Dispositif de défournement dans une installation pour traitements thermiques variés

Abstract

 Le dispositif de défournement permet le passage d'une charge de la cloche 4 au bac 1 ou vice versa, sans contact avec l'air malgré une distance relativement grande en hauteur entre le four (2) et le bac (1). La collerette rétractile constituée de la couronne rigide (15) est amenée par son poids en position déployée où elle appuie contre le rebord inférieur (8) de la cloche (4).

Description

[0001] Ces derniers temps, des développements importants ont eu lieu dans la technologie des installations pour traitements thermiques variés. Ces installations comprennent en général un ou plusieurs fours disposés verticalement avec leur ouverture sur leur face inférieure et un jeu de bacs de préchauffage ou de trempe qui, par divers moyens, peuvent être amenés en regard de l'un ou l'autre des fours afin d'effectuer des transferts de charge et de permettre ainsi des opérations de traitements en série. Ainsi, par exemple la demande de brevet suisse CH-2099/87-0, au nom de Pierre Beuret, déposée le 3 juin 1987, décrit une installation de ce genre.

[0002] Un des problèmes que l'on rencontre dans le développement de ces installations découle du fait que, pour permettre des déplacements faciles et rapides des éléments destinés à passer sous les fours, il faut ménager un certain espace entre la surface supérieure de ces éléments, récipients de trempe, fours de préchauffage ou autres bacs, et le niveau inférieur des fours. Cependant, lorsqu'il s'agit d'effectuer le défournement d'une charge, et son passage dans un bac alors que cette charge se trouve à haute température, il est évidemment impératif d'éviter tout contact avec l'atmosphère extérieure, ce que l'on obtient en général en prévoyant une légère surpression du gaz contenu dans le four, de sorte que ce gaz s'échappe et refoule l'air en brûlant autour de son ouverture inférieure. Toutefois, cette méthode n'est pratiquable que si la distance entre le four et le bac est relativement faible. Pour éviter des pertes de gaz trop considérables, on est même amené à réduire cette distance dans toute la mesure du possible, exigence qui s'oppose à celle impliquant un passage libre permettant un déplacement rapide des bacs et des fours.

[0003] Le brevet américain US 4,415,145 (publié le 15 novembre 1983), de même que la publication de demande de brevet européen EP-0 023 546, qui a paru le 11 février 1981, s'occupent notamment du problème qui se pose si le passage d'un four à un bac doit se faire sous vide. Il est alors nécessaire de prévoir une communication étanche entre les deux éléments de l'installation et on a prévu pour cela des moyens relativement compliqués et encombrants quine pourraient pas faire l'objet d'une mise en oeuvre généralisée.

[0004] Le problème à la base de l'invention est donc de trouver un moyen simple et de mise en oeuvre facile et rapide pour permettre d'effectuer des défournements sans risque de contact avec l'oxygène de l'air, dans des installations du genre mentionné au début, sans qu'il soit nécessaire pour cela de réduire, dans une mesure exagérée, la distance libre entre les fours placés à la partie supérieure de l'installation et les bacs qui circulent en dessous des fours.

[0005] Dans ce but, l'objet de la présente invention est un dispositif de défournement, dans une installation pour traitements thermiques variés, avec une pluralité de fours et de bacs, caractérisé en ce qu'il comporte, sur au moins un four, une collerette rétractile dans le sens vertical, capable de former, en position de déploiement, une paroi continue entre le four sur lequel elle est montée et un bac ouvert placé en dessous du four.

[0006] On va décrire ci-après, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention en se référant au dessin annexé dont
   les fig. 1 et 2 sont des vues en coupe verticale schématique d'une première forme d'exécution du dispositif de défournement, vue d'une part dans la position où le four est fermé (fig. 1) et d'autre part dans la position où le four est ouvert (fig. 2),
   la fig. 3 est une vue d'une deuxième forme d'exécution du dispositif selon l'invention associée à un four montré en position fermée, et
   la fig. 4 est une vue, semblable à la fig. 3, montrant une troisième forme d'exécution de l'objet de l'invention.

