FR2668602A1

FR2668602A1 - Method and device for determining the particle size composition of a loose product

Info

Publication number: FR2668602A1
Application number: FR9013569A
Authority: FR
Inventors: Millier Jean-Pierre
Original assignee: DRAGON BABBITLESS SA
Current assignee: DRAGON BABBITLESS SA
Priority date: 1990-10-31
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 1992-04-30
Anticipated expiration: 2010-10-31
Also published as: FR2668602B1

Abstract

The subject of the invention is a method and a device for determining the particle size composition of a loose product. In order, rapidly and at very close time intervals, to obtain data on the particle size composition of a loose product, a force sensor (16) is moved through a bed of the product (12) so as to sweep the entire cross section of the bed, the amplitude of the electrical pulses delivered by the sensor is compared with a threshold corresponding to a given size of the pieces, the pulses with amplitude equal to or greater than this threshold are counted, and the content in the product of pieces whose size is greater than or equal to that corresponding to the said threshold is determined on the basis of the member of pulses counted during the sweeping of the total cross section of the bed.

Description

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour déterminer la composition granulométrique d'un produit en vrac, et plus particulièrement de la fraction de ce produit constituée par les morceaux les plus pros. dont les dimensions sont, par exemple. supérieures à 15-20mm. The present invention relates to a method and a device for determining the particle size composition of a bulk product, and more particularly of the fraction of this product constituted by the most professional pieces. whose dimensions are, for example. greater than 15-20mm.

Dans l'industrie des minerais et minéraux, notamment dans les installations de concassage - criblage pour la production de granulats, on a besoin de connaître la composition granulométrique des produits. Généralement, on prélève à cette fin des échantillons que l'on traite sur une série de cribles. Cette méthode nécessite une installation d'échantillonnage relativement complexe qui est coûteuse. De plus. la durée de traitement des échantillons est relativement longue. Cette méthode n'est donc pas valable lorsqu'on désire utiliser les résultats obtenus dans un système d'automatisation d'un concasseur pour optimiser sa marche. In the ores and minerals industry, especially in crushing - screening plants for the production of aggregates, one needs to know the particle size composition of the products. Generally, samples are taken for this purpose and processed on a series of screens. This method requires a relatively complex sampling installation which is expensive. Furthermore. the sample processing time is relatively long. This method is therefore not valid when one wishes to use the results obtained in an automation system of a crusher to optimize its operation.

Le but de la présente invention est d'obtenir rapidement et à des intervalles de temps très rapprochés des informations sur la composition granulométrique de la fraction supérieure d'un produit en vrac s'écoulant par gravité. The object of the present invention is to obtain quickly and at very close time intervals information on the particle size composition of the upper fraction of a bulk product flowing by gravity.

Le procédé objet de la présente invention consiste à déplacer. à vitesse constante, un capteur de force à travers une veine du produit tombant en chute libre de façon à balayer toute la section de la veine. à analyser les impulsions électriques délivrées par le capteur en comparant leur amplitude à un seuil correspondant à une grosseur donnée des morceaux et en comptant les impulsions. dont l'amplitude est égale ou supérieure à ce seuil, et à déterminer, à partir du nombre d'impulsions comptées à la fin du balayage de la section totale de la veine, la teneur du produit en morceaux dont la grosseur est égale ou supérieure à celle correspondant audit seuil. The object of the present invention is to move. at constant speed, a force sensor through a vein of the product falling in free fall so as to scan the entire section of the vein. analyzing the electrical pulses delivered by the sensor by comparing their amplitude to a threshold corresponding to a given size of the pieces and by counting the pulses. whose amplitude is equal to or greater than this threshold, and to determine, from the number of pulses counted at the end of the scanning of the total section of the vein, the content of the product in pieces the size of which is equal or greater to that corresponding to said threshold.

