Dispositif pour réaliser en continu le revêtement de la surface externe d'un profilé

Abstract

 Procédé et dispositif pour revêtir en continu la surface externe d'un profilé (2) à profil sensiblement constant, notamment fermé tel qu'un tube, à l'aide d'un produit liquide.
On fait défiler le profilé selon un mouvement d'avance longitudinal (3), on l'enduit en formant en un point du parcours (5) du profilé un anneau de produit liquide en contact avec la surface à revêtir et on fait passer le profilé, en aval de ce point, à travers un joint semi-étanche (5).

Description

[0001] La présente invention concerne un dispositif pour réaliser en continu le revêtement de la surface externe d'un profilé à profil sensiblement constant, notamment fermé tel qu'un tube, à l'aide d'un produit liquide.

[0002] On connaît de nombreux procédés permettant de revêtir la surface externe d'un profilé. Suivant les propriétés physiques du produit à appliquer, et en particulier sa viscosité en fonction de la température et de la pression, il est parfois possible de l'appliquer sans transformation à partir de son état de conditionnement initial. C'est le cas par exemple de bandes de polyéthylène enroulées hélicoidalement autour de tubes, de poudre Epoxy appliquée par poudrage électrostatique, ou encore de peinture appliquée par pulvérisation.

[0003] Dans d'autres cas on doit transformer le produit à appliquer pour l'amener à un état physique adéquat par exemple par élévation de température et éventuellement de pression. C'est le cas par exemple dans l'extrusion de gaines ou de bandes.

[0004] Il existe toutefois des produits pour lesquels les méthodes existantes ne sont pas satisfaisantes.

[0005] Il s'agit tout d'abord de produits dont on ne peut pas sans risquer de les dégrader, élever la température à un niveau tel qu'ils présentent une viscosité convenable pour que la pulvérisation soit possible et aient une finesse suffisante \ pour obtenir une surface régulière.

[0006] Pour d'autres produits, l'extrusion est une solution peu économique ou imparfaite techniquement.

[0007] C'est le cas par exemple de certains adhésifs copolymères servant aux revêtements de tubes. Il est connu d'appliquer ces adhésifs par extrusion mais cette solution est relativement coûteuse en énergie et l'état pâteux du produit extrudé ne lui permet pas de pénétrer aussi profondément dans les cavités de la surface rugueuse de l'acier que pourrait le faire un produit moins visqueux. Par conséquent, la surface de contact entre l'adhésif et l'acier est moins importante et l'épaisseur nécessaire pour obtenir l'adhérence voulue doit être augmentée.

[0008] La présente invention vise à combler ces lacunes en fournissant un dispositif permettant l'application de produits pouvant se présenter sous forme liquide à certaines températures, pour lesquels l'extrusion n'est pas praticable ou moins économique du fait de la consommation d'énergie ou de produit, et pour lesquels la pulvérisation n'est pas possible car il serait nécessaire, pour qu'ils soient suffisamment peu visqueux, d'élever leur température à un niveau tel qu'ils seraient dégradés.

[0009] L'invention vise également à assurer la régularité d'épaisseur du revêtement sur tout le pourtour du profilé, et à la maintenir constante lors du défilement du profilé.

[0010] A cet effet la présente invention a pour objet un dispositif pour réaliser en continu le revêtement de la surface externe d'un profilé à profil sensiblement constant, notamment fermé tel qu'un tube, à l'aide d'un produit liquide, comprenant des moyens pour faire défiler le profilé selon un mouvement d'avance longitudinal à travers un bac d'enduction comportant un orifice de sortie muni d'un joint semi-étanche susceptible d'être traversé par le profilé, caractérisé par le fait que le bac d'enduction est un récipient fermé rempli de produit liquide, comportant un orifice d'entrée pour le profilé muni d'un joint étanche, et une canalisation d'alimentation en produit liquide.

[0011] Ce mouvement d'avance longitudinal peut éventuellement dans certains cas être complété d'un mouvement de rotation, comme par exemple lorsque l'on souhaite revêtir des tubes de diamètre important.

[0012] Le bac d'enduction peut être rempli par la canalisation, qui se présente par exemple sous la forme d'un entonnoir, en faisant s'écouler par gravité le produit liquide.

