FR3011928A1 - DEVICE FOR SAMPLING HETEROGENEOUS SOLID MATERIALS - Google Patents

Abstract

Dispositif d'échantillonnage installé dans un ensemble de manutention du type utilisé pour transporter des morceaux d'un matériau solide (14) tel qu'un convoyeur à bande, et un godet (16) adapté pour recueillir un échantillon du matériau à analyser. Ce dispositif est caractérisé en ce que le godet est un récipient comportant une ouverture (20) pour recevoir l'échantillon à analyser, et en ce qu'il comprend un moyen de déplacement en translation du godet avec son ouverture en partie basse dans un premier sens, un moyen de retournement du godet pour positionner le godet avec son ouverture en partie haute, un moyen de déplacement en translation du godet avec son ouverture en partie haute dans le sens contraire au premier sens de manière à ce que ce dernier traverse le flux de matériau lors de son déplacement et qu'un échantillon soit recueilli dans le godet, et un moyen de retournement du godet pour ramener l'ouverture en partie basse et pouvoir ainsi vider le godet et récupérer l'échantillon.A sampling device installed in a handling assembly of the type used to transport pieces of a solid material (14) such as a belt conveyor, and a bucket (16) adapted to collect a sample of the material to be analyzed. This device is characterized in that the bucket is a container having an opening (20) for receiving the sample to be analyzed, and in that it comprises a displacement means in translation of the bucket with its opening at the bottom in a first meaning, a bucket upturn means for positioning the bucket with its opening in the upper part, a translational displacement means of the bucket with its opening in the upper part in the opposite direction to the first direction so that the latter passes through the flow of material during its displacement and that a sample is collected in the bucket, and a bucket reversing means for returning the opening at the bottom and thus be able to empty the bucket and recover the sample.

