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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une DEMANDE DE BREVET D'INVENTION Four à réchauffer à fonctionnement continu.
La présente invention se rapporte à des fours dans lesquels sont traitées, dans une atmosphère gazeuse et à une température élevée, certaines pièces comme. par exemple des tôles, et elle porte essentiellement sur des fours où les pièces à traiter traversent la chambre de four de manière continue.
Les fours de ce genre sont utilisés notamment pour réchauffer les tôles dans une atmosphère neutre, oxydante ou réductrice. Le gaz remplissant la chambre de four - désigné ci-dessous sous le nom de gaz de protection - est assez coûteux et il convient dès lors d'y prévoir des moyens qui empêchent, dans la mesure du possible, les pertes de ce gaz.
Les fours à réchauffer ou autres, où les pièces à traiter traversent la chambre de four de manière continue, comportent généralement à l'entrée et à la sortie des dispositifs de fermeture fonctionnant à la manière d'une écluse, Ces écluses se composent
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d'un compartiment qui peut être fermé par des portes, dont l'une donne accès à la chambre de four tandis que l'autre communique avec l'atmosphère. De l'extérieur, on introduit les pièces à traiter dans le dit compartiment d'écluse ; ensuite, la porte extérieure se ferme et les pièces pénètrent, après l'ouverture de la porte intérieure, dans la chambre de four.
De tels dispositifs accusent toutefois l'inconvénient qu'à chaque ouverture de la porte extérieure de l'écluse, un certain volume d'air peut entrer dans le compartiment, et cet air peut, lors de l'ouverture de la porte intérieure de l'écluse, pénétrer dans le four proprement dit, à moins que, auparavant, cet air n'ait été chassé du compartiment d'écluse au moyen d'un courant de gaz de protection, ce qui se traduit évidemment par une perte considérable de ce gaz précieux.
Il a été proposé de munir les entrées et sorties de tels fours à réchauffer à dispositif de passage continu, ou similaires, d'un mécanisme d'étanchéage multiple, à fonctionnement automatique, se composant d'un certain nombre de clapets mobiles ; les pièces à réchauffer traversant cette écluse à compartiments multiples en ouvrent les clapets qui se referment aussitôt après leur passage.
Le but essentiel de la présente invention est d'apporter aux fours à réchauffer en question des perfectionnements tels que la dite écluse à compartiments multiples demeure efficace même lorsqu'on se sert, pour le déplacement des pièces à traiter à travers la chambre de four, d'un tablier-grille mobile.
L'écluse à compartiments multiples à clapets mobiles, telle qu'on la connaît, est basée sur le principe suivant : à l'entrée et à la sortie d'une chambre de four - ou autre - sous pression, on dispose un certain nombre de compartiments séparés l'un de l'autre par des clapets fermant aussi hermétiquement que possible.
Lorsque dans la chambre de four - ou toute autre chambre de traitement - il règne une pression supérieure à celle de l'atmosphère
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extérieure, il ne peut se produire, à travers ce système d'éclusage à clapets multiples, un déplacement libre de gaz correspondant à la pression intérieure totale, et il ne s'y produira qu'un déplacement de gaz insignifiant qui correspond à la faible différence de pression entre les divers compartiments.
Grâce à ces faibles différences de pression, entre les divers compartiments de l'écluse, la perte de gaz de protection sera également très faible, et ce même lorsqu'une assez forte pression règne dans la chambre de traitement du four.
L'écluse à compartiments multiples empêche en outre l'air extérieur d'entrer dans la chambre de four, ce qui - par diffusion est possible lorsque la différence de pression, entre la chambre de four et l'atmosphère extérieure, est assez faible. L'effet de cette écluse à compartiments multiples pourra encore être accru par l'introduction d'un gaz sous pression, dans l'un ou plusieurs de ces compartiments d'écluse.
La présente invention présente avant tout les caractéristiques essentielles suivantes.
