FR2630673A1 - Dispositif et procede pour detecter le debit massique et la vitesse de grenaillage - Google Patents

Abstract

L'homogénéité d'un grenaillage est obtenue dans un dispositif qui utilise un détecteur de force 38 afin de détecter la force de réaction provenant d'un pistolet de grenaillage 14 en combinaison avec une bobine de détection 44 d'un densitomètre magnétique disposée à l'orifice de sortie du bec 34 du pistolet. Un signal représentatif de la force de réaction due à la grenaille éjectée et un signal représentatif de la grenaille ferromagnétique dans la bobine sont utilisés pour calculer la vitesse moyenne des particules et le débit massique. De plus, un circuit d'alarme donne l'assurance que le fonctionnement du système est correct. Application au grenaillage des pièces.

Description

La présente invention concerne le grenaillage et, plus spécialement, un

grenaillage dans lequel on calcule le

débit massique de la grenaille ainsi que sa vitesse moyenne.

On connait relativement bien dans la technique l'utilisation du grenaillage. En particulier, un écoulement de grenaille (c'est-à-dire de particules) est dirigé sur une surface à vitesse élevée. La grenaille est dirigée sur la surface d'une pièce de manière à en provoquer la déformation

plastique, cette surface étant souvent métallique. On uti-

lise souvent le grenaillage pour augmenter la résistance à la fatigue, bien 'qu'on puisse appliquer le procédé à

d'autres fins.

Au cours des années on a mis au point divers dis-

positifs et techniques de grenaillage.

Les systèmes de grenaillage comportent générale-

ment des contrôleurs de débit massique (ou peuvent être équipés facilement de tels contrôleurs). On utilise ces contrôleurs pour commander l'écoulement de la grenaille vers le pistolet de grenaillage. Un type courant de contrôleur de débit massique pour emploi avec de la grenaille constituée de matériau magnétique comporte un électro-aimant qui est

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-2- soumis à des impulsions de manière à permettre le passage d'une quantité dosée de grenaille dans le pistolet. Ce type

courant de contrôleur utilise une réaction interne pour sta-

biliser le débit massique (c'est-à-dire la quantité de la grenaille dosée pendant un temps donné). On peut utiliser

une commande pour régler le débit massique à la valeur dési-

rée. On emploie souvent un dispositif de visualisation pour

indiquer le débit massique.

En tant que partie d'un contrôleur de débit mas-

sique, ou sous forme de composant séparé, les systèmes de grenaillage de l'art antérieur comportaient des dispositifs divers de mesure du débit de la grenaille qui fournissaient une indication du débit d'écoulement de la grenaille. Un tel dispositif peut être un densitomètre magnétique, dont un exemple est le modèle 260 fabriqué par la Société dite

Electronics Incorporated de Mishawaki, Indiana.

Le détecteur d'un densitomètre magnétique, tel que celui correspondant au modèle 260, est une bobine de fil

enroulée autour d'un tube que la grenaille traverse vertica-

lement. Fondamentalement, le dispositif mesure la quantité de grenaille au dessous de la bobine à un instant donné en détectant l'inductance de cette bobine. Il faut un certain

temps pour qu'une particule de grenaille traverse la lon-

gueur de la bobine; puis la grenaille se trouvant dans la

bobine est remplacée par une nouvelle grenaille.

Par conséquent, si: L = longueur de la bobine (cm)

T = temps de traversée de la bobine par la gre-

naille (s) v = vitesse de la grenaille (cm/s) m = quantité de grenaille à l'intérieur de la bobine (g) et R = débit massique de la grenaille (g/s), le débit massique de la grenaille dans la bobine est donnée par l'expression: - 3 - R = m/T (g/s) (1) et v = L/T (cm/s) (2) de sorte que: R = mv/L (g/s) (3) De manière à obtenir le débit massique R, la bobine du densitomètre magnétique du modèle 260 est montée

dans la conduite d'alimentation en grenaille dans la posi-

tion verticale au dessous de la soupape de commande du débit de la grenaille. En balistique, la vitesse moyenne v d'une grenaille tombant librement dans la bobine est une constante

connue. -

Comme le densitomètre mesure m et que les valeurs v et L sont des constantes connues dans cette configuration, la section de traitement du signal de l'appareil de mesure

du débit résout l'équation 3 et développe un signal repré-

sentatif du débit massique R. Les paramètres de traitement les plus importants

dans une opération de grenaillage sont la vitesse des parti-

cules individuelles de grenaille et le débit massique de la grenaille. Le débit détermine la rapidité avec laquelle la totalité de la surface sera frappée. Si le débit est trop petit pour un temps d'exposition donné, certaines parties de

la surface resteront non traitées à l'issue de l'exposition.

D'autre part, si le débit massique est trop élevé, un tra-

vail excessif à froid de la surface peut provoquer son endommagement et une plus grande susceptibilité à la fatigue. La vitesse de la grenaille établit la quantité d'énergie ou travail à froid fourni avec chaque impact, ce

qui à son tour contrôle le profil de la surface et la pro-

fondeur de la couche comprimée. L'énergie des particules de

grenaille est la moitié du produit de la masse des parti-

cules par le carré de leur vitesse. La dépendance de cette énergie cinétique vis-à-vis de la vitesse des particules

fait ressortir le fait que la vitesse des particules de gre-

naille constitue un facteur important pour déterminer la -4

qualité du grenaillage.