Description

La présente invention concerne l'échantillonnage de matériaux solides hétérogènes, et concerne en particulier un dispositif d'échantillonnage amélioré. Les matériaux solides hétérogènes impliqués dans la 5 présente invention, tels que du minerai, se présentant sous forme de blocs ou morceaux ayant une granulométrie variable, sont généralement soumis à un échantillonnage. La collecte d'un échantillon est généralement effectuée lors du transport du matériau sur un convoyeur à bande en 10 coupant la veine par un godet, celui-ci étant ensuite vidé dans un récipient pour récupérer l'échantillon prélevé. A noter que, de manière à ce que les échantillons soient représentatifs du lot duquel ils sont collectés, la conception et le dimensionnement doivent respecter les 15 théories d'échantillonnage qui ont été mises en place ainsi que les normes internationales d'échantillonnage (voir ISO 3082 2009 pour exemple). Le respect de ces règles d'échantillonnage implique qu'à chaque passage du dispositif d'échantillonnage dans le 20 flux de matériau, ce dernier collecte la totalité de la tranche de ce qui se trouve sur le convoyeur, la masse prélevée étant proportionnelle au débit du convoyeur à bande, de la granulométrie maximale du produit et de la vitesse d'échantillonnage. Cette masse collectée est appelée 25 incrément ou prélèvement élémentaire. Ces règles indiquent également le nombre minimal d'incréments à respecter en fonction de la taille total du lot. Les dispositifs d'échantillonnage existant sur le marché sont constitués d'un godet fixe ayant une ouverture 30 pour récupérer l'échantillon lorsque le godet traverse le flux de matériau. Une trappe située dans la partie inférieure du godet est commandée en ouverture pour récupérer l'échantillon. Malheureusement, ce type de dispositifs 35 d'échantillonnage présente des inconvénients. Tout d'abord, il implique que le godet fasse un aller retour dans le flux de matériau et donc collecte deux fois plus de matière que nécessaire. Mais le principal inconvénient tient au fait que la trappe dont est muni le godet ne permet pas une étanchéité 5 parfaite. Par conséquent, des particules de matériau tombent du godet lorsque ce dernier effectue son aller retour. Ces particules sont forcément celles qui ont la plus faible granulométrie, ou dans le cas d'une échantillon humide, une partie de l'eau. L'échantillon récupéré n'est donc plus 10 représentatif du matériau à analyser. C'est pourquoi le but de l'invention est de fournir un dispositif d'échantillonnage qui permet de prélever des échantillons dont la composition est strictement la même que celle du matériau à analyser. 15 L'objet principal de l'invention est donc un dispositif d'échantillonnage installé dans un ensemble de manutention du type utilisé pour transporter des morceaux d'un matériau solide tel qu'un convoyeur à bande, et un godet adapté pour recueillir un échantillon du matériau à analyser. Ce 20 dispositif est caractérisé en ce que le godet est un récipient comportant une ouverture pour recevoir l'échantillon à analyser, et en ce qu'il comprend un moyen de déplacement horizontal du godet avec son ouverture en partie basse dans un premier sens, un moyen de retournement 25 du godet pour positionner le godet avec son ouverture en partie haute, un moyen de déplacement en translation du godet avec son ouverture en partie haute dans le sens contraire au premier sens de manière à ce que ce dernier traverse le flux de matériau lors de son déplacement et 30 qu'un échantillon soit recueilli dans le godet, et un moyen de retournement du godet pour ramener l'ouverture en partie basse et pouvoir ainsi vider le godet et récupérer l'échantillon.The present invention relates to the sampling of heterogeneous solid materials, and relates in particular to an improved sampling device. The heterogeneous solid materials involved in the present invention, such as ore, in the form of blocks or pieces having a variable particle size, are generally sampled. Collection of a sample is generally done when transporting the material on a belt conveyor by cutting the vein with a bucket, which is then emptied into a container to recover the collected sample. It should be noted that, in order for the samples to be representative of the batch from which they are collected, the design and sizing must respect the 15 sampling theories that have been put in place as well as the international sampling standards (see ISO 3082 2009 for example). Compliance with these sampling rules implies that each time the sampling device passes through the material stream, the latter collects the entire slice of what is on the conveyor, the mass taken being proportional to the flow rate. conveyor belt, the maximum particle size of the product and the sampling rate. This collected mass is called increment or elemental sample. These rules also indicate the minimum number of increments to respect based on the total lot size. The existing sampling devices on the market consist of a fixed cup having an opening 30 for collecting the sample as the cup passes through the flow of material. A hatch located in the lower part of the bucket is controlled in opening to recover the sample. Unfortunately, this type of sampling device has drawbacks. First of all, it implies that the bucket makes a round trip in the flow of material and thus collects twice as much material as necessary. But the main disadvantage is that the hatch which is provided with the bucket does not allow a perfect seal. As a result, material particles fall from the bucket when the bucket makes its round trip. These particles are necessarily those with the smallest particle size, or in the case of a wet sample, a portion of the water. The recovered sample is therefore no longer representative of the material to be analyzed. This is why the object of the invention is to provide a sampling device which makes it possible to take samples whose composition is strictly the same as that of the material to be analyzed. The main object of the invention is therefore a sampling device installed in a handling assembly of the type used to transport pieces of a solid material such as a conveyor belt, and a bucket adapted to collect a sample. of the material to be analyzed. This device is characterized in that the bucket is a container having an opening for receiving the sample to be analyzed, and in that it comprises a means for horizontal displacement of the bucket with its opening in the lower part in a first direction, a means for turning the bucket to position the bucket with its opening in the upper part, means for displacing the bucket in translation with its opening in the upper part in the opposite direction to the first direction so that the latter passes through the flow of material during its displacement and that a sample is collected in the bucket, and a bucket overturning means for returning the opening at the bottom and thus be able to empty the bucket and recover the sample.

