selon un plan axial d'un premier mode de réalisation d'un appareil de dosage 1 selon l'invention, de forme générale cylindrique autour d'un axe A, et comportant une enveloppe extérieure en deux parties. La partie supérieure 5 est formée par un tube 3, par exemple en acier, soudé sur une base en laiton 4 de plus petit diamètre intérieur et ayant à sa base un filetage extérieur. La partie inférieure est formée par une bague 7 en laiton, ayant à sa partie supérieure un filetage destiné à coopérer avec le filetage de la partie supérieure 4, et sa base un anneau 8 s'étendant radialement, un peu au-delà de la paroi interne de la base en laiton 4. La bague 7 est pourvue de trois oreilles 9 permettant de faciliter son vissage / dévissage sur la base 4 de la partie supérieure 5, de façon à assembler les éléments propres au tamis vibrant, comme cela sera expliqué par la suite.
En se référant également à la figure 4, on voit que l'enveloppe extérieure maintient assemblé un ensemble formé de quatre éléments principaux, un module vibratoire 20 disposé entre un élément de verrouillage inférieur 30 et un élément de verrouillage supérieur 40, permettant également de positionner à l'intérieur du tube 3 une trémie 39 qui prend appui sur un rebord 6 de la base 4.
Dans le mode de réalisation représenté, le module vibratoire 20 est formé de deux ensembles piézo-électriques, dont le fonctionnement est piloté par une unité de gestion électronique 50 et qui prennent en sandwich un tamis 26. L'ensemble piézo-électrique supérieur, côté trémie 39, comprend un résonateur métallique 21, un transducteur piézo-électrique 22 et un anneau métallique 23 formant également résonateur et en contact avec le tamis 26. L'ensemble piézo-électrique inférieur, en contact avec le tamis 26 comprend un transducteur piézo-électrique 24 et un résonateur métallique 25. Les résonateurs 21, 25 et l'anneau 23, qui fournissent également les tensions de commande aux transducteurs 22, 24 sont reliés à l'unité de gestion électronique 50 par des brides de connexion qui traversent l'élément de verrouillage supérieur 40.
L'élément de verrouillage supérieur 40 comporte du côté de la trémie 39 un anneau de fond 44 ayant la même ouverture que la base de la trémie 39, et possède une paroi verticale épaisse 42 dans laquelle sont ménagés d'une part des moyens d'assemblage mécaniques avec l'élément de verrouillage inférieur 30, d'autre part des moyens de jonction électrique du module vibratoire 20 avec une unité de gestion électronique 50 qui sera décrite plus loin en référence à la figure 7.
Le moyens d'assemblage mécaniques sont constitués par trois passages traversant 18 destinés à recevoir trois tiges filetée 28 pour fixer ensemble les moyens de verrouillage supérieur 40 et inférieur 30, ainsi que deux puits 16 dont le fond est percé pour permettre la fixation de la trémie 39 au moyen de vis 37.
Les moyens de jonction électrique sont constitués par des brides de connexions logées dans des puits 41, 43, 45, formés à la surface de l'élément de verrouillage supérieur 40 dans la paroi épaisse 42. Ces puits 41, 43, 45 ont, selon l'axe A, des passages qui communiquent avec la partie centrale destinée à recevoir le module vibratoire, des profondeurs correspondant à l'étagement des résonateurs 21, 23, 25, et ils présentent l'un par rapport à l'autre un décalage angulaire suffisant pour que les parois desdits puits ne communiquent pas entre elles. Comme on le voit sur la figure 3, le fond de chaque puits est percé d'un trou 46 pour le passage d'une tige conductrice 47 qui débouche à l'extérieur à la base de l'élément de verrouillage supérieur, et qui comporte, à l'autre extrémité dans un plan perpendiculaire à ladite tige 47, une boucle 48 dont une portion 48a débouche dans l'évidement central pour permettre un contact élastique avec les résonateurs 21, 23, 25. Cette bride de contact, formée par une tige 47 et une boucle 48, est fixée au fond de chaque puits au moyen d'une rondelle et d'une vis 49.
L'élément de verrouillage inférieur 30 s'emboíte dans l'élément de verrouillage supérieur 40 au moyen d'une bague supérieure 31, dont la portée supérieure 34 a sensiblement les mêmes dimensions que les anneaux des résonateurs et des transducteurs piézo-électriques. Il comprend ensuite une collerette 32 pourvue de trois trous 38 en regard des passages traversant 18 de l'élément de verrouillage supérieur 40, un manchon inférieur 33 de plus petit diamètre que la bague supérieure 31, ledit manchon 33 étant prolongé par une partie tubulaire 35. Pour l'écoulement de la poudre, cet élément de verrouillage inférieur 30 comporte en son centre un passage tubulaire 36 de section sensiblement égale à la surface utile du tamis 26.