Bien qu'on ait fait appel à certaines techniques

de mesure en liaison avec le procédé de grenaillage, la plu-

part d'entres elles ne conviennent pas pour fournir commodé-

ment et de manière peu coûteuse une indication de la qualité

de la technique du grenaillage. L'absence générale de tech-

niques simples et bon marché pour mesurer la qualité du gre-

naillage amoindrit l'espoir de pouvoir obtenir un grenail-

lage homogène.

En outre, certains systèmes de grenaillage ne sont pas capables de détecter un mauvais fonctionnement tel qu'un bec colmaté ou une fuite d'air et de prendre les mesures de correction. Cette inaptitude à la détection des mauvais fonctionnements peut se traduire par le fait que des pièces

devant subir le traitement ne seront pas grenaillées.

Un autre problème est que certaines techniques de l'art antérieur nécessitent la mesure du débit massique à un endroit contigu à la trémie de grenaille et à une distance importante du pistolet. Le problème est dans ce cas que des imprécisions dans les mesures peuvent se produire à la suite de variations dans la caractéristique d'écoulement de la grenaille entre le détecteur et le pistolet à cause de l'instabilité, des fuites, des tortillements, du bouchage du flexible de grenaille, ou d'autres facteurs. Selon des

variations de la caractéristique d'écoulement de la gre-

naille, de telles erreurs de mesure peuvent être impor-

tantes. La présente invention a pour objet principal un

dispositif et un procédé perfectionnés de grenaillage.

La présente invention a pour objet plus spécifique la quantification des paramètres de grenaillage de manière à

faciliter l'obtention de résultats homogènes.

La présente invention a pour autre objet des mesures extrêmement précises du grenaillage grâce à l'utilisation de détecteurs sur le pistolet de grenaillage -5-

lui-même afin d'éliminer les imprécisions qui, sinon, pour-

raient être introduites.

La présente invention a encore pour objet la

détection' des mauvais fonctionnements pouvant gêner un gre-

naillage correct.

La présente invention a aussi pour objet un agen-

cement qu'on peut utiliser facilement avec les pistolets de

grenaillage existants.

Les objets précédents ainsi que d'autres objets de la présente invention qui apparaîtront au fur et à mesure de

la description sont atteints avec un dispositif de grenail-

lage comportant un pistolet de grenaillage ayant un bec équipé d'un orifice de sortie. Un détecteur est contigu à l'orifice de sortie de manière à détecter la quantité de grenaille se trouvant à l'intérieur d'une zone du trajet de soufflage de la grenaille. Le détecteur comporte une bobine contiguë à l'orifice de sortie et un circuit de détection pouvant fonctionner dans le but de détecter la quantité de grenaille ferromagnétique à l'intérieur de la bobine par détection de son inductance. Le circuit de détection produit un signal de quantité représentatif de la quantité de la

grenaille à l'intérieur de la bobine. Le pistolet de gre-

naillage est supporté par une base de montage et un détec-

teur de force qui détecte la force de réaction due au fonc-

tionnement du pistolet. Le détecteur de force est utilisé avec un agencement pour produire un signal représentatif de

la force de réaction due à la grenaille expulsée par le pis-

tolet. La force de réaction est liée à la vitesse inconnue de la grenaille et au débit massique inconnu. Comme le

signal de quantité représentatif de la quantité de la gre-

naille à l'intérieur de la bobine dépend de la longueur connue de la bobine du détecteur et de la vitesse inconnue de la grenaille ainsi que son débit massique inconnu, la bobine du détecteur et le détecteur de force fournissent ensemble deux équations à deux inconnues, la vitesse moyenne - 6 - de la grenaille et son débit massique. Par conséquent, on trouve les deux inconnues par une série de calculs. Ainsi, la vitesse moyenne de la grenaille et/ou le débit massique peuvent être déterminés en utilisant des détecteurs qui sont situés au droit du pistolet de grenaillage et fournissent des résultats assez précis car les mesures ne seront pas influencées par les variations de la caractéristique de

l'écoulement de la grenaille entre un détecteur et le pisto-

let. Le procédé de la présente invention comprend les étapes consistant à fournir de la grenaille au pistolet pour grenaillage, à faire fonctionner le pistolet pour expulser la grenaille d'un bec du pistolet, à détecter la quantité de la grenaille à l'intérieur d'un volume contigu à l'orifice de sortie du bec du pistolet, et à détecter la force de réaction du pistolet pour produire un signal de force. Le procédé comprend en outre les étapes consistant à calculer un signal de vitesse représentatif de la vitesse moyenne de

la grenaille à la sortie de l'orifice du bec et/ou à calcu-

ler un signal de débit massique représentatif du débit de la grenaille appliquée à la surface d'une pièce qui est soumise au grenaillage. De préférence, il y a calcul du signal de vitesse moyenne et du signal de débit massique et les valeurs du débit massique et de la vitesse moyenne sont

affichées.

Un circuit de test est utilisé pour déclencher une alarme et/ou pour couper divers composants du dispositif lors de la détection d'un mauvais fonctionnement tel qu'indiqué par la force de réaction détectée, la quantité de grenaille à l'intérieur de la bobine de détection, le débit

massique, et/ou la vitesse moyenne de la grenaille.