Afin de permettre, dans un four muni d'un tablier-grille mobile, l'utilisation d'une écluse comportant plusieurs clapets soulevés par les pièces à traiter et se refermant automatiquement après le passage de celles-ci, on dispose, dans la partie correspondant à l'écluse, les éléments porteurs fixes, du tablier-grille mobile, de telle manière qu'ils s'étendent transversalement à la direction de traversée des pièces à réchauffer, et l'on dispose les clapets de telle sorte que ceux-ci ferment l'espace entre la surface supérieure des traverses fixes et le plafond du four ou de l'enveloppe qui est prévue à l'entrée ou à la sortie du four.
Lorsque aucune pièce à réchauffer ne se trouve dans l'écluse, le bord inférieur des dits clapets repose sur la face supérieure des éléments porteurs fixes.
En outre, conformément à la disposition des éléments porteurs fixes, du tablier-grille mobile, on dispose utilement les éléments
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porteurs mobiles de telle manière qu'ils s'étendent transversalement à la direction de traversée.
La présente invention porte encore sur la particularité que le support de ces éléments porteurs mobiles accuse, dans la partie relative à l'écluse, essentiellement la forme d'une caisse ; l'espace compris entre ce support en forme de caisse et les éléments porteurs fixes, d'une part, et le fond de l'enveloppe, d'autre part, est fermé hermétiquement au moyen d'organes mobiles qui peuvent participer automatiquement aux mouvements verticaux du tablier-grille mobile, et ainsi donc à ceux du support.
L'invention prévoit donc l'herméticité de l'enveloppe dans laquelle le tablier-grille mobile se prolonge, de la chambre du four, jusqu'à l'extérieur. Cette herméticité est obtenue, d'une part, au moyen de clapets qui s'ouvrent et se ferment automatiquement au passage des pièces à traiter et, d'autre part, au moyen d'organes mobiles qui, s'appuyant contre l'élément porteur principal en forme de caisse, du tablier-grille mobile, participent aux mouvements verticaux de ce dernier, sans toutefois gêner les mouvements horizontaux du tablier-grille mobile.
Les autres buts et caractéristiques de la présente invention ressortent de la description ci-après se rapportant à une forme de réalisation représentée au dessin annexé.
La fig.l représente, en coupe longitudinale verticale, une écluse suivant l'invention et une partie du four respectif.
La fig. 2 montre, en coupe horizontale, une partie de cet ensemble, suivant la ligne II-II de la fig.l.
La fig.3 est une coupe transversale verticale, suivant ligne III-III de la f ig,l ; les détails constructifs non nécessaires à la compréhension n'y sont pas représentés.
La fig. 4 montre, à plus grande échelle, en coupe, les organes servant à assurer l'herméticité de l'espace entre les éléments transversaux fixes et le support principal, du tablier-grille mobile, tandis que la fig. 5 représente, à plus grande échelle, la
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garniture hermétique entre l'enveloppe et l'arbre de clapet.
1 désigne la chambre dans laquelle s'effectue le traitement thermique des pièces ; cette chambre accuse, de préférence, la forme d'un canal, dans lequel sont disposés des moyens de chauffage ou de refroidissement appropriés ; les pièces à traiter traversent la chambre 1 de manière continue, dans une seule direction. La chambre 1 est formée par une maçonnerie appropriée 2.
Pour le déplacement des pièces à traiter, à travers la chambre 1, on utilise un dispositif appelé tablier-grille mobile, se composant d'un certain nombre d'éléments porteurs 3 et 4 qui s'étendent dans le sens de la longueur de la chambre de four en forme de canal. Les éléments 3 alternent avec les éléments 4. Les éléments porteurs 4 sont fixés à demeure dans un plan. Les éléments porteurs 3, disposés entre les éléments 4, sont fixés à des montants 5 solidaires du support principal 6 qui est disposé audessous de la maçonnerie de protection 7 constituant le fond de la chambre de four.
Ce support principal 6 du tablier-grille mobile est animé d'un mouvement soit continu soit périodique, par exemple de telle manière qu'il se déplace d'abord horizontalement, sur une certaine distance, en sens inverse de la direction de traversée des pièces à traiter, pour monter ensuite verticalement jusqu'à une hauteur déterminée ; dans cette position élevée, le support principal 6 parcourt horizontalement, en sens inverse, le même chemin pour s'abaisser ensuite jusqu'à ce qu'il arrive de nouveau à son point de départ. Les éléments porteurs 3 participent donc aux mouvements de ce support principal 6. La disposition de l'ensemble est telle que, dans la position inférieure du tablier-grille mobile, les éléments porteurs mobiles 3 puissent se déplacer librement au-dessous des pièces à réchauffer reposant sur les éléments porteurs fixes 4.