[0013] Néanmoins, dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le bac d'enduction est entièrement rempli de produit liquide et on raccorde la canalisation d'entrée du produit liquide par une tuyauterie à une pompe volumétrique de telle sorte que l'on puisse ajuster le débit du produit liquide introduit dans le bac en fonction de l'épaisseur souhaitée du revêtement, de la vitesse de défilement du profilé et de la longueur de son pourtour.

[0014] En effet, le bac étant fermé et rempli du liquide, et du fait que l'entrée du profilé dans le bac se fait par un joint étanche, que le profilé a un profil constant, et que les liquides sont incompressibles, on comprend que le débit du liquide introduit dans le bac par le conduit est égal au débit total du liquide déposé sur le profilé grâce au joint semi-étanche à la sortie du profilé du bac.

[0015] Ainsi pour une vitesse de défilement du profilé déterminée, la longueur de son pourtour étant connue et l'épaisseur de revêtement étant choisie, on peut déterminer le débit total du liquide à déposer sur le profilé et grâce au dispositif selon l'invention, on est certain qu'en réglant la vitesse de la pompe volumétrique de telle sorte que son débit soit égal au débit total du liquide à déposer, la quantité totale du liquide déposé sera bien celle qui est nécessaire.

[0016] Il s'agit ensuite de s'assurer que l'épaisseur de revêtement sur tout le pourtour du profilé est constante.

[0017] Pour ce faire, il faut qu'en tout point du pourtour du profilé, les conditions de sortie du liquide à travers le joint semi-étanche soient identiques. Or, l'épaisseur du revêtement sur le profilé est déterminée d'une.part, par la pression exercée par le joint semi-étanche sur le profilé et d'autre part, par la pression qui règne dans le bac.

[0018] Ainsi, le joint semi-étanche à la sortie du profilé, peut être constitué d'une plaque de matière déformable, genre caoutchouc, percée suivant le profil du profilé plus une certaine épaisseur constante sur tout le pourtour de telle sorte, que ce caoutchouc exerce une pression constante en tout point du pourtour du profilé.

[0019] Toutefois, la pression à l'intérieur du bac variant le long du pourtour du profilé suivant la hauteur de la colonne de liquide au-dessus, cet effet peut parfois être nôn négligeable par rapport à la pression moyenne du bac et créer ainsi des conditions variables le long du pourtour du profilé.

[0020] C'est pourquoi, dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le joint semi-étanche à la sortie du profilé est constitué d'un boudin creux en matière extensible rempli d'un liquide de densité sensiblement égale à celle du produit liquide de revêtement et mis en pression.

[0021] Si ce boudin était rempli d'un fluide compressible à une certaine pression, air, par exemple, l'effet obtenu serait le même que celui de la plaque de caoutchouc, à savoir, pression constante exercée sur tout le pourtour du profilé. Le dispositif selon l'invention est donc ici caractérisé particulièrement par le fait que l'on choisit un liquide pour remplir ce boudin creux et que ce liquide est de densité égale à celle du produit liquide de revêtement.

[0022] En effet, grâce à ce dispositif, il se crée à l'intérieur du boudin creux, une variation de pression le long de son pourtour qui est identique à celle qui existe dans le bac. d'enduction du fait de la pression exercée en un point par la colonne de liquide au-dessus, qui est variable suivant sa hauteur. En choisissant un liquide pour le boudin de densité égale à celle du produit de revêtement, on est donc assuré que la différence de pression entre celle exercée par le boudin et celle régnant à l'intérieur du bac est constante en tout point du pourtour du profilé lors de son passage à travers le joint semi-étanche.

[0023] Ce dispositif permet donc de réaliser des conditions de sortie du produit liquide de revêtement sur le profilé à travers le joint semi-étanche identiques en tout point du pourtour du profilé et, de ce fait, d'assurer une épaisseur constante en tout point du profilé.

[0024] Avantageusement, l'intérieur du boudin pourra être mis en communication en une de ses parties avec un dispositif à pression réglable, pour pouvoir régler la pression moyenne exercée par le joint semi-étanche sur le profilé.

[0025] En ce qui concerne le joint d'entrée du profilé dans le bac d'enduction qui doit être étanche, il peut être constitué d'une plaque de matière déformable percée suivant le profil plus une épaisseur telle que la pression ainsi exercée sur le profilé soit suffisante pour rendre impossible tout passage de produit.