Pour déterminer la teneur en morceaux de différentes grosseurs. on pourra effectuer plusieurs balayages en fixant, pour chacun d'eux, des seuils différents pour l'amplitude des impulsions. On pourra aussi, au cours d'un même balayage, comparer les impulsions à différents seuils correspondant à différentes grosseurs des morceaux, compter le nombre d'impulsions dont l'amplitude est supérieure ou égale à chacun de ces seuils et en déduire les teneurs du produit en morceaux dont les grosseurs sont égales ou supérieures à celles correspondant auxdits seuils. To determine the content of pieces of different sizes. it is possible to carry out several scans by fixing, for each of them, different thresholds for the amplitude of the pulses. We can also, during the same scan, compare the pulses at different thresholds corresponding to different sizes of the pieces, count the number of pulses whose amplitude is greater than or equal to each of these thresholds and deduce the contents of the product in pieces whose sizes are equal to or greater than those corresponding to said thresholds.

Chaque impulsion est engendrée par le choc dtun morceau du produit sur le capteur, l'amplitude de l'impulsion dépendant de la masse du morceau. En sélectionnant les impulsions dont l'amplitude est supérieure ou égale à un seuil prédéterminé, on ne prend en compte que les chocs des morceaux dont la masse et, par conséquent, les dimensions sont supérieures à des valeurs correspondant à ce seuil. Si la surface active du capteur est suffisamment réduite et si le pourcentage des morceaux dont les chocs sur le capteur doivent être comptés n'est pas trop élevé la probabilité pour que deux morceaux viennent frapper le capteur en même temps est très faible.On peut donc considérer que le nombre d'impulsions, dont l'amplitude est supérieure ou égale à un seuil donné, qui ont été comptabilisées pendant la durée du balayage de la section totale de la veine du produit est égal au nombre de morceaux dont la grosseur est supérieure ou égale à celle correspondant audit seuil qui sont venus frapper le capteur pendant cette durée. Connaissant le débit de produit et la vitesse et les dimensions du capteur, on peut donc déterminer les points de la courbe granulométrique correspondant aux différents seuils. Each pulse is generated by the impact of a piece of product on the sensor, the amplitude of the pulse depending on the mass of the piece. By selecting the pulses whose amplitude is greater than or equal to a predetermined threshold, only the shocks of the pieces whose mass and, consequently, the dimensions are greater than values corresponding to this threshold, are taken into account. If the active surface of the sensor is sufficiently reduced and if the percentage of the pieces whose impacts on the sensor must be counted is not too high, the probability that two pieces will hit the sensor at the same time is very low. consider that the number of pulses, whose amplitude is greater than or equal to a given threshold, which have been counted during the duration of the scanning of the total section of the vein of the product is equal to the number of pieces whose thickness is greater or equal to that corresponding to said threshold which came to strike the sensor during this period. Knowing the product flow and the speed and dimensions of the sensor, we can therefore determine the points of the particle size curve corresponding to the different thresholds.

Pour la mise en oeuvre de ce procédé, on utilisera avantageusement un dispositif comprenant un bras portant un capteur piézo-électrique ou une rangée de capteurs disposés côte-à-côte dont la longueur utile est au moins égale à l'une des dimensions maximales d'une section de la veine du produit à analyser, des moyens pour déplacer ce bras au travers de la veine à vitesse constante et suivant une direction approximativement perpendiculaire audit bras et des moyens informatiques pour analyser les impulsions électriques délivrées par le ou les capteurs et pour comptabiliser les impulsions dont les amplitudes sont supérieures à un seuil déterminé pendant le passage du bras au travers de la veine. For the implementation of this method, it is advantageous to use a device comprising an arm carrying a piezoelectric sensor or a row of sensors arranged side by side whose useful length is at least equal to one of the maximum dimensions d a section of the vein of the product to be analyzed, means for moving this arm through the vein at constant speed and in a direction approximately perpendicular to said arm and computer means for analyzing the electrical pulses delivered by the sensor (s) and for count the pulses whose amplitudes are greater than a determined threshold during the passage of the arm through the vein.