La suite de la description se réfère aux figures

annexées qui représentent respectivement: Figure 1, un schéma du dispositif de grenaillage

de la présente invention en liaison avec une section trans-

versale d'un pistolet de grenaillage comportant un détecteur d'un premier mode de réalisation;

Figure 2, une section en coupe agrandie d'une par-

tie du détecteur du premier mode de réalisation; Figure 3, une section en coupe latérale d'une par- tie d'un détecteur d'un second mode de réalisation; Figure 4, le dispositif électrique de la présente

invention comportant plusieurs composants également repré-

sentés en figure 1; -

Figure 5, un agencement d'alarme pouvant être uti-

lisé avec la présente invention.

La figure 1 représente un dispositif de grenail-

lage selon la présente invention. Plus particulièrement, une

pièce 10 présente une surface 12 qui est soumise à un gre-

naillage de la part d'un pistolet de grenaillage 14. Le pis-

tolet 14 établit un trajet 16 de soufflage de la grenaille par expulsion de la grenaille qui lui est fournie par

l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation 18 qui ache-

mine la grenaille 20 à partir d'une trémie 22. La grenaille

est fournie à la conduite d'alimentation 18 par un contrô-

leur de débit 24. Le contrôleur de débit peut être d'un type

courant utilisant un électro-aimant pour répartir des quan-

tités dosées de la grenaille métallique, bien qu'on puisse

également utiliser d'autres types de contrôleurs.

Le contrôleur 24 peut également fournir un signal de débit massique de la manière connue par l'intermédiaire d'une ligne de commande (non représentée). Cependant, la présente invention déterminera le débit massique en faisant

appel à une variante avantageuse d'une technique, qu'on dis-

cute plus en détail ci-après, évitant des imprécisions dans les débits qui pourraient être provoqués par un blocage

entre le contrôleur 24 et le pistolet 14.

La grenaille fournie au pistolet 14 par la conduite 18 est entraînée dans de l'air pressurisé provenant

d'un ajutage 26 à l'extrémité d'une conduite 28 de fourni-

- - 8 --

ture d'air. La conduite 28 fournit de l'air pressurise a partir d'une source 30 d'air pressurisé par l'intermédiaire d'un régulateur 32, qui est utilisé de la manière connue

pour réguler et ajuster la pression de l'air fourni au pis-

tolet 14. La pression de l'air fourni à l'ajutage 26, entre

autres facteurs, aide à déterminer la vitesse de la gre-

naille expulsée par le bec 34 et le pistolet 14. Le pistolet

14 est monté sur un support 36.

Les composants de la figure 1 qu'on a discutés ci-

dessus sont des composants relativement standards. Le pisto-

let de grenaillage 14 est du type à gravité. Bien que la

présente invention fonctionne avec d'autres types de pisto-

lets de grenaillage tels que des pistolets à élévation par

aspiration ou des pistolets à pot de pression, la descrip-

tion sera axée sur l'utilisation de la présente invention en

liaison avec un pistolet de grenaillage par gravité.

Le pistolet 14 comporte le support 36 qui est

monté sur un détecteur de force 38. Le détecteur 38 est dis-

posé entre le pistolet 14 et la base de montage 40 qui main-

tient le pistolet. Le détecteur 38 est de préférence du type à jauge de contrainte directionnelle qui procédera à la

détection de forces parallèles au sens dans lequel la gre-

naille est éjectée du pistolet 14. En d'autres termes, le détecteur de force 38 sera essentiellement indépendant des forces verticales telles que la pesanteur agissant sur le pistolet. Cependant, le détecteur 38 détectera la force de réaction du pistolet 14 alors qu'il procède à l'éjection de la grenaille dans le trajet 16. Le détecteur 38 est relié à un circuit 42 de traitement du signal qui fournit un signal de force F. Bien qu'on puisse utiliser d'autres détecteurs de force, le détecteur 38 peut être du type qu'on rencontre dans le commerce sous la forme du modèle 3397 de cellule de charge Lebow et le circuit de traitement du signal peut être l'instrument correspondant 7530 à transducteur, ces deux composants étant souvent vendus sous forme d'un même -9- ensemble. Le circuit 42 de traitement du signal transforme

la sortie du détecteur de force 38 en une forme correspon-

dant à des grammes de sorte que la sortie peut être affichée et/ou enregistrée. L'utilisation d'un tel détecteur de force dans la mesure du grenaillage est discutée dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n 138 004, qui est

incorporée ici à titre de référence.

A un endroit contigu à la sortie du bec 34 est monté un détecteur 44 qui est fixé en position par une bride 46. On discutera de la structure détaillée du détecteur 44 ci-après, mais on remarquera pour le moment que le détecteur 44 comporte une bobine (non représentée en figure 1) qui est reliée électriquement à un circuit de détection 48. Le

détecteur 44 comprenant le circuit de détection 48 fonc-

tionne en densitomètre magnétique de la façon connue. Plus

spécialement, le circuit de détection 48 produit intérieure-

ment un signal basé sur l'inductance de la bobine située à l'intérieur du détecteur 44. Comme l'inductance de la bobine

à l'intérieur du détecteur 44 dépend de la quantité de gre-

naille ferromagnétique à l'intérieur de la bobine, le cir-

cuit de détection 48 produit une sortie m représentative de la masse de la grenaille ferromagnétique à l'intérieur de la bobine. La bobine détecte la grenaille dans une partie du trajet 16, trajet qui s'étend entre la sortie de la conduite d'alimentation 18 et la surface 12. Comme les détails des calculs employés pour produire un signal de masse à partir

d'une bobine dans un densitomètre magnétique sont relative-

ment bien connus, il est inutile de les discuter.

