FR2530341A1 - Sensor for an apparatus for detecting and measuring the moisture of a mixture of powdery and/or granular materials. - Google Patents

Sensor for an apparatus for detecting and measuring the moisture of a mixture of powdery and/or granular materials. Download PDF

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Abstract

Device enabling the degree of moisture of a bulk powdery and/or granular substance or mixture of substances, such as concrete mortar for example to be measured and adjusted. It consists of a metal electrode 1 of good abrasion resistance coated over all its faces, apart from its active face 1a, with an insulating material 3 which itself has good resistance to abrasion and to any infiltration of water permitting complete insulation to be provided between the electrode and the structure of the mixer, the common plane containing the active face of the electrode and the insulating material which surrounds it being tangential to the bore of the inner sleeve forming a part for wearing 5 or to that of the agitating chamber 4 to which the device is fitted in an opening 5a, 4a and held by means of set (lock) screws 6 carried by two flats 7 bordering the said opening. The invention can be applied to all the substances contained in grinding or mixing chambers.

Description

La présente invention concerne les appareils permettant de déterminer la teneur en eau de certaines matières ou de mélanges de certaines matières en vrac et de pouvoir ajuster cette teneur selon un taux désiré. The present invention relates to devices for determining the water content of certain materials or mixtures of certain bulk materials and to be able to adjust this content according to a desired rate.

I1 est déjà connu de nombreux procédés et dispositifs permettant de mesurer l'état hygrométrique d'une substance granuleuse ou poudreuse soit à l'intérieur d'une cuve de stockage, soit à l'intérieur d'une enceinte de brassage en particulier dans le domaine de la préparation de sables de moulage en fonderie ou dans le domaine de l'élaboration du béton de maçonnerie. Ces différents procédés ou dispositifs se distinguent par leur mode de captage de la teneur en eau. C'est ainsi que certains font usage soit d'ondes ultrahertziennes, soit de condensateurs ou de tubes électroniques, de micro-ondes ou de cellules élec-trolytiques. I1 is already known from numerous methods and devices making it possible to measure the hygrometric state of a granular or powdery substance either inside a storage tank or inside a brewing enclosure, in particular in the preparation of molding sands in foundries or in the preparation of masonry concrete. These different processes or devices are distinguished by their method of capturing the water content. This is how some people make use of either ultrahertz waves, or condensers or electronic tubes, microwaves or electrolytic cells.

Le capteur peut aussi être, selon un dispositif connu, un jeu d'électrodes plongeantes dans la masse du produit en liaison avec l'appareil d'indication et de mesure par l'intermédiaire d'un collecteur rotatif, un tel dispositif étant utilisé en particulier dans les malaxeurs à béton. Ce procédé présente de nombreux inconvénients : la structure des sondes n'assure pas une parfaite étanchéité entre l'électrode elle-meme et le corps du malaxeur d'autre part, il se produit au bout d'un certain temps d'utilisation des risques de charbonnage au niveau de l'électrode ; enfin le caractère hautement abrasif du béton conduit à une usure rapide de l'électrode et à sa détérioration.The sensor can also be, according to a known device, a set of plunging electrodes in the mass of the product in connection with the indication and measurement device by means of a rotary collector, such a device being used in particularly in concrete mixers. This process has many drawbacks: the structure of the probes does not ensure a perfect seal between the electrode itself and the body of the mixer on the other hand, it occurs after a certain time of risk use coal mining at the electrode; finally, the highly abrasive nature of the concrete leads to rapid wear of the electrode and to its deterioration.

