FR3048377A1 - Dispositif de contrepression pour une machine de compaction par vibrotassage et machine comprenant un tel dispositif - Google Patents
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Abstract
Dispositif (12) de contrepression pour une machine de compaction par vibrotassage comportant : - au moins un ensemble (16) expansible verticalement, comprenant une bride (17) et une bride (18) inférieure et, - au moins un ensemble (21) de guidage coopérant avec l'ensemble (16) expansible pour guider son expansion vertical, l'ensemble (21) de guidage comprenant au moins deux éléments (22, 23) de guidage, - au moins un capteur (24) de la position verticale relative du premier élément (22) par rapport au deuxième (23) élément de l'ensemble (21) de guidage, le dispositif (12) de contrepression formant ainsi dispositif de mesure de la densité du bloc en cours de formation dans la machine.
Description
Dispositif de contrepression pour une machine de compaction par vibrotassage et machine comprenant un tei dispositif L'invention concerne le domaine de la fabrication des anodes en carbone à partir notamment d'un mélange de brai de houille et de coke concassé, pour la production d'aluminium par un procédé d'éiectrolyse Hall-Héroult. A cet effet, il est connu de placer la matière dans une machine de compaction par vibrotassage, comprenant essentiellement un moule de forme générale parallélépipédique de section transversale rectangulaire, monté amovible sur une table vibrante constituant le fond du moule, et comprenant également une masse pressante apte à être introduite axialement dans ledit moule par une extrémité supérieure du moule. La table vibrante est solidarisée à un châssis par l'intermédiaire de moyens de suspension et est soumise à des vibrations selon une direction sensiblement verticale, selon l'axe du moule, sous l'effet de moyens d'actionnement en vibration.
Un exemple d'une telle machine connue est représenté aux figures 1 et 2 de la présente demande. La machine est alors essentiellement constituée d’un moule de forme générale parallélépipédique de section transversale rectangulaire 1 d'axe sensiblement vertical, déplaçable verticalement, et monté de manière amovible sur une table vibrante 2, et d'une masse pressante 3. Après introduction dans le moule 1 d'une pâte 4 composée de brai liquide et de coke concassé, le mélange pâteux est compacté sous l'effet du martèlement de la masse pressante 3. A cet effet, des arbres 5 balourdés tournent en sens opposés et induisent une excitation dans la table 2 qui prend alors un mouvement sinusoïdal vertical. Usuellement, la table 2 est installée sur une suspension élastique 6 permettant de limiter les transmissions vibratoires au sol 7 et/ou au voisinage de la machine. L'extrémité inférieure de la masse pressante 3, dite empreinte 8, pénètre à l'intérieur du moule 1 pour donner la forme du dessus du bloc moulé. Sous l'effet des déplacements verticaux que la table 2 communique à la pâte 4, la masse pressante 3 rebondit sur le dessus du bloc en cours de formation.
Ledit moule 1 est classiquement monté sur des guides 9a, coulissant verticalement dans des manchons 2a solidaires de la table 2, et est actionné par des vérins hydrauliques 10 liés par l'extrémité libre de leur tige au moule 1 et par l'extrémité inférieure de leur cylindre à la table 2, lesdits vérins hydrauliques 10 assurant les fonctions de bridage du moule 1 sur la table 2 et de démoulage, en soulevant le moule 1 au-dessus de la table 2 pour permettre l'enlèvement latéral d'un bloc moulé du dessus de la table 2.