L'utilisation d'un tel détecteur disposé à la sortie d'.un bec est décrite dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n 188 826. Comme la présente invention comprend des parties du dispositif de la demande de brevet n 138 004 ainsi que des parties de celui de la demande de 'brevet n 188 826, on remarquera que la présente invention peut incorporer des caractéristiques autres que celles de ces

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deux demandes.

En liaison maintenant avec la figure 2, on discu-

tera des détails de la structure du détecteur 44. La figure 2 est une section en coupe du détecteur 44 à la pointe du bec 34 du pistolet 14. Le détecteur 44 peut être assujetti à l'extrémité du bec par la bride 46 comportant un écrou 50 pour la serrer. La bride 46 peut être du même type général que les colliers de tuyaux pour fixer un tuyau de jardin à un connecteur intérieur. Comme tel, elle comporte un anneau 52 qui peut être serré au moyen de la vis 50. Le détecteur 44 est cylindrique et a le même diamètre extérieur que l'extrémité du bec 34 de sorte que la bride 46 peut être accouplée aux diamètres extérieurs du bec et du détecteur 44. Le détecteur 44 comporte une bobine 54 qui est disposée sur un noyau 56 non ferromagnétique. Un concentrateur de

flux en acier 58 s'étend autour des trois côtés de la sec-

tion transversale de la bobine 54. La bobine 54, le noyau 56 et le concentrateur 58 s'étendent chacun cylindriquement autour de l'orifice de sortie à l'extrémité du bec 34. Le matériau préféré pour le noyau 56 est le polyéthylène de

manière à protéger la bobine 54 contre l'environnement rela-

tivement hostile dû à la grenaille. En dehors du fait qu'il éloigne les corps étrangers, le concentrateur de flux 58 provoque la concentration du champ magnétique établi par la bobine 54 dans une zone située à l'intérieur de cette bobine. L'agencement du détecteur 44 de la figure 2 permet

d'utiliser le présent système dans un pistolet de grenail-

lage 14 préexistant (représenté partiellement en figure 2).

Le détecteur 44 peut être facilement fixé par la bride 46 à l'extrémité d'un pistolet de grenaillage existant. En

variante, un support (non représenté) ou une série de sup-

ports (non représentés) pourrait être employés pour monter

le détecteur 44 sur l'extrémité du bec du pistolet 14.

Lorsqu'on utilise l'agencement de la figure 2, on peut

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employer un pistolet standard 14 de grenaillage (se reporter également à la figure 1) en montant aussi un détecteur de

force 38 comme cela est représenté en figure 1.

La figure 3 est une variante d'agencement dans laquelle un détecteur 144 est construit dans le pistolet de grenaillage 114 pour détecter la grenaille dans une zone se trouvant à l'intérieur de son trajet 116 de soufflage. On remarquera que les composants du mode de réalisation de la

figure 3 ont les deux mêmes derniers chiffres que le compo-

sant correspondant du mode de réalisation ou agencement -de la figure 2. Le détecteur 144 est incorporé dans le pistolet

114 à un endroit contigu à l'extrémité du bec 134. En parti-

culier, le bec 134 présente un évidement cylindrique 160

dans lequel la bobine 154 est assise. De plus, le concentra-

teur cylindrique de flux en acier 158 a des surfaces laté-

rales 162 qui s'étendent vers le bas dans la direction de l'évidement 160. Le détecteur 144 fonctionne de la même manière que le détecteur 44 et en liaison avec un circuit de détection non représenté. Comme le polyéthylène a une très bonne résistance à l'abrasion, on peut l'employer pour

constituer le matériau du bec 134 du pistolet 114.

Avant de procéder à l'explication de la manière avec laquelle on peut utiliser les détecteurs 38 et 44 pour déterminer le débit massique R et la vitesse moyenne v des

particules de grenaille, certains développements mathéma-

tiques peuvent s'avérer utiles.

La seconde loi du mouvement de Newton indique

qu'une force est égale à la variation de la quantité de mou-

vement, cette dernière étant le produit de la masse m par la vitesse v, ce qu'on peut écrire de la façon suivante: F = d (mv) = m dv + dm (4) dt dt dt En général, l'équation précédente se réduit à F =

ma, o a est l'accélération, celle-ci correspondant au pre-

mier terme du côté droit de l'équation 4 o la force est

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appliquée à un corps de masse constante. Cependant, dans le cas d'un pistolet de grenaillage fonctionnant à l'état constant, le premier terme est nul car la vitesse ne change

pas. Par conséquent, la force est égale à la vitesse multi-

pliée par la dérivée de la masse. L'application de

l'équation 4 à un écoulement de grenaille peut être considé-

rée comme quelque peu analogue à l'opération consistant à extraire une corde d'une boîte en la tirant à une vitesse constante. Le premier terme de l'équation est nul car la

dérivée de la vitesse par rapport au temps est zéro. Cepen-

dant, le second terme de l'équation 4 sera applicable en ce sens que la masse de la corde change au fur et à mesure que davantage de corde est extraite de la boîte. D'une façon

quelque peu similaire, la variation de la quantité de mouve-

ment d'un écoulement de grenaille est égale à son débit mas-

sique multiplié par sa vitesse. Ainsi, la vitesse v d'un écoulement de grenaille est égale à: v = Fs/R (5) s

o on utilise R pour indiquer le débit massique correspon-

dant à dm/dt, v est la vitesse moyenne de l'écoulement de

grenaille et Fs la force de l'écoulement de grenaille.