[0026] Toutefois, ce type de joint présente un désavantage du fait qu'il s'use très rapidement, étant en contact direct avec le profilé qui défile et qui frotte contre lui, l'usure étant croissante en fonction de la pression exercée par le joint, contrairement au joint semi-étanche de sortie qui a toujours du produit liquide entre lui et le profilé.

[0027] Pour pallier cet inconvénient, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le joint étanche est constitué par un cylindre de même forme que le profilé à revêtir, la section étant telle que la distance entre sa surface intérieure et le profilé soit constante sur tout le pourtour, l'étanchéité étant assurée par la vitesse de défilement du profilé, compte tenu de la viscosité du produit liquide. En effet, le produit liquide a tendance à s'échapper entre la surface intérieure du cylindre et le profilé sur une longueur croissante en fonction de la pression régnant dans le bac et de la largeur de passage, mais décroissante en fonction de la viscosité du liquide et de la vitesse de défilement du profilé. De ce fait, il est possible d'ajuster la longueur du joint et la largeur de passage de telle sorte que le produit ne remonte pas à contre sens plus loin que l'extrémité du joint.

[0028] Dans certains cas, notamment celui des adhésifs copolymères qui sont appliqués sur les tubes pour assurer l'adhérence entre le métal et une autre matière, par exemple le polyéthylène appliqué ensuite sur le tube, il est nécessaire, pour les rendre liquides, de les chauffer à une température assez élevée, par exemple 180°.

[0029] Ils peuvent être appliqués par extrusion à des températures plus faibles, mais ils sont alors beaucoup plus visqueux, voire semi-pâteux, et pénètrent donc moins les cavités du métal qu'à la température de 180°.

[0030] Dans cette application particulièrement intéressante de l'invention, il est donc nécessaire de chauffer le bac d'enduction pour éviter tout refroidissement du produit liquide.

[0031] Le dispositif selon l'invention comporte alors des moyens pour chauffer le bac d'enduction, y compris le joint étanche d'entrée et le joint semi-étanche de sortie.

[0032] Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le joint de sortie est réchauffé grâce à la circulation et au réchauffage du liquide contenu dans le boudin creux.

[0033] Dans certains cas, la température d'application du produit liquide est limitée car il est connu que le produit se dégrade alors plus ou moins rapidement en fonction de la température, ce qui est le cas déjà cité ci-dessus des adhésifs copolymères.

[0034] Toutefois, il est intéressant de les réchauffer à une température plus élevée pour qu'ils aient une viscosité plus faible et qu'ils puissent ainsi pénétrer davantage dans les micro-cavités du métal.

[0035] Comme ceci ne doit être fait que dans un temps relativement court, il est intéressante de ne réchauffer le produit qu'immédiatement avant son contact avec le métal. Or ce contact a lieu au joint d'entrée.

[0036] Le dispositif selon l'invention est donc équipé dans ce cas, de moyens de chauffage tels, que le joint d'entrée soit réchauffé à une température plus élevée que le reste du bac.

[0037] Dans le mode de réalisation préféré du joint d'entrée constitué par un cylindre, il est particulièrement facile d'obtenir un chauffage plus important dans cette partie que dans le reste du bac, contrairement à ce qui est le cas pour un joint d'entrée constitué par une plaque de matière déformable genre caoutchouc.

[0038] D'autre part, la longueur de remontée de liquide le long du joint d'entrée permet une grande surface d'échange de température et donc permet de réduire la durée de l'échange thermique, ce qui autorise à élever davantage la température du liquide du fait que ceci a lieu pendant un temps plus court et que la dégradation du produit est fonction croissante de ces deux paramètres. - C'est donc là un deuxième avantage du joint d'entrée selon l'invention.

[0039] Dans le cas où le produit doit être chauffé pour être appliqué, il est intéressant de chauffer la surface extérieure du profilé préalablement à son enduction.

[0040] Dans ce cas, le chauffage est de préférence réalisé par rayonnement.

[0041] Ce mode de chauffage permet, en effet, d'élever la température de surface du profilé tout en conservant une différence la plus élevée possible entre cette température et la température moyenne du profilé.

[0042] L'élévation de température de surface du profilé a pour but de permettre de rapprocher celle-ci de la température du produit, de façon que la viscosité du produit soit davantage maintenue lors du contact avec la surface du profilé proche de ce qu'elle était avant le contact pour que le produit pénètre bien à l'intérieur des micro-cavités de la surface.