Par ailleurs, le dispositif de compaction peut comporter un système de mise sous vide de l'intérieur du moule 1 et un dispositif dit de contre-pression 12 solidaire d'un couvercle 13 fermant avec étanchéité la partie supérieure du moule 1 grâce à des mécanismes 15 de fermeture amovible du couvercle 13 sur le moule 1 (voir figure 1), le couvercle 13 étant déplaçable verticalement avec la masse pressante 3 par rapport au moule 1 par des moyens extérieurs Il tels un treuil ou un vérin hydraulique avec tige de suspension, associés au système de mise sous vide du moule 1, et assujettis à une charpente (non représentée), en étant guidé par des guides verticaux 9b du couvercle 13 dans les manchons Ib solidaires du moule 1. Ledit couvercle 13 assure l'étanchéité du moule 1 et procure un appui au dispositif de contre-pression 12 qui repousse la masse pressante 3 vers la pâte 4 et la table 2. Le dispositif de contre-pression 12 comprend des dispositifs expansibles, généralement des vérins pneumatiques 14, qui sont installés entre le couvercle 13, contre lequel ils prennent appui, et la masse pressante 3, qu'ils repoussent vers le bas. Ces vérins pneumatiques 14 ont leurs fonds supérieur et inférieur respectivement solidarisés au couvercle 13 et à la masse pressante 3 et sont gonflés avec de l'air comprimé pendant tout ou partie de la phase de compactage, la source d'air comprimé n'étant pas représentée sur les figures.
De cette manière, une force verticale dirigée vers le bas est générée sur la masse pressante 3 lors de ladite phase de compactage. Cette force s'oppose, d'une part, au rebond de la masse pressante 3 sur la pâte 4, et d'autre part, augmente l'énergie développée à l'impact de la masse pressante 3 sur ladite pâte 4. Ce dispositif de contre-pression 12 permet d'améliorer significativement les résultats d'une compaction et de stabiliser les mouvements de la masse pressante 3 lors du compactage.
Sur la figure 2, le dispositif de contre-pression 12 comprend deux vérins 14 pneumatiques, disposés de part et d'autre, symétriquement, de la tige 11 de suspension de la masse pressante 3 et du couvercle 13.
Afin d'augmenter la course des vérins 14 tout en limitant le phénomène de flambage, il a été par ailleurs proposé dans le document WO 2010/119184 d'empiler au moins deux vérins coopérant avec des moyens de guidage, afin de guider leurs déformations et leurs courses. Chaque empilement possède son propre moyen de guidage. Les empilages de vérins sont montés symétriquement et excentrés latéralement de part et d'autre de l'axe central vertical du moule, de sorte qu'il n'y pas d'empilage de vérin coaxial à l'axe central vertical du moule. Un avantage est que le dispositif de contre-pression de la machine requiert peu, voire pas, d'entretien, et facile à installer et à démonter, et est avantageusement accessible de l'extérieur.
La compaction de la matière dans le moule est réalisée afin notamment d'attribuer à la future anode une densité déterminée. Il est ainsi nécessaire de surveiller dans le moule de la machine de compaction la densité de la matière au cours de la compaction, afin d'ajuster les paramètres de fabrication en conséquence, tels que la quantité de matière déversée dans le moule, la vitesse de rotation des balourds et l'effort exercé par le dispositif de contre-pression. A cet effet, il est connu de surveiller la hauteur de la matière dans le moule.
Le document FR 2 674 259 propose de surveiller la hauteur d'un bloc en cours de formation en utilisant un capteur de type optoélectrique coopérant avec un réflecteur pour déterminer la hauteur de la tige portant la masse pressante. Cependant, les variations de hauteur de la tige dues notamment aux vibrations de la table peuvent induire des erreurs de mesure.
Le document FR 2 751 991 décrit un exemple d'un dispositif pour surveiller et commander la densité de blocs carbonés. Dans ce dispositif, la tige à laquelle est suspendue la masse pressante est entourée d'une pièce moulée comprenant un capteur électronique, montée sur le capot, sans contact avec la tige. Des repères discrets de mesure sont formés sur la longueur de la tige, et coopèrent avec le capteur électronique, afin de fournir une mesure de la hauteur du bloc en cours de formation dans le moule. Le capteur étant porté par le capot, les erreurs de mesure sont diminuées.
Un tel dispositif nécessite cependant de revoir la conception de la machine afin d'y intégrer les repères sur la tige de suspension de la masse pressante et le capteur sur le capot. En outre, en cas d'intervention sur le capteur, la masse pressante doit être immobilisée.
De plus, un tel dispositif permet d'avoir une mesure de la hauteur uniquement le long de l'axe central vertical du moule, alors qu'il pourrait être souhaitable de connaître également la hauteur sur les côtés afin de surveiller la géométrie du bloc dans le moule.