L'équation 5 et l'équation 3 discutées en détail

ci-dessus donnent deux équations à deux inconnues. bn remar-

quera que dans la discussion du densitomètre magnétique du modèle 260 on pourrait résoudre l'équation 3 car la vitesse de la grenaille est une constante connue correspondant à une grenaille tombant librement. Bien que l'équation 3 puisse s'appliquer au détecteur 44 (figure 1), seule la masse de la grenaille ferromagnétique à l'intérieur de la bobine et la longueur de la bobine sont connues. Le débit massique inconnu R et la vitesse moyenne inconnue v de la grenaille peuvent être déterminés en utilisant l'équation 3 en

conjonction avec l'équation 5.

Si l'on résout l'équation 3 pour obtenir v on obtient:

263O6?3

- 13 -73

v = RL/m (6) en rendant égaux le côté droit de l'équation 6 et le côté droit de l'équation 5 on obtient: Fs/R = v = RL/m (7) L'équation 7 donne pour R: R = (Fsm/L)1/2 (8) En portant le résultat précédent dans l'équation 5 on obtient: v = (FsL/m)1/2 (9) D'après ce qui précède, on verra que la vitesse moyenne v de la grenaille et le débit massique R peuvent être déterminés à partir de la connaissance de la force de réaction, de la masse de la grenaille à l'intérieur de la bobine à un instant particulier, et de la longueur connue de la bobine. (L'exposant 1/2 est utilisé pour indiquer une

racine carrée dans les équations).

Les équations 8 et 9 sont résolues par l'agencement de la figure 4. La sortie du processeur de signal 42 est F, signal correspondant à la force de réaction du pistolet par suite de l'éjection de la grenaille et de l'air. Le signal peut être fourni à un dispositif 200 de

visualisation de force de sorte qu'un opérateur peut obser-

ver la force de réaction totale du pistolet, force qui est

égale à l'amplitude et de sens opposé à la force de la gre-

naille et de l'air expulsés par le pistolet. Le signal de

force est en outre fourni à l'entrée positive d'un amplifi-

cateur différentiel 202. L'amplificateur différentiel 202 a une entrée négative à laquelle est appliqué le signal de force au moyen d'un commutateur 204 et d'un circuit d'échantillonnage-blocage 206. L'amplificateur différentiel 202 permet d'obtenir de manière plus précise la force de

réaction du pistolet due à la grenaille expulsée. En parti-

culier, lorsque l'air est expulsé par le pistolet, mais avant que l'opérateur ait fermé le contrôleur de débit 24 (figure 1 seulement), la totalité de la force de réaction

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- 14 -

détectée par le détecteur 38 sera due à l'air. Par conse-

quent, pendant ce temps là, l'opérateur peut appuyer momen-

tanément sur le commutateur 204 de sorte que le circuit

d'échantillonnage-blocage 206 stockera un signal Fa corres-

pondant à la force de réaction due à l'air seulement. Ce signal Fa est fourni à la borne négative de l'amplificateur différentiel 202. Par conséquent, lorsque l'opérateur met en

marche le contrôleur de débit 24 de façon à démarrer le gre-

naillage, la valeur précédemment stockée de la tension pro-

venant du circuit d'échantillonnage-blocage 206 sera sous-

traite du signal F de force totale de manière à donner un signal ou valeur de tension Fs correspondant à la force de

réaction due à la grenaille seulement.

La sortie F de l'amplificateur différentiel 202 est fournie à un multiplicateur 208 qui la multiplie par un signal m correspondant à la masse à l'intérieur de la bobine au détecteur 44. La sortie du multiplicateur 208 est fournie

à un diviseur 210 qui divise le produit dohné par le multi-

plicateur 208 par un signal L représentatif de la longueur connue de la bobine. Comme cela est représenté, le signal L peut être simplement une tension constante provenant d'un diviseur de tension comportant une résistance 212 et une

résistance variable 214. La sortie du diviseur 210 est four-

nie à un circuit de racine carrée 216 qui prend la racine carrée de la sortie du diviseur 210. Le résultat est le

signal R de débit massique qui sera affiché dans le disposi-

tif de visualisation 218. '

Un multiplicateur 220, un diviseur 222 et le cir-

cuit de racine carrée ou le générateur de fonction 224 sont

utilisés d'une façon similaire pour fournir un signal v cor-

respondant à la vitesse moyenne des particules qui peut être

affiché par un dispositif de visualisation 226.

* En figure 5, on a représenté un circuit d'alarme pour emploi avec l'agencement de la figure 1. Le circuit de la figure 5 fait partie du circuit de la figure 4 mais est

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représenté par une figure séparée pour faciliter l'illustration. Divers signaux provenant du circuit de la figure 4 sont fournis au circuit de la figure 5 comme on le discutera. Le signal F correspondant à la sortie du proces- seur de signal 42 de la figure 4 est fourni à un comparateur 228 de la figure 5. On remarquera que la force de réaction F est la force deréaction globale ou recul du pistolet 14 par

suite de l'éjection de la grenaille et de l'éjection du gaz.