Le dispositif capteur, suivant l'invention, permet d'éviter ces inconvénients. Celui-ci a pour but de détecter le pourcentage d'humidité dans une substance ou un mélange de substance poudreuse et/ou granuleuse telle que du béton, compte-tenu des différents ciments et agrégats en malaxage, et de transmettre l'impédance, c'est-à-dire la résistance du béton pendant le malaxage, à un appareil de mesure et de régulation, le dit dispositif atténuant considérablement l'effet d'abrasion du béton sur l'électrode elle-même et interdisant toute absorption d'eau assurant ainsi une parfaite isolation entre l'élect-rode et la structure du malaxeur. The sensor device according to the invention makes it possible to avoid these drawbacks. The purpose of this is to detect the percentage of humidity in a substance or a mixture of powdery and / or granular substance such as concrete, taking into account the various cements and aggregates in mixing, and to transmit the impedance, c that is to say the resistance of the concrete during mixing, to a measuring and regulating device, the said device considerably attenuating the effect of abrasion of the concrete on the electrode itself and preventing any absorption of water thus ensuring perfect insulation between the electrode and the structure of the mixer.

Le dispositif capteur, objet de l'invention, comporte l'électrode proprement dite constituée d'une partie métallique très résistante à l'abrasion du béton entourée d'une matière isolante également résistante à cette abrasion, et de texture hydrophobe. Cette matière isolante enrobe l'électrode sur toutes ses faces à l'excep- tion de l'une d'entre elles dite face active appelée à etre en contact avec le produit à contrôler.L'ensemble ainsi constitué se présentant indifféremment sous une forme parallélépipédique ou cylindrique se fixe sur l'enceinte de brassage du malaxeur en s' ajustant dans une découpure exécutée dans la paroi de la dite enceinte, le malaxeur pouvant comporter deux ou trois électrodes également réparties angulairement. La face active du capteur se situe dans le plan de l'alésage intérieur de. la virole constituant la pièce d'usure de l'enceinte de brassage. The sensor device, object of the invention, comprises the actual electrode consisting of a metal part very resistant to abrasion of concrete surrounded by an insulating material also resistant to this abrasion, and of hydrophobic texture. This insulating material coats the electrode on all of its faces with the exception of one of them, called the active face, which is called to be in contact with the product to be tested. The assembly thus formed is presented in either form parallelepiped or cylindrical is fixed on the mixing enclosure of the mixer by adjusting in a cutout made in the wall of said enclosure, the mixer may include two or three electrodes also distributed angularly. The active face of the sensor is in the plane of the internal bore of. the ferrule constituting the wearing part of the brewing enclosure.

Les dessins annexés illustrent un mode de réalisation du dispositif capteur conforme à la présente invention. Ceux-ci représentent : - en figure 1, une vue du dispositif côté face active, - en figure 2, une vue en bout correspondant à la figure 1, - en figure 3, une vue en coupe transversale d'une enceinte de brassage d'un malaxeur équipé de trois dispositifs capteurs, - en figure 4, une vue de détail en coupe transversale de l'implantation du dispositif dans la structure de l'enceinte de brassage. The accompanying drawings illustrate an embodiment of the sensor device according to the present invention. These represent: - in FIG. 1, a view of the device on the active face side, - in FIG. 2, an end view corresponding to FIG. 1, - in FIG. 3, a view in cross section of a mixing enclosure d 'A mixer equipped with three sensor devices, - in Figure 4, a detail view in cross section of the implantation of the device in the structure of the mixing enclosure.