Il existe donc un besoin pour une nouvelle machine de compaction surmontant notamment les inconvénients de l'art antérieur précité. A cet effet, selon un premier aspect, il est proposé un dispositif de contrepression pour une machine de compaction par vibrotassage pour le formage d'un bloc dans un moule de la machine, notamment un bloc anodique destiné à former une anode pour l'électrolyse de l'aluminium. Le dispositif de contrepression comporte notamment : au moins un ensemble expansible verticalement, comprenant une bride supérieure apte à être fixée à un couvercle du moule de la machine et une bride inférieure apte à être fixée à une masse pressante de la machine, au moins un ensemble de guidage coopérant avec l'ensemble expansible pour guider son expansion verticale, l'ensemble de guidage comprenant au moins deux éléments de guidage, mobiles verticalement l'un par rapport à l'autre, un premier élément étant solidaire en translation verticale de la bride supérieure et le deuxième élément étant solidaire en translation verticale de la bride inférieure, et au moins un capteur de la position verticale relative du premier élément par rapport au deuxième élément de l'ensemble de guidage.
Le dispositif de contrepression forme ainsi dispositif de mesure de la densité du bloc en cours de formation dans la machine. Le dispositif de contrepression est avantageusement compact en s'intégrant dans l'ensemble de guidage de l'ensemble expansible.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de contrepression comprend de plus au moins un accéléromètre solidaire de l'une ou de l'autre de la bride supérieure et de la bride inférieure. A cet effet, par exemple, un premier accéléromètre est fixé à la bride supérieure, pour mesurer les accélérations du couvercle, et un deuxième accéléromètre fixé à la bride inférieure pour mesurer les accélérations de la masse pressante. Ainsi, en mesurant la densité du bloc en cours de formation et les accélérations, un contrôle fin et précis de la fabrication des blocs peut être mis en œuvre.
Selon un mode de réalisation, les deux éléments de guidage sont de types colonnes montées de manière télescopique l'une avec l'autre, assurant un guidage efficace et limitant les risques de flambage.
Le capteur peut être de type LVDT et comprendre à cet effet d'une part un élément magnétique fixé à l'un du premier élément et du deuxième élément de guidage et d'autre part une tige sensible au champ magnétique de l'élément magnétique. La tige est alors fixée à l'autre du premier élément et du deuxième élément de guidage. Ce type de capteur, de forme compacte, se met en place aisément dans l'ensemble de guidage et assure une mesure continue de la hauteur relative des deux éléments pour mesurer la densité en continu.
Selon un mode de réalisation, l'ensemble expansible comprend au moins un vérin gonflable ou encore au moins un empilage d'au moins deux vérins gonflables. Le capteur de la position verticale relative du premier élément par rapport au deuxième élément est alors avantageusement placé à l'intérieur d'un vérin gonflable qui offre une protection vis-à-vis des hautes températures et des éventuelles particules polluantes dans l'environnement du dispositif de contrepression.
Selon un deuxième aspect, il est proposé une machine de compaction par vibrotassage d'un bloc carboné destiné à former une anode pour l'électrolyse de raluminium. La machine comprend au moins un moule apte à être solidarisé à une table vibrante et comprenant une face ouverte, une masse pressante apte à être introduite selon un axe central vertical par la face ouverte du moule et déplaçable verticalement dans le moule, un couvercle, apte à fermer avec étanchéité la face ouverte du moule et au moins un dispositif de contrepression tel que présenté ci-dessus. La bride supérieure du dispositif de contrepression est alors fixée au couvercle et la bride inférieure du dispositif de contrepression est fixée à la masse pressante. Le dispositif de contrepression intégrant le capteur de la position verticale relative du premier élément par rapport au deuxième élément de l'ensemble de guidage peut ainsi être rapporté sur la machine sans que la conception de la machine ne soit par ailleurs modifiée.