Les buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 représente schématiquement un godet utilisé 5 dans le dispositif d'échantillonnage selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention; la figure 2 représente schématiquement le godet illustré sur la figure 1 recueillant un échantillon transporté par un convoyeur à bande; et 10 la figure 3 représente schématiquement le godet illustré sur la figure 1 dans les différentes positions lui permettant de recueillir chaque échantillon. Le dispositif selon l'invention est installé dans un ensemble de manutention comprenant un moyen de transport du 15 matériau en morceaux tel qu'un convoyeur à bande mentionné dans la description qui suit. A noter que ce moyen de transport pourrait être également un convoyeur à chaîne, une chute verticale des morceaux du matériau ou tout autre moyen de convoyage. 20 Le dispositif d'échantillonnage selon l'invention comprend un godet 16, illustré sur la figure 1, destiné à recueillir un échantillon du matériau, soit ponctuellement, soit à intervalles réguliers. Un convoyeur à bande pour transporter des morceaux d'un 25 matériau solide 14 tels que du minerai, sous forme de morceaux ayant une granulométrie variable, est illustré sur la figure 2. Les matériaux se trouvent sur une bande 10 entraînée en translation, de droite à gauche, par un élément rotatif 12. 30 A l'extrémité, la bande 10, dont la vitesse de translation peut atteindre plusieurs mètres par seconde, effectue une rotation continue de 180° grâce à l'élément rotatif 12 et entraîne ainsi les matériaux qui sont évacués au moyen d'un récipient ou d'une trémie. 35 Pour recueillir les morceaux du matériau, on place un godet 16 sous le flux de matériaux tombant à l'extrémité du convoyeur, l'échantillon étant recueilli dans le godet 16 grâce à son entrée 20 en partie frontale haute. A noter que, dans un mode de réalisation préférentiel, le godet 16 illustré sur la figure 1, comporte deux lèvres de prélèvement interchangeables 22 qui délimitent une ouverture inclinée par rapport à la paroi du godet prolongeant ainsi l'ouverture 20, l'écartement des lèvres étant en relation avec la granulométrie du matériau à échantillonner. Le fond du godet 16 est une partie arrondie fermée 24 et se trouve en dessous des lèvres 22 et est destinée à retenir l'échantillon. Le godet 16 est placé de telle façon par rapport au convoyeur à bande que les morceaux de matériau éjectés par la vitesse de translation de la bande 10 arrivent dans le godet selon une trajectoire perpendiculaire aux lèvres 22 et sont recueillis dans la partie inférieure 24. Dans le mode de réalisation préférentiel illustré sur les figures, le godet 16 est fixé à une plaque (non montrée) par un axe de rotation 26. Un moyen motorisé de translation 20 permet à la plaque sur laquelle est fixé le godet de se déplacer en translation et un moyen motorisé de rotation permet au godet d'effectuer une rotation de 180° autour de l'axe 26 comme on va le voir ci-dessous. La figure 3 représente le mouvement du godet 16 dans le 25 dispositif d'échantillonnage selon l'invention. En position I, le godet 16 vide, avec son ouverture 20 vers le bas, se trouve à une position située à gauche du convoyeur à bande. La plaque sur lequel se trouve le godet est alors activée en translation par le moyen motorisé de 30 translation vers la droite comme le montre la flèche 30. Lorsque le godet 16, avec son ouverture 20 en partie basse qui se déplace avec la plaque à laquelle il est fixé, arrive à l'endroit du convoyeur à bande, il coupe la zone de chute du flux de morceaux de matériau (14) tombant de la 35 bande sans prélever de matière.The objects, objects and features of the invention will appear more clearly on reading the following description with reference to the drawings in which: FIG. 1 schematically represents a bucket used in the sampling device according to a preferred embodiment of the invention; FIG. 2 diagrammatically represents the bucket illustrated in FIG. 1 collecting a sample transported by a conveyor belt; and Figure 3 schematically shows the bucket shown in Figure 1 in the different positions to collect each sample. The device according to the invention is installed in a handling assembly comprising means for transporting the piece of material such as a belt conveyor mentioned in the description which follows. Note that this means of transport could also be a chain conveyor, a vertical drop of the pieces of material or any other means of conveying. The sampling device according to the invention comprises a bucket 16, illustrated in FIG. 1, intended to collect a sample of the material, either punctually or at regular intervals. A belt conveyor for conveying pieces of a solid material 14 such as ore, in the form of pieces having a variable particle size, is illustrated in FIG. 2. The materials are on a translational strip 10 on the right. on the left, by a rotary element 12. At the end, the strip 10, whose translation speed can reach several meters per second, makes a continuous rotation of 180 ° thanks to the rotary element 12 and thus causes the materials which are evacuated by means of a container or a hopper. In order to collect the pieces of the material, a cup 16 is placed under the flow of material falling at the end of the conveyor, the sample being collected in the cup 16 thanks to its inlet 20 at the top end portion. Note that, in a preferred embodiment, the bucket 16 illustrated in Figure 1, comprises two interchangeable sampling lips 22 which define an opening inclined relative to the wall of the bucket thus extending the opening 20, the spacing of lips being related to the particle size of the material to be sampled. The bottom of the cup 16 is a closed rounded portion 24 and is below the lips 22 and is intended to hold the sample. The bucket 16 is placed in such a way with respect to the belt conveyor that the pieces of material ejected by the translational speed of the band 10 arrive in the bucket in a path perpendicular to the lips 22 and are collected in the lower part 24. the preferred embodiment illustrated in the figures, the bucket 16 is fixed to a plate (not shown) by an axis of rotation 26. A motorized translation means 20 allows the plate on which is fixed the bucket to move in translation and motorized means of rotation allows the bucket to rotate 180 ° about the axis 26 as will be seen below. Figure 3 shows the movement of the bucket 16 in the sampling device according to the invention. In position I, the empty bucket 16, with its opening 20 downwards, is at a position to the left of the belt conveyor. The plate on which the bucket is located is then activated in translation by the motorized translational means to the right as shown by the arrow 30. When the bucket 16, with its opening 20 in the lower part which moves with the plate to which it is fixed, arrives at the point of the belt conveyor, it cuts the drop zone of the flow of pieces of material (14) falling from the belt without taking up material.