Tel que représenté le dispositif capteur comporte une électrode métallique 1 dont les caractéristiques mécaniques assurent entre autre une bonne résistance à l'abrasion provoquée par le produit à traiter, comme c'est le cas en particulier pour le mortier de béton, en raison de la silice contenue dans le sable et de l'effet agressif des ciments utilisés. Dans l'exemple illustré et correspondant à un mode préférentiel de réalisation la section droite du corps de l'électrode est allongée et se termine à chaque extrémité par un arrondi ; -sur sa face arrière, l'électrode comporte une broche 2 permettant sa connection électrique avec le câblage de raccordement à l'appareil de mesure.Le corps de l'électrode est enrobé dans une matière isolante 3 constituée d'un matériau tel qu'un caoutchouc uréthane dont les caractéristiques sont sensiblement les suivantes - dureté shore A selon la norme ASTM D 412 : 94 - résistance limite à la traction selon norme ASTM D 412 (psi) 1500 - module d'élasticité 100 % selon norme ASTM D 412 (psi) : 975 - allongement selon norme ASTM D 638 (%) : 250 - résistance à l'arrachement selon norme ASTM D 1004 (kg/cm) : 88,5 - perte de poids par abrasion (perte mg/1000 t meule Tobor 18 H) 0,298 - retrait linéaire (cm/cm) : q,0004 - résistance thermique (OC) : 121 - résistance d'-isolement (ohm/cm) : 5,0 x 1010 - constance diélectrique (10 Hz) : 5,29 - focteur de dissipation (10 Hz) : 0,046 - rigidité diélectrique (V/mil) : 340
La matière isolante doit être de plus parfaitement résistante à 1 eau, à l'huile, à l'essence et aux produits chimiques. Tel que representé en figure 2, l'enrobage de l'électrode laisse seulement apparaitre la face active la de celle-ci, laquelle est en contact avec la masse du produit contenu dans l'enceinte de brassage et dont on veut mesurer le degré d'humidité.As shown, the sensor device comprises a metal electrode 1, the mechanical characteristics of which ensure, among other things, good resistance to abrasion caused by the product to be treated, as is the case in particular for concrete mortar, due to the silica contained in the sand and the aggressive effect of the cements used. In the example illustrated and corresponding to a preferred embodiment, the cross section of the body of the electrode is elongated and ends at each end with a rounding; -on its rear side, the electrode has a pin 2 allowing its electrical connection with the wiring for connection to the measuring device. The body of the electrode is coated in an insulating material 3 made of a material such as a urethane rubber, the characteristics of which are substantially as follows - shore A hardness according to standard ASTM D 412: 94 - limit tensile strength according to standard ASTM D 412 (psi) 1500 - modulus of elasticity 100% according to standard ASTM D 412 ( psi): 975 - elongation according to standard ASTM D 638 (%): 250 - tear resistance according to standard ASTM D 1004 (kg / cm): 88.5 - weight loss by abrasion (loss mg / 1000 t Tobor wheel 18 H) 0.298 - linear shrinkage (cm / cm): q, 0004 - thermal resistance (OC): 121 - insulation resistance (ohm / cm): 5.0 x 1010 - dielectric strength (10 Hz): 5 , 29 - dissipation factor (10 Hz): 0.046 - dielectric strength (V / mil): 340
The insulating material must also be perfectly resistant to water, oil, petrol and chemicals. As shown in Figure 2, the coating of the electrode only reveals the active side of it, which is in contact with the mass of the product contained in the brewing chamber and whose degree we want to measure 'humidity.

Le dispositif capteur ainsi constitué se fixe sur la structure du malaxeur en s'ajustant dans une découpure de forme conjuguée prévue à cet effet dans la paroi du malaxeur et. exécutée sur une génératrice de celle-ci. La figure 4 illustre un exemple de fixation du dispositif sur la paroi du corps de l'enceinte de brassage 4, laquelle est doublée d'une virole intérieure 5 constituant une pièce d'usure ; l'électrode enrobée de son isolant s'implante à la fois dans une découpure 4a pratiquée dans le corps de l'enceinte de brassage 4 et dans une découpure Sa exécutée dans la virole 5, les tolérances de fabrication de ces découpures étant déterminées pour assurer un assemblage étanche du dispositif capteur dans celles-ci en conjugaison avec les pressions de contact élastiques exercées par la matière isolante 3 sur les bords de ces découpures. The sensor device thus formed is fixed to the structure of the mixer by adjusting in a cutout of conjugate shape provided for this purpose in the wall of the mixer and. run on a generator thereof. FIG. 4 illustrates an example of attachment of the device to the wall of the body of the stirring enclosure 4, which is lined with an interior ferrule 5 constituting a wearing part; the electrode coated with its insulator is implanted both in a cutout 4a made in the body of the stirring enclosure 4 and in a cutout Sa executed in the shell 5, the manufacturing tolerances of these cutouts being determined to ensure a sealed assembly of the sensor device therein in conjunction with the elastic contact pressures exerted by the insulating material 3 on the edges of these cutouts.