Selon un mode de réalisation, la machine comprend au moins deux dispositifs de contrepression, excentrés latéralement de part et d'autre de l'axe central vertical de la masse pressante. La machine est alors dépourvue de tout dispositif de contre-pression guidé selon l'axe central vertical. La machine peut de ce fait de plus comprendre un système de comparaison des mesures des au moins deux dispositifs de contrepression, afin de mesurer une planéité de la masse pressante pendant le vibrotassage du bloc dans le moule. Des opérations peuvent alors être prises en cas de non-conformité avec les conditions de planéité requises D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode de réalisation de l'invention accompagnée des figures dans lesquelles : la figure 1 est une vue en perspective d'une machine de compaction par vibrotassage de l'art antérieur, dont le couvercle et la masse pressante sont soulevés au-dessus du moule solidarisé sur la table vibrante ; la figure 2 est une vue en coupe frontale de la machine de compaction par vibrotassage représentée sur la figure 1, équipée d'un dispositif de contre-pression de l'art antérieur ; la figure 3 est une vue en coupe frontale du couvercle et de la masse pressante munis d'un dispositif de contrepression et de mesure en continu de la densité d'un bloc carboné conforme à l'invention selon un mode de réalisation ; la figure 4 est une vue en coupe de côté du dispositif de contrepression et de mesure en continu de la densité d'un bloc carboné de la figure 3 dans une première position ; la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4 du dispositif de contrepression et de mesure en continu de la densité d'un bloc carboné dans une deuxième position ; la figure 6 est une vue de dessus du dispositif de contrepression et de mesure en continu de la densité d'un bloc carboné.
Il est décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un dispositif de contre-pression pour une machine de compaction par vibrotassage vertical pour le formage de blocs anodiques moulés à partir d'une pâte composée de brai liquide et de coke concassé. Néanmoins, le dispositif de contrepression suivant l'invention peut être adapté à tout autre dispositif de compaction par vibrotassage vertical, à partir de granulés ou de toute autre machine sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
La machine de vibrotassage selon l'invention comprend de manière usuelle, et comme cela a déjà été décrit en référence aux figures 1 et 2 représentant une machine de l'art antérieur, un moule 1 de forme générale parallélépipédique de section transversale rectangulaire, ouvert à ses deux faces horizontales opposées qui sont sa base et sa face supérieure. Le moule 1 est fixé de manière amovible sur une table 2 vibrante, de manière à fermer la base et à constituer le fond du moule 1. La machine comprend en outre une masse 3 pressante destinée à être engagée dans le moule 1 par la face supérieure du moule, et qui est supportée sous un couvercle 13 fixé de manière amovible sur l'extrémité supérieure du moule 1 pour en assurer la fermeture étanche. La machine comporte par ailleurs deux arbres 5 balourdés tournant en sens opposés et induisant une excitation dans la table 2, qui prend alors un mouvement vertical sinusoïdal. Accessoirement, la table 2 est installée sur une suspension élastique 6 destinée à limiter les transmissions vibratoires au sol 7 et/ou au voisinage de la machine.
Comme illustré schématiquement sur la figure 3, un système 15 de verrouillage du couvercle 13 sur le moule 1 est prévu sur la machine.
La machine comporte de plus un système de déplacement selon un axe A-A central vertical du couvercle 13 et de la masse 3 pressante au moyen d'une tige 11 de suspension.
Dans la présente demande, l'adjectif « vertical » et ses variantes désignent toute direction parallèle à l'axe A-A central vertical du couvercle ; l'adjectif « horizontal » et ses variantes désignent toute direction perpendiculaire à l'axe A-A central vertical.
Le système de déplacement est associé à un système de mise sous vide du moule 1 lorsque le couvercle 13 ferme la face supérieure du moule 1 de manière à contrôler la pression lors de la formation du bloc carboné dans le moule 1.
La face inférieure de la masse 3 pressante forme une empreinte 8, correspondant à la forme de la face supérieure de la future anode.
La machine selon l'invention comprend de plus au moins un dispositif 12 de contrepression positionné entre le couvercle 13 et la masse pressante 3.