Si cette force de réaction est trop faible, elle est repré-

sentative d'un mauvais fonctionnement tel qu'un colmatage de la conduite 18 d'alimentation en grenaille ou d'une fuite dans la conduite d'air ou la conduite d'alimentation 28. Par conséquent, le comparateur 228 sert de moyen de comparaison pour assurer que le signal de force F a une valeur minimum

prédéterminée. Dans l'agencement de la figure 5, le compara-

teur compare le signal de force F à un signal FMIN ou à une tension AMIN. En particulier, les tensions alternées sont fournies par des commutateurs contrôlées 230 et 232, qui peuvent être des transistors à effet de champ comme cela est représenté. La grille du commutateur 230 est alimentée avec un signal GRENAILLE APPLIQUEE (GA) qui sera au niveau haut ou

positif lorsque la grenaille est expulsée du pistolet.

-25 Lorsqu'il n'y a pas expulsion de la grenaille, le signal sera nul. Le signal GRENAILLE APPLIQUEE (GA) peut être appliqué en utilisant simplement la tension fournie pour

mettre en marche le contrôleur de débit 24 de la figure 1.

Bien que non représenté séparément en figure 1, le contrô-

leur 24 aura naturellement un circuit de puissance qui l'alimente lorsqu'il doit distribuer ou permettre le passage de la grenaille. Le même signal connu pour l'alimentation en énergie du contrôleur 24 peut être utilisé comme signal GRENAILLE APPLIQUEE ou, en variante, le signal GRENAILLE APPLIQUEE peut être fourni en transformant l'alimentation du

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contrôleur 24 en valeur de tension différente ou type de signal. Lorsque le signal GRENAILLE APPLIQUEE est au

niveau bas correspondant à l'absence de fournitures de gre-

naille au pistolet, le commutateur 232 sera conducteur au moyen d'un inverseur 234, mais le commutateur 230 sera coupé ou ouvert. En conséquence, la tension AMIN sera appliquée au comparateur 228 pour comparaison au signal de force F. La tension AMIN correspond à la force de réaction minimum qui sera détectée toutes les fois que le régulateur 32 de la conduite d'alimentation en air fournit de l'air au pistolet

de grenaillage même si aucune grenaille n'est expulsée.

Lorsque le contrôleur 24 est mis en marche pour commencer la fourniture de la grenaille au pistolet, le signal GRENAILLE APPLIQUEE est fourni de façon que le commutateur 232 soit coupé et que le commutateur 230 soit rendu conducteur. Le comparateur 228 compare maintenant le signal F de force

totale à la tension FMIN qui correspond à la force de réac-

tion minimum qui sera détectée lorsque le pistolet procède à

l'éjection de la grenaille.

Comme on le remarquera facilement, les valeurs FMIN et AMIN de la tension, correspondant respectivement à la force de réaction minimum avec un écoulement de grenaille

et à la force de réaction minimum sans écoulement de gre-

naille, peuvent être établis par des diviseurs de tension comportant des résistances variables pour permettre un

réglage par l'utilisateur d'une façon similaire aux résis-

tances 212 et 214 de la figure 4.

Si le signal de force F est inférieur à la valeur minimum sélectionnée (en fonction du fait qu'il y a éjection

de la grenaille), le comparateur 228 aura une sortie posi-

tive lorsque le signal F est au dessous du minimum. La sor-

tie positive du comparateur 228 est fournie à une porte OU 236, dont la sortie est un signal ARRET. Le signal ARRET est fourni à une alarme 238. De plus, le signal peut être fourni

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à un commutateur contrôlé de-puissance 240 de manière à cou-

per l'alimentation du système. Le commutateur de puissance 240 qui peut être un relais, un transistor de. commutation, ou tout autre commutateur de commande, met en marche l'opération de grenaillage. Le commutateur de puissance 240 peut couper l'alimentation du contrôleur de débit 24 ou sinon l'empêcher de fournir la grenaille au pistolet. De

plus, le commutateur 240 peut couper l'alimentation du régu-

lateur de conduite 32 ou sinon l'empêcher de fournir de l'air au pistolet. Le régulateur 32 comporte une commande appropriée 242 qui peut être réglée pour établir la pression d'air fournie au pistolet. Le déclenchement de l'alarme 238

alerte l'opérateur pour lui signaler que l'opération de gre-

naillage a été stoppée.

En plus de l'arrêt de l'opération de grenaillage et du déclenchement d'une alarme si la force de réaction globale est inférieure à la valeur minimum sélectionnée, le - circuit de la figure 5 comporte une, série de circuits de test qui sont utilisés pour avoir l'assurance que les autres

paramètres du système se trouvent dans des plages accep-

tables.

Comme représenté, un circuit de test 244 pour essayer la valeur de v comporte un comparateur 246 et un comparateur 248. Si le signal de vitesse v est inférieur à la vitesse minimum acceptable vmin ou supérieure à une valeur maximum acceptable vmax, le comparateur approprié 246 et 248 sort un signal positif qui sera acheminé par l'intermédiaire d'une porte OU 250. Si la sortie de la porte OU 250 est positive cela indique que le circuit de test 244 a fait la détermination du fait que le signal de vitesse v

se trouve à l'extérieur des limites des plages acceptables.