De préférence, le capteur ou la rangée de capteurs sera bordé, sur chacun de ses côtés, d'une bande dont la largeur sera approximativement égale à celle du ou des capteurs, pour éliminer l'effet de bord sur le ou les capteurs, et le plan défini par le ou les capteurs et les bandes pourra être incliné par rapport à la direction de déplacement du bras. Preferably, the sensor or the row of sensors will be bordered, on each of its sides, with a strip whose width will be approximately equal to that of the sensor (s), to eliminate the edge effect on the sensor (s), and the plane defined by the sensor (s) and the strips may be inclined relative to the direction of movement of the arm.

Pour déplacer le bras en translation, on pourra utiliser tous les moyens classiques connus : vérins, chariot tracté par câble ou chaîne, mécanisme à pignon et crémaillère, etc.. To move the arm in translation, all known conventional means can be used: jacks, trolley pulled by cable or chain, pinion and rack mechanism, etc.

La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non-limitatif, une forme de réalisation de l'invention et sur lesquels
La figure 1 est une représentation schématique, en élévation, d'un dispositif conforme à l'invention installé sous la jetée d'un transporteur à bande;
La figure 2 est une vue de dessus de l'installation de la figure 1, et
La figure 3 est la courbe granulométrique d'un produit concassé.The following description refers to the accompanying drawings which show, by way of non-limiting example, an embodiment of the invention and in which
Figure 1 is a schematic representation, in elevation, of a device according to the invention installed under the jetty of a conveyor belt;
FIG. 2 is a top view of the installation of FIG. 1, and
Figure 3 is the grain size curve of a crushed product.

Sur ces dessins, le numéro de référence 10 représente un transporteur à bande sur lequel est chargé le produit à analyser qu'il déverse dans une trémie ou sur un autre transporteur, non représenté, en formant un jet parabolique
12.In these drawings, the reference number 10 represents a conveyor belt on which is loaded the product to be analyzed which it pours into a hopper or onto another conveyor, not shown, by forming a parabolic jet.
12.

Le dispositif objet de l'invention est constitué essentiellement par un bras 14 portant une rangée de capteurs de force piézoélectriques 16, des moyens pour déplacer le bras à travers le jet de produit, et des moyens électroniques ou informatiques pour traiter les signaux électriques délivrés par les capteurs. The device which is the subject of the invention consists essentially of an arm 14 carrying a row of piezoelectric force sensors 16, means for moving the arm through the jet of product, and electronic or computer means for processing the electrical signals delivered by the sensors.

Le bras 14 est horizontal et déplaçable horizontalement. The arm 14 is horizontal and movable horizontally.

Il porte sur sa face supérieure une rangée de capteurs 16 placés côte-à-côte de telle sorte que toute la surface de la bande qu'ils forment soit active. La rangée de capteurs est bordée, sur chacun de ses côtés, par deux bandes 18 dont la largeur est approximativement égale à celle des capteurs, pour éliminer l'effet de bord. Le plan des capteurs fait un angle avec le plan horizontal de déplacement pour éviter l'accumulation du produit sur le bras.It carries on its upper face a row of sensors 16 placed side by side so that the entire surface of the strip they form is active. The row of sensors is bordered, on each of its sides, by two strips 18 whose width is approximately equal to that of the sensors, to eliminate the edge effect. The plane of the sensors makes an angle with the horizontal plane of movement to avoid the accumulation of product on the arm.

La longueur de la rangée des capteurs est supérieure à l'épaisseur du jet dans le plan de déplacement horizontal du bras et la course de ce dernier est supérieure à la largeur du jet dans ce plan, de telle sorte que toute la section du
Jet puisse être balayée par les capteurs.The length of the row of sensors is greater than the thickness of the jet in the horizontal displacement plane of the arm and the stroke of the latter is greater than the width of the jet in this plane, so that the entire section of the
Jet can be swept by sensors.

Dans le mode de réalisation représenté, le bras est supporté à ses deux extrémités par des roues 20 roulant sur des rails 22. Il peut être déplacé en va-et-vient par un vérin 24 commandé par une électro-vanne 26. Le circuit hydraulique du vérin 24 est conçu pour assurer un déplacement à vitesse constante et réglable du bras 14 sur toute la largeur du jet. In the embodiment shown, the arm is supported at its two ends by wheels 20 rolling on rails 22. It can be moved back and forth by a jack 24 controlled by a solenoid valve 26. The hydraulic circuit cylinder 24 is designed to ensure a constant speed and adjustable movement of arm 14 over the entire width of the jet.