Ces éléments de verrouillage supérieur 40 et inférieur 30 sont réalisés en un matériau plastique isolant par injection ou moulage.
Après fixation de la trémie 39 au moyen de deux vis 37 traversant les puits 16, et après mise en place du module vibratoire 20 qui pince le tamis 26, les éléments de verrouillage inférieur 30 et supérieur 40 sont assemblés au moyen de trois tiges filetées 28 qui traversent les trous 38 de la collerette 32, et le passage traversant 18 dans la paroi 42. Les têtes des tiges filetées 28 prennent appui sur une bague de blocage inférieure 29 ayant trois trous pour le passage des tiges 28 dont les extrémités viennent se visser dans une bague de blocage supérieure 27 disposée dans un évidement annulaire 27a de la trémie 39. On observera que d'autres moyens d'assemblage sont possibles, par exemple en effectuant le vissage des tiges 28 directement dans la paroi épaisse 42 de l'élément de verrouillage supérieur 40.
Comme on le voit, l'agencement qui vient d'être décrit permet très facilement, par simple dévissage des trois tiges filetées 28 et sans qu'il soit nécessaire de rompre une liaison électrique, de remplacer le tamis 26 ou l'une quelconque des pièces constituant le module vibratoire 20.
Comme on le voit à la figure 3, l'appareil de tamisage-dosage peut en outre comprendre un élément vibrant 60 en forme de baguette. Dans le mode de réalisation représenté, cet élément vibrant 60 est constitué par une base 61 en un matériau élastique en forme de boucle ouverte venant s'enclipser dans une rainure 63 de l'anneau métallique 23, ladite base 61 étant prolongée par deux tiges flexibles 62a, 62b recourbées à 90° et se projetant à l'intérieur de la trémie 39. Ainsi, lorsqu'une tension alternative est appliquée à l'un ou l'autre des transducteurs 22, 24, la bague 23 entre en vibrations et transmet lesdites vibrations aux tiges 62a, 62b pour permettre de briser l'éventuelle formation de voûtes ou de ponts à la surface de la poudre. On observera qu'il est également possible, sans modifier la construction de n'avoir qu'une seule tige flexible. De même la construction qui vient d'être décrits s'appliquerait de façon équivalente à tout élément du module vibratoire 20, pour autant que cet élément soit situé au dessus du tamis 26, tel que le résonateur 21 ou le transducteur 22.
Avant de décrire les caractéristiques de fonctionnement de l'appareil de dosage selon l'invention, on va décrire plus brièvement un autre mode de réalisation désigné par la référence générale 2, représenté sans habillage extérieur à la figure 5, dans laquelle les pièces identiques ou équivalentes sont désignées par les mêmes références ou par des références apparentées. On voit que l'élément de verrouillage supérieur 40 a, en quelque sorte été retourné pour recevoir dans sa partie centrale le module vibratoire 20, dans lequel le tamis 26 n'est plus pincé entre les transducteurs piézo-électriques 22 et 24, mais maintenu dans un cadre 26a vissé sur la surface extérieure d'un résonateur 21a, juste en dessous de l'ouverture de la trémie 39. On observera également que le résonateur qui était situé entre les transducteurs 22 et 24 est remplacé par un simple disque métallique 23a relié au pole négatif de l'unité de commande 50 par l'intermédiaire d'une tige 47 qui traverse un puit 43a formé à travers le résonateur 25, en ayant à ce niveau-là un manchon isolant 47a, et qui traverse également le fond de la paroi épaisse 42. Les électrodes des transducteurs 22 et 24, formés par les surfaces en contact des résonateurs 21a et 25a, sont reliées électriquement au pole positif de l'unité de gestion électronique au moyen d'au moins une tige filetée 17 qui traverse les résonateurs 21a et 25a et établit un contact électrique entre eux, en traversant également les transducteurs 22 et 24 au niveau desquels est prévue une garniture isolante 17a. La tête de la tige 17 est en contact avec un anneau conducteur 17b qui permet de ramener la connexion électrique au niveau d'un deuxième puit 43b (non représenté) à proximité du puit 43a. Pour maintenir une cohésion dynamique de l'ensemble, il est préférable de prévoir trois tiges filetées 17 reparties à 120° autour de l'appareil. Pour permettre la fixation du module vibratoire dans l'élément 40, il est également prévu trois tiges filetées 19 qui traversent la base dudit élément 40 pour être vissés dans le résonateur 25a. Ce mode de réalisation comporte enfin un fond 30a vissé en trois points par des vis 28a pour masquer les ouvertures pratiquées dans le fond de l'élément 40.
Une autre caractéristique de ce deuxième mode de réalisation est également que le résonateur inférieur 25a est réalisé en un métal ayant une densité spécifique supérieure à celle du métal du résonateur supérieur 21a. Pour le résonateur 25a on utilisera par exemple un acier et pour le résonateur 21a l'aluminium ou un alliage d'aluminium.