Plus précisément, le dispositif 12 de contrepression comporte au moins un ensemble 16 expansible verticalement positionné entre une bride 17 supérieure et une bride 18 inférieure. Selon le mode de réalisation présenté ici, l'ensemble 16 expansible est formé d'un empilage de deux vérins 19 gonflables annulaires, identiques, afin d'augmenter la course totale verticale de l'ensemble 16 expansible. Un premier vérin 19 est fixé entre la bride 17 supérieure et une bride 20 intermédiaire ; le deuxième vérin 19 est fixé entre la bride 20 intermédiaire et la bride 18 inférieure. La bride 20 intermédiaire est percée de sorte que l'intérieur des vérins 19 est communiquant. Ainsi, un seul système d'actionnement pneumatique des vérins est requis pour chaque empilement. Le système de fixation entre les vérins 19 et les brides 17, 18, 20 assure une étanchéité de l'intérieur des vérins 19 vis-à-vis de l'environnement extérieur. L'empilage de vérins 19 est guidé verticalement par un ensemble 21 de guidage. L'ensemble 21 de guidage comprend au moins deux éléments, en l'occurrence selon le mode de réalisation présenté ici deux colonnes 22, 23 mobiles verticalement l'une par rapport à l'autre. Une première colonne 22, dite colonne supérieure, est solidaire au moins en déplacement vertical avec la bride 17 supérieure. En pratique, la colonne 22 supérieure est fixée rigidement et de manière étanche à la bride 17 supérieure. La deuxième colonne 23, dite colonne inférieure, et solidaire au moins en déplacement vertical avec la bride 18 inférieure. Là encore, en pratique, la colonne 23 inférieure est fixée rigidement et de manière étanche à la bride 18 inférieure.
Selon le mode de réalisation présenté ici, les deux colonnes 22, 23 de l'ensemble 21 de guidage sont montées de manière télescopique l'une avec l'autre. Par exemple, la colonne 23 inférieure est logée à l'intérieur de la colonne 22 supérieure de manière permettre le glissement vertical. La bride 20 intermédiaire présente en son milieu un perçage de diamètre suffisant pour laisser passer la colonne 22 supérieure. Le guidage du glissement de la colonne 23 inférieure par rapport à la colonne 22 supérieure est assuré par la coopération entre la bride 18 inférieure et la colonne 22 supérieure. Plus précisément, la colonne 22 supérieure comprend deux rainures verticales diamétralement opposées de manière à définir deux pieds 22a de la colonne 22 supérieure, et la bride 18 inférieure comprend deux ouvertures 18a pour laisser passer les pieds 22a de la colonne 22 supérieure. La dimension et la forme des ouvertures 18a de la bride 18 inférieure par rapport à la dimension et à la forme des pieds 22a de la colonne 22 supérieure assurent le guidage du glissement vertical.
En variante ou en combinaison, le guidage peut être assuré par les colonnes 22, 23, un jeu juste suffisant étant prévu entre la surface Intérieure de la colonne 22 supérieure et la surface extérieure de la colonne 23 inférieure pour autoriser le glissement vertical.
En variante encore, ou en combinaison, le guidage est assuré par la bride 20 intermédiaire coopérant avec la colonne 22 supérieure. Par exemple, des patins sont fixés à la périphérie du perçage au milieu de la bride 20 intermédiaire et glissent le long de la surface extérieure de la colonne 22 supérieure.
Le dispositif 12 de contrepression comprend en outre au moins un capteur 24 de la position verticale relative de la colonne 22 supérieure par rapport à la colonne 23 inférieure de l'ensemble 21 de guidage, permettant de connaître en continu la distance entre la bride 17 supérieure et la bride 18 inférieure, et donc entre la face inférieure du couvercle 13 et la face supérieure de la masse 3 pressante.