[0043] Un autre avantage de cette élévation de température de surface est qu'elle porte l'air présent dans les micro-cavités de la surface du profilé à une température plus élevée pour que lors du refroidissement consécutif au parcours du profilé dans le bac d'enduction, la diminution de volume de cet air soit plus importante et contribue ainsi à une meilleure pénétration du produit dans les micro-cavités.

[0044] La différence de température entre la température de surface du profilé et sa température moyenne a pour but de permettre le refroidissement en surface dès que le produit est entré en contact avec la surface du profilé.

[0045] En effet, il en résulte, d'une part, que l'air emprisonné dans les cavités voit son volume réduit par le refroidissement et que le produit pénètre ainsi davantage dans les micro-cavités augmentant ainsi la surface de contact.

[0046] D'autre part, à la sortie du bac d'enduction, le refroidissement du revêtement sur le profilé produit par le transfert de chaleur au profilé dont la température moyenne est plus basse, permet ainsi d'avoir une viscosité locale plus importante pour que le produit coule le moins possible par gravité autour du profilé afin de ne pas perturber la régularité d'épaisseur.

[0047] C'est également dans ce but que de préférence on refroidit le profilé immédiatement après son passage à travers le joint semi-étanche.

[0048] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit donné à titre d'exemple non limitatif d'une de ses formes de réalisation.

[0049] Aux dessins schématiques annexés :

- la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention,

- la figure 2 est une coupe axiale du dispositif permettant l'enduction d'un tube et,

- la figure 3 est une coupe du boudin formant le joint semi-étanche de sortie du bac d'enduction.

[0050] L'installation représentée à la figure 1 comporte une grille de stockage 1 pour des tronçons de tubes 2 à revêtir. En aval de cette grille de stockage se trouve une double chenille d'entraînement 3 susceptible de pousser les tronçons de tubes les uns derrière les autres, par exemple sur des galets bico- niques.

[0051] A la suite des chenilles d'entraînement 3 est disposé un four de chauffage électrique à rayonnement 4 susceptible d'être traversé par les tubes puis un dispositif 5 selon l'invention permettant de réaliser le revêtement des tronçons de tubes 2.

[0052] L'installation comporte en aval du dispositif 5 une tête annulaire d'extrusion 6 puis un dispositif de refroidissement ₇ à la sortie duquel les tronçons de tubes 2 sont séchés sur une grille de séchage 8.

[0053] La figure 2 représente plus en détail le dispositif 5.

[0054] Ce dispositif comporte un bac d'enduction 9 formant un récipient alimenté en produit liquide par une canalisation 10. La canalisation 10 comporte une double enveloppe de sorte qu'un espace 11 permet d'assurer la circulation d'un fluide thermique pour réchauffer le produit liquide traversant la canalisation 10. Le fluide circulant dans l'espace 11 assure ensuite le chauffage du bac 9 en circulant dans un espace 12 formé entre les deux enveloppes du bac 9. L'espace 12 est relié à une canalisation de sortie 13 pour l'évacuation du fluide thermique.

[0055] Le bac d'enduction 9 comporte un orifice d'entrée muni d'un joint formé par un cylindre 14 à double enveloppe, l'espace 15 compris entre les deux enveloppes étant susceptible d'être alimenté en fluide thermique par une canalisation 16 et une autre canalisation 17 étant prévue pour l'évacuation de ce fluide thermique.

[0056] Dans le cas représenté au dessin, où les profilés à traiter sont des tubes à section circulaire, le bac 9 est lui-même un cylindre dont la section est telle que la distance entre son enveloppe intérieure et le tube 2 est constante sur tout le pourtour. Cette distance est suffisante pour que la circulation du produit dans le bac d'enduction 9 ne crée aucune perte de charge significative.

[0057] De son côté le diamètre du cylindre 14 du joint d'entrée est tel qu'étant donné la vitesse de défilement du tube 2, le produit liquide contenu dans l'enceinte 9 ne puisse pas remonter entre la surface interne du joint d'entrée et la surface extérieure du tube 2, au-delà de l'extrémité du joint d'entrée.

[0058] Le bac d'enduction 9 comporte par ailleurs un orifice de sortie à la périphérie duquel est prévu un joint de sortie semi-étanche 18.