[0007] Comme on l'a dit plus haut, le dispositif décrit ci-après doit être conçu de façon à pouvoir s'incorporer facilement à des types d'installations existantes comportant, dans une rangée supérieure, un ou plusieurs fours et, dans une rangée inférieure, divers bacs ou conteneurs mobiles, de façon à pouvoir venir se placer sous l'ouverture des fours.

[0008] Le même problème peut également se présenter lorsque les fours sont mobiles et les bacs fixes.

[0009] Dans la première forme d'exécution du dispositif de défournement décrit, un four 2 est équipé du dispositif. Ce four est destiné à coopérer avec un ou plusieurs bacs. Le four 2 est représenté schématiquement au dessin. Il comporte un ensemble de parois isolantes 3 et à l'intérieur de cet ensemble une cloche d'axe vertical 4. Les moyens de chauffage ainsi que les moyens de suspension et d'accrochage d'une charge à l'intérieur de la cloche 4 ne sont pas représentés. Une paroi extérieure 5 entoure la paroi isolante 3 à une certaine distance de celle-ci. Le four est fermé par un bouchon 6 qui s'engage à l'intérieur de la base de la cloche 4 et dont la bride périphérique 7 vient s'appuyer contre le rebord inférieur 8 de la cloche 4. Ce bouchon est supporté par un bras 9 articulé autour d'un axe 10, de sorte qu'il peut passer de la position fermée, représentée à la fig. 1, à la position ouverte, représentée à la fig. 2.

[0010] Lorsque le four est fermé, le bac 1 peut se déplacer de façon à passer sous ce four.

[0011] Les fig. 1 et 2 représentent une forme d'exécution dans laquelle une collerette de défournement est associée au four.

[0012] La collerette rétractile, désignée ici par 15, est un segment cylindrique rigide, muni à sa partie supérieure d'un rebord interne 15a. Le bras 9 du bouchon 6 comporte un prolongement 16, de sorte que, par ces éléments, la collerette cylindrique rigide 15 est maintenue dans une position rétractée lorsque le bouchon est fermé, libérant entièrement l'espace libre situé sous le bouchon. En revanche, lorsque le bouchon passe à la position ouverte (fig. 2), la collerette est dégagée et, sous l'effet de son poids, elle descend, de façon que son rebord interne 15a s'accroche au rebord externe 8 de la cloche 4. Le bord inférieur de la collerette cylindrique repose alors sur la face supérieure du bac 1 autour de son ouverture d'entrée, ce qui assure l'étanchéité requise.

[0013] Dans une variante de cette forme d'exécution, la collerette 15 pourrait également être de forme tronconique au lieu d'être cylindrique. Elle pourrait également être constituée de plusieurs anneaux emboîtés les uns dans les autres et susceptibles de se déployer télescopiquement ou de se contracter lors de la fermeture du four.

[0014] La collerette rétractile pourrait aussi être constituée par une pièce de forme tubulaire en une matière souple comme par exemple un tissu de fibres de verre ou un tissu de fibres de céramique, par exemple d'oxyde d'alumine. On peut aussi utiliser une feuille de silicone. Cette membrane est alors fixée, par son bord inférieur, à une couronne rigide, et à son bord supérieur, au four.

[0015] La rétraction est possible par le fait que la matière de la membrane tubulaire qui constitue la collerette rétractile est déformable, soit par son élasticité, soit par sa capacité au déploiement. La membrane peut être légèrement pliée de façon à se ramasser sur elle-même en soufflet ou au contraire prévue de manière à s'étaler radialement sur la surface du bac. L'appui élastique de son bord inférieur sur la surface du bac à la périphérie de son ouverture, dans une zone annulaire qui entoure l'entrée du bac, suffit à assurer une étanchéité qui permet, sans perte de gaz, un passage de la charge du four au bac ou, le cas échéant, dans l'autre sens, et protège les pièces constituant la charge de l'oxydation lors de ce passage.

[0016] On notera que, le cas échéant, on peut encore prévoir autour de la membrane des éléments de canalisation susceptibles de conduire les gaz qui pourraient s'échapper sous la membrane dans le canal d'évacuation délimité entre la paroi 3 et le carénage extérieur 5.