Selon le mode de réalisation présenté ici, le capteur 24 de la position verticale relative est de type LVDT {Linear Variable Differential Transformer) et comprend notamment un élément 25 magnétique, par exemple un aimant néodyme, fixée à la colonne 23 inférieure. L'aimant 25 et la colonne 23 inférieure sont traversés verticalement en leur centre par un perçage, dans lequel une tige 26 s'étend. La tige 26 est réalisée dans un matériau magnétostrictif et fixée à la colonne 22 supérieure. Un connecteur 27 de la tige 26 est prévu sur la bride 17 supérieure pour être accessible à l'extérieur du dispositif 12 de contrepression pour un branchement. Plus précisément, la tige 26 traverse un perçage dans la colonne 22 supérieure et émerge à l'extérieur des vérins 19. Un capot 27a de protection peut être prévu sur la bride 17 supérieure pour former un logement pour le connecteur 27 de la tige 26. De préférence, des éléments d'étanchéité sont placés entre la tige 26 et le perçage dans la colonne 22 supérieure. La tige 26 peut ainsi être connectée à une source de courant et la réponse de la tige 26 peut être enregistrée dans un système 28 informatique par l'intermédiaire de son connecteur 27.
Lorsque les arbres 5 balourdés sont mis en opération, la masse 3 pressante rebondit verticalement sur la matière dans le moule 1, de sorte que la bride 17 supérieure se déplace verticalement par rapport à la bride 18 inférieure du dispositif de contrepression. La colonne 22 supérieure se déplaçant par rapport à la colonne 23 inférieure, la position de l'aimant 25 le long de la tige 26 est modifiée, et peut être suivie par la réponse de la tige 26.
Le dispositif 12 de contrepression permet ainsi de mesurer la densité d'un bloc en cours de formation en suivant l'évolution de sa hauteur dans le moule 1 de la machine.
La fonction de contrepression et la fonction de mesure de la densité sont alors combinées astucieusement dans un unique dispositif 12, permettant de réduire l'encombrement de la machine et facilitant l'installation des moyens de mesure.
En outre, le capteur 24 de la position verticale, et plus précisément l'aimant 25 et la tige 26 selon le mode de réalisation présenté ici, est placé à l'intérieur des vérins 19. Or, l'intérieur des vérins 19 est ventilé du fait de leurs gonflements et dégonflements alternés, de sorte que la température à l'intérieur des vérins 19 est inférieure à la température environnante. La température environnante pouvant être de l'ordre de 100®C, c'est-à-dire la température de la matière dans le moule, l'espace intérieur des vérins 19 offre une protection avantageuse pour ie capteur 24 pour en améliorer la robustesse et la précision.
Afin de compléter la mesure de la hauteur et préciser la densité du bloc en cours de formation dans le moule, le dispositif 12 de contrepression peut en outre comprendre un accéléromètre disposé sur la bride 17 supérieure pour mesurer les accélérations du couvercle 13 ou sur la bride 18 inférieure pour mesurer les accélérations de la masse 3 pressante. En pratique, le dispositif 12 de contrepression comprend deux accéléromètres 29, 30 : un accéléromètre 29 fixé sur la bride 17 supérieure et un accéiéromètre 30 fixé sur la bride 18 inférieure. Avantageusement, au moins l'accéléromètre 30 de la bride 18 inférieure est placé à l'intérieur des vérins 19 de l'ensemble 16 expansible, pour diminuer l'influence de la température de la masse pressante en contact avec la matière chaude dans le moule 1.
Les deux accéléromètres 29, 30 sont également connectés au système 28 informatique pour en récupérer les mesures. A cet effet, l'accéléromètre 30 de la bride 18 inférieure est relié à un connecteur 31 fixé à la bride 17 et émergeant hors de l'espace intérieur des vérins 19 gonflables. Le connecteur 31 est ainsi accessible à l'extérieur et est à son tour connecté au système 28 informatique pour récupérer les mesures de l'accéléromètre de la bride 18 inférieure.
Le dispositif 12 de contrepression est monté en fixant d'une part la bride 17 supérieure au couvercle 13 et d'autre part en fixant la bride 18 inférieure à la face supérieure de la masse 3 pressante. De préférence, la fixation entre la bride 18 inférieure et la masse 3 pressante peut être réalisée de manière étanche. De même, les systèmes 19a de fixation des vérins 19 sur la bride 17 supérieure, sur la bride 18 inférieure et sur la bride 20 intermédiaire assurent une étanchéité. Ainsi, l'intérieur des vérins 19 de l'ensemble 16 expansible constitue un milieu isolé de manière étanche de l'environnement extérieur. En effet, l'environnement extérieur des vérins 19 peut être empli de poussières et de vapeurs issues de la matière employée pour former les blocs. Ainsi, le capteur 24 et l'accéléromètre 30 de la bride 18 inférieure sont avantageusement protégés à l'intérieur des vérins 19.