L'immobilisation du dispositif capteur sur la structure de l'enceinte est assurée au moyen de vis de pression se vissant dans des trous taraudés 6 prévus à cet effet sur deux plats 7 soudés en bordures longitudinales de la découpure 4a du corps de l'enceinte de brassage. Afin d'éviter la détérioration de la matière isolante au cours du serrage des vis de pression, les flancs longitudinaux du dispositif capteur comportent un renfort métallique 8 de largeur correspondant sensiblement à la hauteur des plats 7. Le positionnement du dispositif dans la structure du malaxeur est tel que la face active la de l'électrode et la face de la matière isolante entourant la dite face active se situent dans un plan tangent à l'alésage de-la virole intérieure 5.The immobilization of the sensor device on the structure of the enclosure is ensured by means of pressure screws which are screwed into tapped holes 6 provided for this purpose on two plates 7 welded in longitudinal edges of the cutout 4a of the body of the enclosure. of brewing. In order to avoid deterioration of the insulating material during the tightening of the pressure screws, the longitudinal sides of the sensor device comprise a metal reinforcement 8 of width corresponding substantially to the height of the dishes 7. The positioning of the device in the structure of the mixer is such that the active face 1a of the electrode and the face of the insulating material surrounding said active face lie in a plane tangent to the bore of the inner shroud 5.

La figure 3 représente une enceinte de brassage d'un malaxeur équipé de trois dispositifs capteurs : chacun d'eux est relié à un appareil de mesure, lequel peut être assorti d'un appareil de régulation permettant par l'asservissement des organes d'alimentation en eau du malaxeur, de régler l'arrivée d'eau sur celui-ci. FIG. 3 represents a brewing enclosure of a mixer equipped with three sensor devices: each of them is connected to a measuring device, which can be combined with a regulating device making it possible, by controlling the supply members in the mixer, adjust the water supply to it.

L'invention ne se limite pas au mode de réalisation spécialement décrit ; elle couvre toutes les variantes possibles à condition que celles-ci ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications annexées à la présente description. The invention is not limited to the specially described embodiment; it covers all possible variants provided that these do not contradict the subject of each of the claims annexed to this description.

Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé pour contrôler le degré d'humidité de toute substance ou de tout mélange contenus dans une enceinte de stockage ou de malaxage afin de pouvoir en régler le dosage. L'invention peut s'appliquer en particulier aux appareils de préparation de sables de moulage en fonderie et aux mortiers de beton en travaux de maçonnerie.  The device which is the subject of the invention can be used to control the degree of humidity of any substance or any mixture contained in a storage or kneading enclosure in order to be able to adjust the dosage. The invention can be applied in particular to apparatuses for preparing foundry molding sands and to concrete mortars in masonry work.

Claims (4)