[0017] La fig. 3 montre une disposition dans laquelle la collerettte rétractile est constituée d'une toile réfractaire de forme cylindrique, désignée par 17, et dont le bord supérieur 17a est fixé de manière étanche au rebord périphérique 8 qui s'étend à la base de la cloche 4. Lorsque le bouchon est en position fermée, cette collerette est plus ou moins repliée sur elle-même à l'endroit où passe le bras 9 de support du bouchon, alors que, lorsque le bouchon est ouvert, le bord inférieur de la collerette 17 vient reposer sur tout son pourtour, sur la face supérieure du bac 1, sous l'effet de l'élasticité propre de la matière. Même dans le cas où certaines parties de la périphérie de la collerette 17 sont en position déployée lors du déplacement du bac, le bouchon étant fermé, ceci n'entrave pas la circulation des éléments inférieurs sous les fours, étant donné que la matière de la collerette est facilement déformable.

[0018] Finalement, la fig. 4 montre une forme d'exécution dans laquelle la collerette 18, montée sur le four 2, présente un profil en Z et est commandée par des vérins 19 montés sur le four. La membrane de la collerette 18 peut, dans ce cas, être soit rigide, soit déformable. Les deux branches verticales peuvent être munies d'anneaux circulaires rigides. Les tiges des vérins 19 peuvent être conduites dans les canaux d'échappement ménagés entre le carénage 5 et la paroi isolante 3. On notera que dans une forme d'exécution de ce genre, qui peut également être conçue selon plusieurs variantes, le fait que la collerette embrasse l'ensemble du four et non seulement la cloche, permet d'intercaler immédiatement sous le rebord de la cloche, un obturateur (non représenté) constitué de deux demi-cercles susceptibles de coulisser horizontalement entre une position d'ouverture et une position de fermeture. La présence d'un tel obturateur permet de maintenir une certaine étanchéité et de conserver le gaz à haute température dans le four après le déplacement du bouchon lorsque le four se trouve dans une position d'attente et de préparation à l'opération de défournement ou d'enfournement.

[0019] Dans une exécution où la collerette a la forme représentée en 18 à la fig. 4, une variante permet de réaliser une étanchéité extrêmement poussée entre le four et la collerette, en ménageant des rebords à l'extrémité supérieure de la partie cylindrique de la collerette 18 et en faisant reposer ces rebords dans un canal annulaire solidaire de la paroi du four et occupé par une matière liquide.

[0020] Avec une collerette rétractile de ce genre, la commande du déplacement est effectuée par les vérins 19, de sorte que le bouchon peut être déplacé indépendamment de la collerette.

[0021] La forme en Z de la collerette présente l'avantage que les gaz et vapeurs qui s'échappent du bac au moment de la trempe sont conduits dans le canal annulaire d'échappement, limité par la paroi 5.

Revendications

1. Dispositif de défournement dans une installation pour traitements thermiques variés, avec une pluralité de fours et de bacs, caractérisé en ce qu'il comporte, sur au moins un four, une collerette rétractile dans le sens vertical, capable de former, en position de déploiement, une paroi continue entre le four sur lequel elle est montée et un bac ouvert placé en dessous du four.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déploiement et la rétraction sont commmandés par des vérins.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, la collerette étant montée sur un four, le déploiement et la rétraction s'effectuent sous l'effet de mouvements d'ouverture et de fermeture du bouchon du four.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la collerette rétractile est une pièce tubulaire, dont un des bords forme une couronne rigide agencée pour venir en contact par déplacement vertical avec des zones annulaires entourant l'ouverture d'une pluralité de bacs destinés à coopérer avec le four sur lequel la collerette est montée.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la collerette présente un bord supérieur annulaire qui coopère avec une paroi du four, limitant elle-même un canal d'échappement de fumées ou de vapeurs.

6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite pièce tubulaire est composée de plusieurs éléments se déployant ou se rétractant télescopiquement.

7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la collerette est rigide, mobile par coulissement guidé par ladite paroi et commandée par des vérins.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par un moyen d'étanchéité disposé entre le bord supérieur de la collerette et le bord inférieur de ladite paroi.

Dessins