Dans ce mode de réalisation représenté à la figure 5 on voit que la baguette vibrante 62 est fixée, par exemple par soudure, au centre du tamis 26, les vis 37 n'ayant pas été représentées pour plus de clarté du dessin. On observera aussi que la bague 23, qui servait à maintenir l'élément vibrant 60, est remplacé par une simple bague de contact 23a. On a également représenté à la figure 5 une variante dans laquelle la tige flexible comporte de place en place des extensions radiales 64a, 64b, 64c ...etc. qui contribuent à briser encore plus facilement les voûtes et ponts, quel que soit le niveau de poudre dans la trémie 39. Il est bien évident que ce mode de réalisation et cette variante sont également applicables au cas où le tamis 26 est pincé entre deux résonateurs 21, 25.
Dans l'un ou l'autre des modes de réalisation, les déformations mécaniques imposées par la vibration axiale des transducteurs piézo-électriques 22 et 24 sont absorbées et/ou restituées par les déformations élastiques des tiges de liaison 17 ou 28.
A la figure 6 on a représenté une variante d'exécution du tamis de la figure 5, dans laquelle ledit tamis 26' a une forme bombée qui confère au tamis une meilleure tenue mécanique et en stabilise les déformations et qui diminue les risques de colmatage. Le sommet du tamis bombé comprend un capteur de vibration 26" qui peut également être relié à l'unité de gestion électronique 50 pour l'asservissement des transducteurs piézo-électriques 22 et 24. Bien évidemment une telle forme de tamis est également compatible avec le mode de réalisation correspondant aux figures 3 et 4.
Dans la description qui précède, les transducteurs piézo-électriques, qui sont de préférence identiques pour faciliter l'étalonnage de l'unité de gestion électronique 50, et accroítre la précision de l'appareil de dosage, n'ont pas été différenciés quant à leurs fonctions respectives. Selon un mode de réalisation de base, un transducteur agit comme vibreur et l'autre transducteur comme capteur des vibrations. Comme on va l'expliquer par la suite, selon un mode de réalisation préféré, les deux transducteurs 22 et 24 ont un fonctionnement alternatif en boucle. Pendant une première période un transducteur, par exemple le transducteur 22, reçoit un train d'impulsions commandé par une tension alternative Vcom délivrée par l'unité de gestion électronique 50 pour faire vibrer le tamis 26 ou 26' selon l'axe A. Pendant la même période l'autre transducteur 24 agit comme capteur de vibrations et délivre une tension de mesure V'mes à l'unité de gestion électronique 50, qui va ajuster en retour si nécessaire la tension V'com pour la période suivante. Dans la période suivante les fonctionnements des transducteurs 22 et 24 sont inversés et correspondent aux tensions V'com. et Vmes. L'alternance des tensions Vcom et V'com est représentée schématiquement à la figure 8a.
En se reportant maintenant également à la figure 7, qui représente le bloc diagramme de l'unité de commande de gestion électronique 50, on voit qu'il existe différents étages permettant de prendre en compte les caractéristiques de l'appareil, celles de son fonctionnement, ainsi que les conditions extérieures pour obtenir en fonction du temps t un débit D de poudre déterminé par exemple par le diagramme désigné par la référence 59 sur la figure 7. Les donnés de ce diagramme sont intégrées dans un premier étage de régulation 51 qui comprend également un module 52 permettant d'agir sur les caractéristiques propres à l'appareil, par exemple lors du remplacement d'un tamis 26 ou 26' par un tamis neuf, par un tamis ayant une ouverture de mailles différente ou lorsqu'on utilise une nouvelle poudre ayant des caractéristiques différentes. Il comprend également un module 53 qui permet, au moyen de tables de correspondances ou d'étalonnage 53T, 53H, 53P dérivant des valeurs reçues de capteurs de température T, de degré hygrométrique H et de pression P de l'environnement dans lequel l'appareil fonctionne, de délivrer un signal de commande 54 à l'étage suivant 55. L'étage 55 reçoit également de chaque transducteur 22, 24 une tension de mesure Vmes, V'mes pour délivrer en retour des signaux de commande 56a, 56b à l'étage suivant 57. Dans le cas où le capteur de force 26" est situé sur le tamis lui-même (voir figure 6) on observera que l'étage 55 peut ne recevoir qu'une seule tension de mesure Vmes, délivrée uniquement par ledit capteur 26". L'étage 57 comprend deux étages de puissance 57a et 57b recevant respectivement les signaux de commande 56a, 56b et une tension d'alimentation Vo pour délivrer respectivement à chaque capteur 22, 24 une tension de commande Vcom, V'com selon une alternance qui a été expliquée au début en relation avec le chronogramme de la figure 8a.