Le capteur 24 de la position verticale, éventuellement combiné avec les accéléromètres 29, 30, permet de suivre en continu et en temps réel l'évolution de la densité du bloc en cours de formation dans le moule 1 de la machine. Des réglages peuvent alors être mis en oeuvre également en temps réel pour contrôler avec précision la densité du bloc. Par exemple, la vitesse de rotation des arbres 5 balourdés et/ou l'effort exercé par l'ensemble 16 expansible du dispositif 12 de contrepression peuvent être ajustés. La quantité de matière versée dans le moule 1 pour former le bloc peut également être ajustée en conséquence des mesures sur le bloc précédent.
Comme le capteur 24 de la position verticale et les accéléromètres 29, 30 sont en permanence présents sur la machine dans le dispositif 12 de contrepression, le suivi des mesures est amélioré et permet de détecter des signaux typiques d'un problème en vue d'effectuer une opération de maintenance prédictive, c'est-à-dire avant même que le problème ne se manifeste effectivement.
Le dispositif 12 de contrepression intégrant le capteur 24 de la position verticale ne nécessite pas de modifier la conception de la machine, et peut venir remplacer un dispositif de contrepression déjà existant.
De préférence, au moins deux dispositifs 12 de contrepression selon l'invention sont montés sur la machine, entre le couvercle 13 et la masse 3 pressante. Les deux dispositifs 12 de contrepression sont excentrés latéraiement de part et d'autre de i'axe A-A centrai verticai de ia masse 3 pressante et du couvercie 13. Aucun dispositif de contre-pression n'est guidé selon l'axe A-A central vertical. Ainsi, les mesures fournies par le capteur 24 de la position verticale de chaque dispositif 12 de contrepression peuvent être comparées dans le système 28 informatique au moyen d'un système de comparaison afin de déterminer une planéité de la masse 3 pressante et d'en déduire des informations sur la face supérieure, c'est-à-dire sur la face en contact avec l'empreinte 8 de la masse 3 pressante, du bloc formé dans le moule.
Par exemple, dans le cas où le bloc est un bloc anodique cru, destiné à l'électrolyse de l'aluminium, le bloc cru une fois formé est empilé avec les autres blocs crus avant d'être emmené dans un four à cuire les anodes. L'empilement peut atteindre plusieurs mètres de hauteur. Ainsi, un parallélisme entre les faces deux à deux du bloc avec une précision par exemple de l'ordre de 2 mm est requis afin de permettre un stockage stable. La mise en place simple et rapide de deux capteurs 24 de la position verticale sur la machine par deux dispositifs 12 de contrepression excentrés permet de surveiller que la face supérieure du bloc en cours de formation est bien parallèle à sa face inférieure, c'est-à-dire celle en contact avec le fond du moule 1, en respectant la précision voulue.
La mesure d'une planéité permet également de surveiller la bonne répartition horizontale de la matière dans le moule 1.
La machine peut comprendre plus que deux dispositifs 12 de contrepression.
Le dispositif 12 de contrepression ainsi décrit combinant la fonction de contrepression et la fonction de mesure de la densité du bloc permet d'augmenter la précision de la mesure en restant à demeure sur la machine, tout au long de la formation du bloc dans le moule. Le capteur 24 de mesure de la position verticale étant placé entre le couvercle 13 et la masse 3 pressante, les erreurs de mesure de distance sont limitées.
Le dispositif 12 de contrepression peut être installé facilement et rapidement sur une machine de compaction par vibrotassage sans modification de la machine, à la place d'un dispositif de contrepression de l'état de l'art. Les dispositifs de mesure étant intégrés dans le dispositif 12 de contrepression, aucune opération de montage spécifique aux dispositifs de mesure, outre leur connexion au système 28 informatique, n'est nécessaire, diminuant les coûts d'installation.