Puis, la plaque continuant son mouvement de translation de gauche à droite, elle atteint sa position extrême à droite, la position II Lorsque la plaque atteint sa position extrême à droite, 5 le moyen de rotation est activé de façon à faire effectuer une rotation de 180° au godet 16 autour de l'axe 26, la plaque restant immobile pendant cette rotation. La rotation de 180° effectuée par le godet 16 permet à ce dernier de passer à la position III comme le montre la 10 flèche 32, c'est à dire avec son ouverture 20 en partie haute. Le moyen de translation de la plaque est alors activé de manière à déplacer la plaque et le godet retourné de la droite vers la gauche comme illustré par la flèche 34.Then, the plate continuing its translational movement from left to right, it reaches its extreme position on the right, the position II. When the plate reaches its extreme right position, the rotation means is activated so as to make a rotation of 180 ° to the bucket 16 about the axis 26, the plate remaining stationary during this rotation. The rotation of 180 ° carried out by the bucket 16 allows the latter to move to the position III as shown by the arrow 32, that is to say with its opening 20 in the upper part. The translation means of the plate is then activated so as to move the plate and the bucket returned from the right to the left as illustrated by the arrow 34.

15 Lorsque le godet 16, avec son ouverture 20 en partie haute qui se déplace avec la plaque à laquelle il est fixé, arrive à l'endroit du convoyeur à bande, il coupe le flux de matériaux tombant de la bande et traverse ce flux et recueille un échantillon comme illustré sur la figure 2.When the bucket 16, with its opening 20 in the upper part which moves with the plate to which it is attached, arrives at the conveyor belt, it cuts the flow of material falling from the belt and passes through this flow and collects a sample as shown in Figure 2.

20 Lorsque la plaque a atteint sa position extrême à gauche, illustré par la flèche 36, le moyen de rotation est activé de façon à faire effectuer une rotation de 180° au godet 16 autour de l'axe 26, la plaque restant immobile pendant cette rotation. Cette rotation permet d'amener le 25 godet dans la position I c'est à dire avec son ouverture 20 en partie basse, et de décharger l'échantillon recueilli précédemment dans un récipient de récupération ou tout autre moyen pour son analyse ultérieure. Le godet est alors en attente d'un autre cycle de 30 prélèvement. A noter que, du fait que l'ouverture du godet en attente soit positionnée vers le bas, il ne peut y avoir ni d'introduction ni de conservation dans le godet de projection de matière, de corps étranger ou d'humidité résiduelle (en cas de pluie).When the plate has reached its extreme left position, illustrated by the arrow 36, the rotating means is activated so as to rotate 180 ° to the bucket 16 about the axis 26, the plate remaining stationary during this period. rotation. This rotation makes it possible to bring the bucket into the position I, that is to say with its opening 20 at the bottom, and to discharge the sample collected previously into a recovery container or any other means for its subsequent analysis. The bucket is then waiting for another sampling cycle. Note that, since the opening of the standby bucket is positioned downwards, there can be no introduction or conservation in the spray cup of material, foreign body or residual moisture (in case of rain).