- REVENDICATIONS- CLAIMS 1.- Dispositif capteur pour appareil de mesure et de régulation du degré d'humidité d'une substance ou d'un mélange de substances poudreuses et/ou granuleuses en vrac, telles que par exemple le mortier de béton contenu dans une enceinte de brassage d'un malaxeur, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une électrode métallique (î) de bonne résistance à l'abrasion enrobée sur toutes ses faces, à l'exception de sa face active (via) d'une matière isolante (3) elle-même de bonne résistance à l'abrasion, ainsi qu'a toute infiltration d'eau, permettant ainsi d'assurer une isolation parfaite entre l'électrode et la structure du malaxeur, le plan commun contenant la face active de l'électrode et la matière isolante qui la ceinture étant tangente à l'alésage de l'enceinte de brassage (4) ou à l'alésage de la virole intérieure (5) constituant la pièce d'usure de la dite enceinte. 1.- Sensor device for an apparatus for measuring and regulating the humidity of a substance or a mixture of powdery and / or granular substances in bulk, such as for example the concrete mortar contained in a mixing chamber a mixer, characterized in that it consists of a metal electrode (î) of good abrasion resistance coated on all its faces, except for its active face (via) of an insulating material (3) itself of good resistance to abrasion, as well as to any infiltration of water, thus making it possible to ensure perfect insulation between the electrode and the structure of the mixer, the common plane containing the active face of the electrode and the insulating material which the belt being tangent to the bore of the stirring enclosure (4) or to the bore of the inner ferrule (5) constituting the wearing part of said enclosure. 2.- Dispositif capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face active (la) de l'électrode (1) est de forme allongée et limitée à chacune de ses extrémités par un arrondi, la face opposée à la face active portant une broche de connection électrique (2) avec le câblage de raccordement à l'appareil de mesure. 2. A sensor device according to claim 1, characterized in that the active face (la) of the electrode (1) is of elongated shape and limited at each of its ends by a rounded shape, the face opposite to the active face bearing an electrical connection pin (2) with the wiring for connection to the measuring device. 3.- Dispositif capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière isolante (3) est du type caoutchouc uréthane parfaitement résistant à l'eau, à l'huile, à l'essence et aux produits chimiques et correspondant aux caractéristiques suivantes - dureté Shore A selon norme ASTM D 412 : 94 - résistance limite à la traction selon norme ASTM D 412 (psi) 1 500 - module d'élasticité 100 % selon norme ASTM D 412 (psi) : 975 - allongement selon norme ASTM D 638 (%) : 250 - résistance à l'arrachement selon norme ASTM D 1004 (kg/cm) : 88,5 - perte de poids par abrasion (perte mg/1000 t meule Tabor 18 H) 0,298 - retrait linéaire (cm/cm) : 0,0004 - résistance thermique (OC) : 121 - résistance d'isolement (ohm/cm) : 5,0 x 10 - constance diélectrique (10 Hz) : 5,29 - facteur de dissipation (10 Hz) : 0,046 - rigidité diélectrique (V/mil) : 340 3.- sensor device according to claim 1, characterized in that the insulating material (3) is of the urethane rubber type perfectly resistant to water, oil, petrol and chemicals and corresponding to the following characteristics - Shore A hardness according to standard ASTM D 412: 94 - limit tensile strength according to standard ASTM D 412 (psi) 1,500 - elastic modulus 100% according to standard ASTM D 412 (psi): 975 - elongation according to standard ASTM D 638 (%): 250 - pullout resistance according to ASTM D 1004 standard (kg / cm): 88.5 - weight loss by abrasion (loss mg / 1000 t Tabor 18 H wheel) 0.298 - linear shrinkage (cm / cm): 0.0004 - thermal resistance (OC): 121 - insulation resistance (ohm / cm): 5.0 x 10 - dielectric strength (10 Hz): 5.29 - dissipation factor (10 Hz): 0.046 - dielectric strength (V / mil): 340 4.- Dispositif capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ses flancs longitudinaux comportent un renfort métallique (8) permettant son blocage à l'aide de vis de pression entre deux plats soudés (7) sur chacun des bords longitudinaux d'une découpure (4a) pratiquée dans le corps de l'enceinte de brassage, laquelle découpure coincide avec une découpure identique (5a) exécutée dans la virole intérieure (s) constituant la pièce d'usure et dans lesquelles découpures s'inscrit le dispositif capteur selon un assemblage étanche obtenu par les pressions de serrage élastiques exerces p-ar la matière isolante, le positionnement du dispositif capteur par rapport a' la structure du malaxeur étant tel que l'axe médian longitudinal de la face active de l'électrode est disposé selon une génératrice de l'enceinte de brassage ou de la virole intérieure de celle-ci.  4. A sensor device according to claim 1, characterized in that its longitudinal sides include a metal reinforcement (8) allowing its blocking by means of pressure screws between two welded plates (7) on each of the longitudinal edges of a cut-out (4a) made in the body of the brewing enclosure, which cut-out coincides with an identical cut-out (5a) made in the inner shell (s) constituting the wear part and in which cut-outs the sensor device according to a tight assembly obtained by the elastic clamping pressures exerted by the insulating material, the positioning of the sensor device relative to the structure of the mixer being such that the longitudinal median axis of the active face of the electrode is arranged according to a generator of the brewing enclosure or of the inner shell thereof.
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