Les circuits de test 252, 254 et 256 peuvent avoir une construction identique à celle du circuit de test 244 et sont utilisés pour comparer les valeurs du signal R de débit

massique, du signal Fs de la force de réaction de la gre-

naille, et du signal m de la masse de la bobine afin d'assurer que chacun de ces signaux se trouve dans des plages acceptables. Si ces signaux tombent à l'extérieur de

la plage acceptable, cela est l'indication de quelque mau-

vais fonctionnement. Par exemple, si la valeur de m devient trop basse, cela indique qu'une quantité insuffisante de grenaille atteint le pistolet et qu'un colmatage entre la trémie 22 de grenaille ( figure 1 seulement) et le pistolet 14 s'est produit. Les valeurs minimum et maximum acceptables pour les quatre valeurs v, R, F et m peuvent être réglées par des diviseurs ajustables de tension semblables à l'agencement des résistances 212 et 214 de la figure 4. Bien que tous les circuits de test 244, 252, 254 et 256 puissent avoir une construction identique, on pourrait en variante utiliser des versions plus simples assurant seulement qu'une

valeur n'est pas tombée au dessous d'un minimum ou des ver-

sions plus simples assurant seulement qu'une valeur n'a pas' dépassé une valeur maximum. Les sorties des divers circuits de test 244, 252, 254 et 256 sont fournies à une porte OU 258. Lorsque la sortie de la porte 258 est au niveau haut, cela indique qu'au moins l'un des quatre paramètres testés

se trouve à l'extérieur de sa plage correcte.

Comme un ou plusieurs des quatre paramètres testés par les circuits de test peuvent se trouver initialement à l'extérieur de la plage désirée jusqu'à ce que l'opération de grenaillage ait atteint un état constant, la sortie de la porte 258 est fournie à une porte ET 260, dont l'autre entrée est connectée à un circuit à un retard 262 qui reçoit le signal GRENAILLE APPLIQUEE. Par conséquent, l'indication

d'un mauvais fonctionnement pour la raison qu'un ou plu-

sieurs des quatre signaux se trouvent à l'extérieur des plages acceptables ne sera pas transmise par la porte 260 sauf si le signal reste à l'extérieur de la plage acceptable après un retard donné établi par le circuit à retard 262 à partir du commencement de l'opération de grenaillage. La

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sortie de la porte 260 est fournie à la porte OU 236.

Le fonctionnement du système est relativement direct. En liaison avec la figure 1, lors de la mise sous tension du régulateur 32, un écoulement d'air sera éjecté par le pistolet 14. Le contrôleur de débit 24 reste fermé de sorte qu'aucune grenaille n'est expulsée. L'opérateur peut

- alors appuyer momentanément sur le bouton 204 pour échantil-

lonner et bloquer la force de réaction due à l'air éjecté en liaison maintenant avec la figure 4. Lorsque l'air seul est éjecté, le comparateur 228 (figure 5) assure que la force de réaction globale n'a pas une valeur si basse qu'on a là

l'indication d'une fuite d'air ou d'un autre mauvais fonc-

tionnement. Le commutateur 204 est ouvert après échantillon-

nage du signal de la force de réaction et l'alimentation est appliquée au contrôleur de débit 24 de manière à permettre à

la grenaille de commencer à s'écouler jusqu'au pistolet 14.

L'alimentation est fournie par un circuit standard pour

contrôleur de débit et un signal GRENAILLE APPLIQUEE, repré-

sentatif du commencement de l'opération de grenaillage, est appliqué au circuit d'alarme de la figure 5. L'amplificateur différentiel 202 fournit le signal de force Fs, alors que le détecteur 44 (ou 144 en figure 3) sert à fournir un signal de masse m. Ces deux derniers signaux sont combinés à un signal représentatif de la longueur de la bobine de manière à exécuter les calculs nécessaires, déterminant le débit

massique R et la vitesse moyenne v des particules de gre-

naille. A la suite d'un court retard à partir de la mise en marche du contrôleur de débit 24 (retard qui est établi par le circuit 262), les divers circuits de test 244, 252; 254 et 256 déterminent si les signaux associés se trouvent dans des plages acceptables. Si tel n'est pas le cas, la porte 260 sortira une impulsion positive qui passera par la porte 236 et sera appliquée comme signal ARRET à l'alarme

238 et au commutateur de contrôle 240.

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Bien que le système représenté calcule R et v sur la base de Fs, on pourrait en variante utiliser F et soit accepter une précision moins grande soit compenser la force de réaction due à l'air en faisant appel à quelque autre méthode, par exemple en tenant compte de la pression de l'air fourni au pistolet (par exemple, représentant la force de réaction due à l'air à cette pression). D'une manière plus générale, les calculs pourraient donner Fx o Fx est le signal de force F ou quelque signal obtenu à partir de

celui-ci.