Lors de la montée du support principal 6 et ainsi donc des éléments porteurs mobiles 3, les pièces à réchauffer sont soulevées des éléments porteurs fixes 4, et entraînées vers
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l'avant lors de la course horizontale suivante du support principal. Pendant l'abaissement de ce support principal 6, les pièces à traiter sont à nouveau déposées sur les éléments porteurs fixes 4, mais ce à un endroit dont la distance, par rapport à la position antérieure des dites pièces, est égale à la course horizontale du tablier-grille mobile.
C'est de cette manière que les pièces à traiter traversent la chambre de four.
Quant à la commande du tablier-grille mobile, on peut utiliser divers dispositifs. La fig.l montre à titre d'exemple un tablier-grille reposant sur des galets 8 montés sur des leviers coudés 9. Ces leviers coudés 9 sont commandés par une tige unique 10; lorsque cette dernière se déplace par exemple dans le sens de la flèche n, les leviers 9 pivotent en sens inverse d'une aiguille de montre et déterminent la montée du support principal 6 du tablier-grille.
Le mouvement horizontal du tablier-grille est, de préférence, réalisé au moyen d'un mécanisme à manivelle et bielle, connu en soi.
A l'entrée et/ou à la sortie de la chambre de traitement 1, on prévoit une enveloppe 11 formée de plaques en fonte ou autres, dûment travaillées. Près de l'entrée 12 (voir par exemple la fig.l), la dite enveloppe 11 comporte une partie élargie 13 dans laquelle pénètre l'extrémité du support principal 6 du tablier-grille. A cette extrémité du support principal 6 est fixé, par l'intermédiaire de montants 14, un prolongement 15 du support principal. Ce prolongement traverse l'enveloppe 16 sur toute sa longueur. Ces supports longitudinaux 15 portent les éléments porteurs mobiles du tablier-grille, dans la partie entourée de l'enveloppe 11.
Comme le montre la fig.3, les supports longitudinaux 15 du tablier-grille, dans la partie entourée par l'enveloppe 11, sont logés dans un carter 16 en forme de caisse, qui s'étend presque
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jusqu'aux parois latérales de l'enveloppe 11 et y assure une fermeture aussi hermétique que possible.
Dans la partie correspondant aux supports longitudinaux 15, les éléments porteurs du tablier-grille sont disposés transversalement à la direction de traversée des pièces à traiter.
Les éléments porteurs sont constitués par les éléments fixes 17 et les éléments mobiles 18 ; leséléments 18 sont portés par des cloisons 19 réunies de manière hermétique au carter 16, en forme de caisse, des supports principaux 15. D'autre part, les traverses porteuses fixes 17 reposent de part et d'autre sur des consoles 20, disposées aux parois latérales de l'enveloppe 11.
Les éléments transversaux fixes 17 accusent entre eux une distance telle que les éléments porteurs mobiles 18, entre les traverses fixes 17, puissent effectuer les mouvements horizontaux et verticaux nécessaires.
Lorsque les pièces à traiter présentent des dimensions relativement faibles, de sorte qu'elles tomberaient entre deux éléments porteurs fixes 17, il y a lieu de relier ces derniers, l'un à l'autre, au moyen de deux ou plusieurs barres 21 (voir fig.3 et 4) ; dansce cas, les éléments porteurs mobiles 18 com- portent, à l'endroit correspondant aux dites barres 21, des évidements appropriés 22. Les pièces à réchauffer sont donc, lors de l'abaissement des éléments porteurs mobiles 18, supportées par les éléments transversaux fixes 17 et les barres de réunion 21.
Dans l'enveloppe 11 sont prévus, tout près du plafond, plusieurs arbres horizontaux 23 dont une extrémité tourne dans un palier 24, tandis que l'extrémité opposée traverse la paroi de l'enveloppe 11, où l'herméticité est assurée par une boite à bourrage 25.