Une telle unité de gestion électronique 50 présente l'avantage de pouvoir asservir le débit de poudre à une valeur de débit prédéterminée à partir des vibrations mécaniques fournies au tamis, c'est-à-dire en fait de la tension de commande et de la tension de mesure qui sont ajustées et ajustables à une fréquence égale à la fréquence de résonance de l'ensemble des éléments vibrants de l'appareil.
Cette unité de gestion électronique 50 permet aussi de minimiser, voir d'éliminer totalement, les variations de débit dues à des modifications des conditions extérieures telles que la température, le degré hygrométrique et la pression atmosphérique ou une pression appliquée artificiellement dans le réservoir.
Selon un mode de réalisation avantageux, comme représenté par le chronogramme de la figure 8b, l'unité de gestion électronique 50 peut contenir une programmation temporelle des tensions de commande, de manière à avoir par exemple des trains de vibrations présentant une rampe ascendante pendant un temps tup, puis un plateau pendant un temps ton et enfin une rampe descendante pendant un temps toff, les tensions Vcom et V'com ayant leurs alternances positives et négatives en opposition.
La présente invention a essentiellement été décrite en référence à des transducteurs piézo-électriques. Il est évident que d'autres types de transducteurs peuvent être utilisés sans sortir du cadre de la présente invention, tels que des transducteurs électromagnétiques.

Claims (13)

  1. Appareil de dosage de poudres comprenant une trémie d'alimentation (39), un module vibratoire (20) formé par un tamis (26, 26') prévu pour une granulométrie de poudre déterminée et par un premier transducteur (22) associé à un premier résonateur (21). ledit transducteur (22) recevant une tension alternative de commande Vcom lui permettant de transmettre en réponse des vibrations mécaniques audit tamis (26, 26'), des moyens de verrouillage (30, 40) dudit module vibratoire (20) en dessous de ladite trémie (39), et une unité de gestion électronique (50) agencée pour fournir ladite tension de commande Vcom., caractérisé en ce qu'il comprend en outre un deuxième transducteur (24) disposé au voisinage dudit tamis (26, 26') ou en liaison mécanique avec celui-ci lesdits premier (22) et deuxième (24) transducteurs fonctionnant alternativement pour faire vibrer le tamis (26, 26') et pour capter les vibrations dudit tamis (26, 26') et en ce que ladite unité de gestion (50) comporte un étage (55) agencé pour recevoir une tension de mesure Vmes. représentative des vibrations mécaniques dudit tamis (26, 26') et pour ajuster en réponse la tension de commande Vcom. du premier transducteur (22) de façon à asservir la valeur du débit du poudre à une valeur de consigne prédéterminée.
  2. Appareil de dosage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de gestion 50 comporte également un étage de régulation (51) destiné à prendre en compte au moyen de tables de correspondance ou d'étalonnage (53T, 53H, 53P) les fluctuations des conditions extérieures tels que la température, le degré hygrométrique ou la pression, ainsi que les caractéristiques propres (52) de l'appareil de façon à maintenir le débit de poudre indépendant desdits paramètres.
  3. Appareil de dosage selon la revendication 1, caractérise en ce que le deuxième transducteur (24) est également associé à un deuxième résonateur (25) et en ce que les deux transducteurs ont les mêmes caractéristiques de fonctionnement.
  4. Appareil de dosage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux transducteurs (22, 24) sont des transducteurs piézo-électrique.
  5. Appareil de dosage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module vibratoire (20) entraíne également en vibrations un élément vibrant (60) comprenant une tige flexible (62) se projetant dans la partie médiane de la trémie (39).
  6. Appareil de dosage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tige flexible (62) comporte en outre du place en place des extensions radiales (64a, 64b, 64c).
  7. Appareil de-dosage selon une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les transducteurs (22, 24) et les résonateurs (21, 25) sont en forme d'anneaux de mêmes dimensions, maintenus en place entre un moyen de verrouillage inférieur (30) et un moyen de verrouillage supérieur (40) assemblés par vissage et possédant un dégagement central pour le passage de la poudre.
  8. Appareil de dosage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les résonateurs (23, 25) sont des blocs métalliques assemblés par vissage, le bloc inférieur (25a) ayant une densité plus élevée que celle du bloc supérieur (21 a).
  9. Appareil de dosage selon la revendication 1 caractérisé en ce que le tamis (26, 26') est pincé entre les deux transducteurs (22, 24).
  10. Appareil de dosage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tamis (26, 26') est fixé immédiatement en dessous de la trémie (39).
  11. Appareil de dosage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tamis (26) est en forme de disque.
  12. Appareil de dosage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tamis (26') est en forme de dôme.
  13. Appareil de dosage selon la revendication 12, caractérisé en ce que le tamis (26') comprend en outre à la cime du dôme un capteur de vibration (26").
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