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Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de grenaillage, caractérisé en ce qu'il comprend: une base de montage (40);

un pistolet de grenaillage (14), ce pistolet com-

portant un bec avec un orifice de sortie, le pistolet étant supporté par la base de montage; un détecteur de force (38) pouvant fonctionner pour détecter la force de réaction due au fonctionnement du pistolet et pour produire un signal de force F sur la base de la force de réaction; un détecteur (44; 144) contigu à l'orifice de sortie et pouvant fonctionner pour détecter la quantité de

grenaille à l'intérieur d'une zone se trouvant dans un tra-

jet (16) de soufflage de la grenaille et pour -produire un signal de quantité m sur la base de la grenaille détectée; et un moyen de calcul pouvant fonctionner pour recevoir les signaux F et m et pour calculer un paramètre de grenaillage choisi dans le groupe constitué de: R le débit massique et

v la vitesse moyenne des particules de grenaille.

2. Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le moyen de calcul peut fonctionner pour cal-

culer R ainsi que v et comprend en outre des moyens de visualisation (224, 226) pour afficher le débit massique et

la vitesse moyenne des particules de grenaille.

3. Dispositif selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que le moyen de calcul peut fonctionner pour cal-

culer R et v en résolvant les équations suivantes: R = (Fsm/L)1/2 v = (FsL/m)1/2

o Fs est la partie de F due à la force de réaction provo-

quée par l'expulsion de la grenaille et L est une cote de la

dite zone.

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4. Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce le détecteur comprend une bobine (54; 154) contiguë à l'orifice de sortie et un circuit de détection (48) afin de détecter la quantité de grenaille à l'intérieur de la bobine par détection de l'inductance de cette der- nière.

5. Dispositif selon la revendication 4, caracté-

risé en ce que la bobine est enroulée autour du bec (34).

6. Dispositif selon la revendication 4, caracté-

risé en ce que la bobine est enroulée autour d'un noyau (56)

de matériau non ferromagnétique jusqu'au bec (34).

7. Dispositif selon la revendication 4, caracté-

risé en ce que le moyen de calcul peut fonctionner pour cal-

culer R ainsi que v et comprend en outre un moyen de visua-

lisation (224, 226) pour afficher le débit massique et la

vitesse moyenne des particules de grenaille.

8. Dispositif selon la revendication 4, caracté-

risé en ce que le moyen de calcul peut fonctionner pour cal-

culer R en résolvant l'équation suivante: R = (Fxm/L)1l/2 o Fx est le signal de force F ou un signal obtenu à partir de celui-ci et L un signal représentatif de la longueur de

la bobine (54; 154).

9. Dispositif selon la revendication 4, caracté-

risé en ce le moyen de calcul peut fonctionner pour calculer v en résolvant l'équation suivante: v = (FxL/m)1/2 x o Fx est le signal de force F ou un signal obtenu à partir de celui-ci et L un signal représentatif de la longueur de

la bobine (54; 154).

10. Dispositif selon la revendication 4, caracté-

risé en ce qu'il comprend en outre une alarme (238) et un circuit de test (244; 252; 254; 256) pouvant fonctionner pour détecter les mauvais fonctionnements et pour actionner

l'alarme lors de la détection d'un mauvais fonctionnement.

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11. Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'il comprend en outre une alarme (238) et un.

circuit de test (244; 252; 254; 256) pouvant fonctionner pour détecter les mauvais fonctionnements et pour actionner l'alarme en cas de détection d'un mauvais fonctionnement.

12. Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'il comprend en outre un commutateur de puis-

sance (240) et un circuit de test (244; 252; 254; 256)

pouvant fonctionner pour détecter les mauvais fonctionne-

ments et couper le commutateur de puissance pour stopper le

grenaillage lors de la détection d'un mauvais fonctionne-

ment.

13. Procédé de grenaillage, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: fournir de la grenaille à un pistolet (14) pour grenaillage, faire fonctionner le pistolet pour expulser la grenaille du bec (34) du pistolet, détecter la quantité de grenaille dans une zone contiguë à l'orifice de sortie du bec du pistolet et dans le trajet (16) de soufflage de la grenaille, produire un signal de quantité m sur la base de la quantité détectée, détecter la force de réaction du pistolet à l'expulsion de la grenaille, produire un signal de force F sur la base de la force détectée, calculer un paramètre choisi parmi le groupe constitué de: R le débit massique et v la vitesse moyenne des particules de grenaille, en utilisant le signal de force F et le signal de

quantité m.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à:

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afficher le paramètre qui a été calculé.

15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé

en ce qu'on calcule R ainsi que v.

16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à: afficher le débit massique et la vitesse moyenne

des particules de grenaille.

17. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en que l'étape de calcul comporte le calcul de R et v en résolvant les équations suivantes: R = (Fsm/L)1/2 v =(FSL/m)1/2

o Fs est la partie de F due à la force de réaction provo-

quée par l'expulsion de la grenaille et L est une cote de la

dite zone.

18. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en que la détection de la quantité est effectuée par une

bobine (54; 154) contiguë à l'orifice de sortie et un cir-

cuit de détection (48) qui détecte la grenaille à l'intérieur de la bobine par détection de l'inductance de

cette dernière et produit le signal de quantité m.

19. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en qu'il comprend en outre les étapes consistant à: tester les mauvais fonctionnements, et actionner une alarme (238) lors de la détection

d'un mauvais fonctionnement.

20. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en qu'il comprend en outre les étapes consistant à: tester les mauvais fonctionnements, et

arrêter le fonctionnement du pistolet de grenail-

lage lors de la détection d'un mauvais fonctionnement.