Chaque arbre 23 comporte, à l'intérieur de l'enveloppe 11, un clapet 26. L'extrémité inférieure du clapet 26 repose (voir fig.4), à l'intérieur de l'écluse, sur la face supérieure des traverses fixes 17. A l'endroit 27 (fig.4), le bord inférieur des clapets 26 forme angle ; on y applique une garniture de feutre 28 ou autre
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qui, dans la position fermée des clapets, appuie sur la face supérieure des traverses fixes 17. Comme le montre la fig.2, les clapets 26 s'étendent transversalement à la direction de passage des pièces à traiter.
Lorsqu'une telle pièce à traiter, par exemple une tôle a (fig.l), se déplace, grâce aux mouvements du tablier. grille mobile, dans la direction indiquée par la flèche b, elle vient frapper, par son bord antérieur, contre les clapets 26 et, ce faisant, les soulève jusqu'à ce que la pièce puisse passer librement entre les clapets et les éléments porteurs fixes. La garniture de feutre 28 empêche le bord inférieur des clapets 26 de strier la surface de la tôle ;d'autre part, cette garniture de feutre sert à assurer une fermeture hermétique entre le clapet et l'élément porteur fixe 17 y correspondant. Dès que l'extrémité arrière de la tôle a quitté le clapet 26, celui-ci se referme automatiquement, sous l'action d'un contrepoids 29 disposé sur l'extrémité extérieure (fig.3) de l'arbre 23 portant le clapet.
La fig.5 montre le dispositif assurant l'herméticité entre l'arbre 23 et l'enveloppe 11. Au-dessus de chaque arbre 23 est disposé, dans le plafond de l'enveloppe 11, une fente 31 où est logée une bende de feutre 32 etc. qui, sous l'action d'un ressort 33, est serrée légèrement contre l'arbre 23 portant le clapet.
On conçoit aisément que ce dispositif assure efficacement l'herméticité entre l'arbre 23 et l'enveloppe 11. En cas d'usure de la garniture de feutre, le remplacement en est très facile ; il suffit en effet d'enlever la petite plaque de fermeture 34.
Afin de fermer hermétiquement l'espace compris entre les éléments fixes 17 et le carter 16 portant les organes 18, on utilise, cornue le montre la fig.4 - des cloisons 35 formées d'une tôle ondulée assez flexible ; ces tôles ondulées 35 sont fixées de manière hermétique aux éléments fixes 17. La partie inférieure de la cloison 35 est recourbée en forme d'auge et repose sur la surface supérieure du carter 16 ;les ressorts 36 pressent cette extrémité en forme d'auge 37 des cloisons flexibles contre l'enve-
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loppe ou carter 16, et ce de telle manière que cet organe 16 puisse, avec les supports principaux 15, se déplacer horizontalement, sans que les cloisons 35 quittent sensiblement leur position verticale.
L'herméticité de cet endroit est d'autre part améliorée par une couche de lubrifiant appliquée à la surface supérieure de l'organe 16.
Comme le montre la fig.l, plusieurs clapets 38 agissent sur la partie inférieure de l'enveloppe ou carter 16. Ces clapets 38 sont montés à pivotement sur le fond de l'enveloppe 11 ; ils sont de préférence constitués d'une forte tôle pliée de manière à former un angle droit. L'arête longitudinale 39 obtenue par le pliage (90 ) de la tôle repose dans une petite rainure pratiquée dans l'enveloppe 11 ;cette rainure peut éventuellement être munie d'une garniture de métal blanc. On voit à la fig.1 comment l'extrémité supérieure des clapets 38 se met contre la surface inférieure de l'enveloppe ou carter 16.
L'autre extrémité des clapets 38 subit l'action de ressorts de traction 40 dont le réglage est possible de l'extérieur, grâce aux vis 41 ; ces ressorts 40 maintiennent les clapets 38 constamment en contact avec la surface inférieure de l'enveloppe ou carter 16. Ces ressorts doivent être réglés de telle manière que les clapets 38 puissent suivre les mouvements verticaux du tablier-grille mobile, ou autrement dit ceux de l'organe en forme de caisse 16, mais sans gêner les déplacements horizontaux de ce dernier.