[0059] Le joint 18 est formé d'un boudin extensible 19 contenu dans une enveloppe 20 (figure 3). L'intérieur du boudin 19 contient un liquide et est mis en communication avec un vase d'expansion 21 en deux points diamétralement opposés, et le vase d'expansion est lui-même raccordé à une source de pression d'air comprimé variable et ajustable, le vase d'expansion 21 est réchauffé par une résistance électrique et un circula- teur fait circuler le liquide dans le joint.

[0060] Le boudin 19 comporte à sa périphérie interne une lèvre 22 (figure 3) qui, en fonction de la pression dans le vase d'expansion 21, exerce à la surface externe du tube 2 une pression ajustable.

[0061] Un ensemble de buses 23 alimenté en air comprimé permet par ailleurs de refroidir les tubes 2 à la sortie du bac d'enduction 9.

[0062] Cette installation fonctionne de la manière suivante.

[0063] Les tronçons de tubes 2 sont tout d'abord assemblés les uns aux autres au fur et à mesure de leur avance à l'aide de manchons intérieurs 24.

[0064] Les tubes ainsi assemblés sont poussés par les dispositifs d'entraînement 3 et un ruban adhésif est disposé à l'extérieur des jonctions entre tubes afin d'obtenir une surface lisse.

[0065] Les tubes qui traversent ensuite le four 4 sont échauffés essentiellement dans leur zone externe.

[0066] Le tube 2 traverse ensuite le dispositif 5 à l'intérieur duquel il est revêtu du produit liquide contenu dans le bac d'enduction 9.

[0067] Le débit de produit liquide amené par la canalisation 10 est ajusté grâce à une pompe à engrenages entraînée par un moteur à vitesse variable en fonction de l'épaisseur souhaitée du revêtement, de la vitesse de défilement des tubes et du diamètre des tubes ; la pression exercée par le joint de sortie semi-étanche 18 et elle-même ajustée pour que le produit liquide remonte au maximum le long du joint d'entrée.

[0068] La température du fluide thermique circulant dans l'espace 15 est choisie supérieure à celle du fluide thermique circulant dans l'espace 12.

[0069] Le produit liquide avec lequel le tube 2 est revêtu dans le dispositif 5 peut par exemple être un adhésif copolymère.

[0070] A la sortie du dispositif 5, le tube 2 pénètre dans la tête d'extrusion 6 où il est revêtu d'une matière synthétique extrudée telle par exemple que du polyéthylène, de façon connue en soi.

[0071] Le tube 2 est ensuite refroidi dans le dispositif 7 où des buses 25 alimentées par un conduit 26 assurent une pulvérisation d'eau.

[0072] Les tronçons 2 sont ensuite séparés et placés sur la grille de séchage 8.

[0073] L'invention fournit par conséquent une installation de revêtement de tubes en continu par des produits adhésifs pour lesquels l'extrusion est plus coûteuse en énergie et en produit et pour lesquels la pulvérisation n'est pas possible étant donné la température à laquelle cette pulvérisation devrait avoir lieu.

Revendications

1. Dispositif pour réaliser en continu le revêtement de la surface externe d'un profilé à profil sensiblement constant, notamment fermé tel qu'un tube, à l'aide d'un produit liquide, comprenant des moyens pour faire défiler le profilé selon un mouvement d'avance longitudinal à travers un bac d'enduction comportant un orifice de sortie muni d'un joint semi-étanche susceptible d'être traversé par le profilé, caractérisé par le fait que le bac d'enduction est un récipient fermé rempli de produit liquide, comportant un orifice d'entrée pour le profilé muni d'un joint étanche, et une canalisation d'alimentation en produit liquide.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le joint étanche comprend un cylindre dont la section est telle que la distance entre sa surface intérieure et le profilé soit sensiblement constante sur tout le pourtour, l'étanchéité étant assurée par la vitesse de défilement du profilé compte tenu de la viscosité du produit liquide.

3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le bac d'enduction est alimenté par une pompe volumétrique.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le joint semi-étanche est formé d'un boudin creux en matière extensible et rempli d'un fluide sous pression.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit fluide a une densité voisine de celle du produit liquide.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour chauffer le bac d'enduction.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que lesdits moyens de chauffage chauffent le joint étanche d'entrée à une température supérieure à celle du reste du bac d'enduction.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à ₇, caractérisé par le fait qu'il comporte un four à rayonnement en amont des moyens d'enduction.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de refroidissement en aval des moyens d'enduction.

Dessins