Les capteurs 16 sont reliés individuellement, à travers une interface analogique-numérique 28, à un calculateur 30. The sensors 16 are individually connected, through an analog-digital interface 28, to a computer 30.

Le calculateur 30 commande l'électro-vanne 26, à travers une interface 32, pour déplacer le bras 14 en va-et-vient. The computer 30 controls the solenoid valve 26, through an interface 32, to move the arm 14 back and forth.

Pendant le déplacement du bras à travers le jet de produit, le calculateur compare l'amplitude des impulsions délivrées par les différents capteurs, à une première valeur de seuil Il et compte les impulsions dont l'amplitude est supérieure ou égale à ce seuil. Le nombre d'impulsions totalisées à la fin de la course du bras correspond au nombre de morceaux dont les dimensions sont supérieures ou égales à une valeur D1 et qui sont venus frapper les capteurs pendant le déplacement du bras. A partir de ce nombre et de la valeur du débit du produit, qui est mesuré par des moyens classiques tels qu'une bascule sur bande et communiqué au calculateur, celui-ci peut déterminer le point correspondant P1 de la courbe granulométrique (figure 3).Sur la figure 3, c'est le pourcentage des grains passant à travers un tamis de maille D qui est porté en ordonnées. La grandeur déterminée par la méthode de l'invention est le complément de ce pourcentage et est représenté par la distance entre la courbe et la droite, parallèle à l'axe des abcisses, d'ordonnée 100. Lorsque le bras arrive en fin de course, le calculateur en est informé par des détecteurs et commande le retour du bras. Au cours de ce mouvement, le calculateur compare l'amplitude des impulsions à une nouvelle valeur de seuil 12, inférieure à
I1, et en fin de course détermine le point correspondant P2 de la courbe granulométrique. A chaque traversée du jet par le bras île, le calculateur détermine ainsi un point de la courbe granulométrique, jusqu'au point Pn correspondant à un seuil In et à une grosseur de morceau Dn.Le calculateur peut alors recommencer les mêmes opérations pour déterminer à nouveau le point D1, soit immédiatement, soit après un intervalle de temps prédéterminé.During the movement of the arm through the jet of product, the computer compares the amplitude of the pulses delivered by the various sensors, to a first threshold value Il and counts the pulses whose amplitude is greater than or equal to this threshold. The number of pulses totaled at the end of the arm stroke corresponds to the number of pieces whose dimensions are greater than or equal to a value D1 and which came to strike the sensors during the movement of the arm. From this number and the value of the product flow rate, which is measured by conventional means such as a scale on tape and communicated to the calculator, the latter can determine the corresponding point P1 of the particle size curve (Figure 3) .In Figure 3, it is the percentage of the grains passing through a mesh screen D which is plotted on the ordinate. The quantity determined by the method of the invention is the complement of this percentage and is represented by the distance between the curve and the line, parallel to the axis of the abscissae, on the ordinate 100. When the arm reaches the end of the race , the computer is informed by detectors and controls the return of the arm. During this movement, the computer compares the amplitude of the pulses with a new threshold value 12, less than
I1, and at the end of the race determines the corresponding point P2 of the particle size curve. At each crossing of the jet by the island arm, the computer thus determines a point on the particle size curve, up to the point Pn corresponding to a threshold In and to a piece size Dn. The computer can then repeat the same operations to determine again point D1, either immediately or after a predetermined time interval.

En variante, on pourrait, à chaque déplacement du bras à travers du jet de produit, comparer l'amplitude des impulsions délivrées par les capteurs aux seuils 11, I2 ...In et déterminer le nombre des impulsions dont l'amplitude est supérieure ou égale à chacun des seuils et les points P1,
P2 ...Pn de la courbe granulométrique.Alternatively, one could, at each movement of the arm through the jet of product, compare the amplitude of the pulses delivered by the sensors at thresholds 11, I2 ... In and determine the number of pulses whose amplitude is greater or equal to each of the thresholds and points P1,
P2 ... Pn of the grain size curve.