L'herméticité à l'intérieur de l'enveloppe 11 est donc assurée, d'une part par les clapets 26 constituant les différents compartiments de l'écluse et, d'autre part, par les cloisons flexibles 35 et les clapets inférieurs 38 qui ferment l'espace dans lequel travaille l'organe en forme de caisse 16 avec les supports principaux 15. La fig. 3 montre le fonctionnement conjugué des clapets d'écluse 26, des clapets inférieurs 38 et des cloisons flexibles 35.
Tous ces organes mobiles, à savoir les clapets 26 et 38, ainsi que les cloisons 35, et encore le carter 16 avec
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ses supports principaux 15, s'étendent presque jusqu'aux parois latérales de l'enveloppe 11 ; ces parois latérales sont, du côté intérieur, de préférence parfaitement lisses, car il serait possible de munir les bords des organes mobiles de garnitures élastiques, comme par exemple de feutre etc. Dans l'objet de l'invention, on peut utiliser des garnitures hermétiques en feutre etc., vu que tous les organes travaillent dans une atmosphère froide ; même lors d'un travail prolongé, la température n'y augmente pas sensiblement.
Afin de protéger les clapets 26 contre la chaleur émanant de la chambre de four 1, on dispose utilement à l'entrée 12 de la chambre 1, et de même à la sortie, des clapets 42 parfaitement équilibrés et constitués d'une matière réfractaire. Il n'est pas nécessaire que ces clapets 42 ferment hermétiquement contre l'enveloppe 11, car ils sont destinés uniquement à empêcher la chaleur d'agir sur les clapets 26.
Dans le but d'obtenir une fermeture hermétique des organes mobiles dans l'enveloppe 11, on pourra appliquer une couche de lubrifiant aux parois latérales de la dite enveloppe. Dans ce cas, la partie inférieure de l'enveloppe sert de réservoir de lubrifiant, de sorte que l'angle 39 des clapets 38 soit toujours couvert d'une couche d'huile ; l'huile passe par la conduite 43 vers une pompe 44 d'où elle arrive, grâce à la conduite 45, à l'espace situé au-dessus de l'organe en forme de caisse 16. Ici, le lubrifiant pourra, de toute manière voulue, être réparti sur les parois latérales de l'enveloppe 11, le long desquelles il coule lentement vers le bas, et, ce faisant le lubrifiant assure l'étanchéité de l'interstice entre la cloison flexible 35 et l'enveloppe 11, d'une part, et de celui entre l'organe 16 et l'enveloppe 11, d'autre part.
Comme l'espace au-dessus de l'organe en forme de caisse 16 est parfaitement fermé, de même que celui au-dessous de ce dernier, il convient de relier les différents compartiments formés par les clapets au-dessous de l'organe 16, aux compartiments si-
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tués au-dessus de cet organe, par exemple au moyen de conduits 46. Lors de la descente des supports, le volume de l'espace compris entre l'organe 16 et le fond de l'enveloppe 11 diminue, tandis que le volume de l'espace au-dessus de l'organe 16 augmente.
Grâce aux conduits 46, le gaz remplissant l'enveloppe peut alors quitter l'espace situé au-dessous de l'organe 16 et passer à celui d'au-dessus. Cet équilibrage de la pression peut s'opérer en sens inverse lors de la montée de l'organe 16.
REVENDICATIONS.
1. Four à fonctionnement continu ou analogue, à'tabliergrille de transport des pièces et pourvu de dispositifs de fermeture hermétique des entrées et -ou- des sorties de la chambre du four, comportant une série d'éléments obturateurs disposés les uns derrière les autres dans la direction d'avancement des pièces et ouverts par ces pièces à traiter, les dits éléments étant montés transversalement à la direction d'avancement du tabliergrille, caractérisé en ce que les supports fixes et mobiles du tablier-grille sont, à l'endroit des éléments obturateurs, disposés transversalement à la direction d'avancement et en ce que l'ouverture du four, dans l'espace de mouvement des pièces à traiter, est obturée par des éléments obturateurs mobiles qui, en position de repos, s'appliquent étanchement contre les supports fixes,
tandis que les supports mobiles sont rendus étanches vis-à-vis des supports fixes et des parois de l'ouverture du four par des éléments élastiques d'étanchéage qui suivent leur mouvement.