Les dispositifs 12 de contrepression étant remplacés périodiquement, la maintenance des dispositifs de mesure est également facilitée.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Dispositif (12) de contrepression pour une machine de compaction par vibrotassage pour le formage d'un bloc dans un moule (1) de la machine, notamment un bloc anodique destiné à former une anode pour l'électrolyse de l'aluminium, le dispositif (12) comportant ; au moins un ensemble (16) expansible verticalement, comprenant une bride (17) supérieure apte à être fixée à un couvercle (13) du moule (1) de la machine et une bride (18) inférieure apte à être fixée à une masse (3) pressante de la machine et, au moins un ensemble (21) de guidage coopérant avec l'ensemble (16) expansible pour guider son expansion verticale, l'ensemble (21) de guidage comprenant au moins deux éléments (22, 23) de guidage, mobiles verticalement l'un par rapport à l'autre, un premier élément (22) étant solidaire en translation verticale de la bride (17) supérieure et le deuxième élément (23) étant solidaire en translation verticale de la bride (18) inférieure, au moins un capteur (24) de la position verticale relative du premier élément (22) par rapport au deuxième (23) élément de l'ensemble (21) de guidage, le dispositif (12) de contrepression formant ainsi dispositif de mesure de la densité du bloc en cours de formation dans la machine.
- 2. Dispositif (12) selon la revendication 1, comprenant de plus au moins un accéléromètre (29, 30) solidaire de l'une ou de l'autre de la bride (17) supérieure et de la bride (18) inférieure.
- 3. Dispositif (12) selon la revendication 2, comprenant un premier accéléromètre (29) fixé à la bride (17) supérieure, apte à mesurer les accélérations du couvercle (13), et un deuxième accéléromètre (30) fixé à la bride (18) inférieure apte à mesurer les accélérations de la masse (3) pressante.
- 4. Dispositif (12) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel les deux éléments (21, 22) de guidage sont de types colonnes montées de manière télescopique Tune avec l'autre.
- 5. Dispositif (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le capteur (24) est de type LVDT et comprend d'une part un élément (25) magnétique fixé à l'un du premier élément (21) et du deuxième élément (22) de guidage et d'autre part une tige (26) sensible au champ magnétique de l'élément (25) magnétique, ladite tige (26) étant fixée à l'autre du premier élément et du deuxième élément de guidage.
- 6. Dispositif (12) seion l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ensemble (16) expansible comprend au moins un vérin (19) gonflable.
- 7. Dispositif (12) selon la revendication 5, dans lequel l'ensemble (16) expansible comprend au moins un empilage d'au moins deux vérins (19) gonflables.
- 8. Dispositif (12) selon la revendication 5 ou la revendication 6, dans lequel le capteur (24) de la position verticale relative du premier élément par rapport au deuxième élément est placé à l'intérieur d'un vérin (19) gonflable.
- 9. Machine de compaction par vibrotassage d'un bloc carboné destiné à former une anode pour l'électrolyse de l'aluminium comprenant au moins un moule (1) apte à être solidarisé à une table vibrante et comprenant une face ouverte, une masse (3) pressante apte à être introduite selon un axe (A-A) central vertical par la face ouverte du moule (1) et déplaçable verticalement dans le moule (1), un couvercle (13), apte à fermer avec étanchéité la face ouverte du moule (1) et au moins un dispositif (12) de contrepression selon l'une quelconque des revendications précédentes, la bride (17) supérieure du dispositif (12) de contrepression étant fixée au couvercle (13) et la bride (18) inférieure du dispositif (12) de contrepression étant fixée à la masse (3) pressante.
- 10. Machine selon la revendication 9, comprenant au moins deux dispositifs (12) de contrepression selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, excentrés iatéralement de part et d'autre de l'axe (A-A) central vertical de la masse (3) pressante, la machine étant dépourvue de tout dispositif de contre-pression guidé selon l'axe (A-A) central vertical.
- 11. Machine selon la revendication 10, comprenant de plus un système de comparaison des mesures des au moins deux dispositifs (12) de contrepression, afin de mesurer une planéité de la masse (3) pressante pendant le vibrotassage du bloc dans le moule (1).
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