L'invention permet de déterminer la partie haute de la courbe granulométrique. La partie basse de la courbe O-PA peut être déterminée mathématiquement par le calculateur pour un produit et un type de concasseur donnés et pour chaque réglage du concasseur par une méthode connue. En effet, pourvu que DA soit assez petit devant la borne inférieure de la granulométrie à l'alimentation et le réglage du concasseur, la courbe O-PA ne dépend pratiquement que de la nature du matériau. A partir de ces parties extrêmes de la courbe, le calculateur peut tracer la courbe complète. The invention makes it possible to determine the upper part of the particle size curve. The lower part of the O-PA curve can be determined mathematically by the calculator for a given product and type of crusher and for each setting of the crusher by a known method. Indeed, provided that DA is small enough in front of the lower limit of the particle size at the feed and the adjustment of the crusher, the O-PA curve practically depends only on the nature of the material. From these extreme parts of the curve, the computer can draw the complete curve.

Si l'invention est utilisée pour optimiser la marche d'un concasseur, le calculateur comparera la courbe obtenue à une courbe de référence et, si des écarts sont constatés, le calculateur pourra commander des modifications des conditions de fonctionnement du concasseur permettant d'obtenir les résultats recherchés. If the invention is used to optimize the operation of a crusher, the computer will compare the curve obtained with a reference curve and, if deviations are noted, the computer will be able to order modifications of the operating conditions of the crusher making it possible to obtain the results sought.

Au lieu d'être placé soug la jetée d'un transporteur à bande, le dispositif de l'invention pourrait être placé sous un orifice de décharge d'où le produit tomberait verticalement en chute libre. La rangée de capteurs pourrait être remplacée par un capteur unique. Il est bien entendu que ces modifications et toutes celles obtenues par substitution de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention. Instead of being placed under the jetty of a conveyor belt, the device of the invention could be placed under a discharge orifice from which the product would fall vertically in free fall. The row of sensors could be replaced by a single sensor. It is understood that these modifications and all those obtained by substitution of equivalent technical means are within the scope of the invention.

Claims

1. Method for determining the particle size composition of a bulk product, consisting in moving. at constant speed, a force sensor through a vein of the product falling in free fall, so as to scan the entire section of the vein, to compare the amplitude of the electric pulses delivered by the sensor to a threshold corresponding to a given size pieces, to count the pulses whose amplitude is equal to or greater than this threshold, and to determine, from the number of pulses counted during the scanning of the total section of the vein, the content of the product in pieces whose size is greater than or equal to that corresponding to said threshold.

2. Method according to claim 1, characterized in that several successive scans of the vein are carried out by fixing at each scan different thresholds (I1, I2 ... In) for the amplitude of the electrical pulses delivered by the sensor.

3. Method according to claim 1, characterized in that, during each scan of the vein, the amplitude of the electrical pulses delivered by the sensor is compared with several thresholds (11, I2 ... In) and the contents of the product in pieces whose sizes are equal to or greater than those (D1, D2 ... Dn) corresponding to said thresholds

4.Device for determining the particle size composition of a bulk product flowing in free flow, characterized in that it is constituted by an arm (14) carrying a force sensor, or a row of sensors (16) arranged side by side, means (24) for moving the arm through the vein, at constant speed and in a direction approximately perpendicular to said arm, the length and the stroke of the arm being chosen so that the entire cross section of the product vein can be scanned, and electronic or computer means (30) for analyzing the electrical pulses delivered by the said sensor or sensors and for counting the pulses whose amplitudes are greater than a determined threshold during the passage of the arm through the vein.

5. Device according to claim IL, characterized in that the sensor or the row of sensors (16) is bordered on each of its sides, by a strip (18) whose width is approximately equal to that of the sensor or sensors.

6. Device according to claim 4 or 5. characterized in that the plane of the sensor (s) (16) is inclined relative to the direction of movement of the arm (bed).