35 Bien que le mode de réalisation décrit en référence aux figures 1 à 3, soit le mode de réalisation préférentiel, il est possible d'utiliser d'autres modes de réalisation pour obtenir le même résultat. Ainsi, le godet pourrait être fixé à un chariot se déplaçant sur un rail composé de deux parties horizontales et, à chaque extrémité, de deux parties semi-circulaires. Lorsque le chariot est une des parties horizontales, le godet a son ouverture vers le haut de manière à recueillir l'échantillon comme précédemment. Puis le chariot se déplaçant sur la partie du rail semi-circulaire à l'une des extrémités, l'échantillon est récupéré lorsque le godet a son ouverture vers le bas. Le chariot continuant à se déplacer sur l'autre partie horizontale du rail, il rejoint la partie semi-circulaire à l'autre extrémité et se retrouve avec son ouverture vers le haut et peut de nouveau recueillir un nouvel échantillon comme précédemment.Although the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 3, which is the preferred embodiment, it is possible to use other embodiments to achieve the same result. Thus, the bucket could be fixed to a carriage moving on a rail composed of two horizontal parts and at each end of two semicircular parts. When the carriage is one of the horizontal parts, the bucket has its opening upwards to collect the sample as before. Then the carriage moving on the part of the semicircular rail at one end, the sample is recovered when the bucket has its opening down. The carriage continuing to move on the other horizontal part of the rail, it joins the semi-circular part at the other end and is found with its opening upwards and can again collect a new sample as before.

Claims (5)

REVENDICATIONS1. Dispositif d'échantillonnage installé dans un ensemble de manutention du type utilisé pour transporter des morceaux d'un matériau solide (14) tel qu'un convoyeur à bande, et un godet (16) adapté pour recueillir un échantillon du matériau à analyser ; ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit godet est un récipient comportant une ouverture (20) pour recevoir ledit échantillon à analyser, et en ce qu'il comprend : un moyen de déplacement horizontal dudit godet avec son ouverture en partie basse dans un premier sens, un moyen de retournement dudit godet pour positionner le 15 godet avec son ouverture en partie haute, un moyen de déplacement en translation dudit godet avec son ouverture en partie haute dans le sens contraire audit premier sens de manière à ce que le godet traverse le flux de matériau lors de son déplacement et qu'un échantillon soit 20 recueilli dans ledit godet, et un moyen de retournement dudit godet pour ramener ladite ouverture en partie basse et pouvoir ainsi vider ledit godet et récupérer ledit échantillon.REVENDICATIONS1. A sampling device installed in a handling assembly of the type used to transport pieces of a solid material (14) such as a belt conveyor, and a bucket (16) adapted to collect a sample of the material to be analyzed; said device being characterized in that said bucket is a container having an opening (20) for receiving said sample to be analyzed, and in that it comprises: means for horizontal displacement of said bucket with its opening at the bottom in a first direction , a turning means of said bucket for positioning the bucket with its opening in the upper part, means for translational movement of said bucket with its opening in the upper part in the opposite direction to said first direction so that the bucket passes through the flow of material during its displacement and a sample is collected in said bucket, and a means for turning said bucket to bring said opening down and thus be able to empty said bucket and recover said sample. 2. Dispositif d'échantillonnage selon la revendication 1, 25 dans lequel ledit godet (16) est fixé sur une plaque verticale par un axe de rotation (26), ledit moyen de retournement étant un moyen de rotation autour dudit axe adapté pour effectuer une rotation de 180° dudit godet de façon à ramener ladite ouverture (20) en partie basse et récupérer ledit échantillon 30 lorsque ladite plaque atteint sa position extrême dans le sens contraire dudit premier sens.2. The sampling device according to claim 1, wherein said bucket (16) is fixed on a vertical plate by an axis of rotation (26), said turning means being a means of rotation about said axis adapted to perform a 180 ° rotation of said bucket so as to return said opening (20) at the bottom and recover said sample 30 when said plate reaches its extreme position in the opposite direction of said first direction. 3. Dispositif d'échantillonnage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit godet (16) comporte deux lèvres de prélèvement interchangeables (22) qui délimitent une ouverture 35 inclinée par rapport à la paroi du godet et prolongeant ainsiladite ouverture (20), l'écartement desdites lèvres étant en relation avec la granulométrie du matériau à échantillonner.A sampling device according to claim 1 or 2, wherein said bucket (16) has two interchangeable sampling lips (22) which define an opening 35 inclined with respect to the wall of the bucket and extending said opening (20), the spacing of said lips being related to the particle size of the material to be sampled. 4. Dispositif d'échantillonnage selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel les morceaux dudit matériau sont de 5 granulométrie variable.The sampling device according to claim 1, 2 or 3, wherein the pieces of said material are of variable particle size. 5. Dispositif d'échantillonnage selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit matériau est du minerai.5. Sampling device according to one of claims 1 to 4, wherein said material is ore.