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Procédé et appareil pour le revêtement de moules.
La présente invention se rapporte à une machine pour la coulée centrifuge, et plus spécialement au revêtement des moules employés dans la fabrication de tubes de fer et d'autres produits tubulaires dans les machines pour la coulée centrifuge du type dans lequel un moule et une rigole de coulée sont relativement mobiles l'un par rapportà l'autre pendant les opérations de cou- lée, dans le but de placer le moule sur la rigole et de le retirer de cette dernière.
Les revêtements servant à cet effet doivent être très réfractaires, afin de résister à la chaleur intense à laquelle ils sont exposés, et si la composition de revêtement est appliquée sous une forme liquide elle doit être d'une nature telle que la matière de revêtement sèche immédiatement après son application sur la surface du moule, pour ne pas s'opposer à la continuité des opérations de coulée. La base de la plupart des compositions de revêtement pour moules centrifuges est usuellement une matière lourde finement divisée ou en poudre, telle que la poudre de si- lice, et la composition de revêtement est généralement préparée en mettant la matière de revêtement finement divisée en suspen- sion dans de l'eau ou dans un autre milieu liquide convenable.
Si il-'on veut obtenir sur la surface du moule un revêtement uniforme il est d'une importance essentielle que la matière de revêtement solide finement divisée se trouve à un état uniformément suspendu dans le milieu liquide véhiculeur au moment où la composition de revêtement est appliquée sur la surface.
Alors qu'un revêtement de ce genre peut être facilement appliqué dans le moulage ordinaire, où les moules ont de faibles dimensions et où la source fournissant la composition de revê- tement peut être placée près du dispositif pulvérisateur ou éjec- teur, on rencontre des difficultés dans le revêtement des moules employés dans les appareils pour la coulée centrifuge servant à la fabrication de tubes.
Ces difficultés proviennent principale- ment de ce que les particules de la matière solide destinée à former le revêtement tendent à se déposer hors de la suspension liquide, et en outre de ce que la. composition liquide doit être transportée à une distance considérable, séparant la source d'ali- mentation du dispositif pulvérisateur, pour recouvrir sur toute leur longueur les moules de longueur considérable employés dans .ce domaine.
Des difficultés ultérieures proviennent de la chaleur
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extrême à laquelle-est exposé le dispositif pulvérisateur lors de son introduction dans le moule chaud,, pour appliquer sur la sur- face intérieure de ce dernier la composition de revêtement et il en est ainsi notamment dans le cas ou le dispositif de revêtement est employé dans la machine à couler de telle manière que le dis- positif pulvérisateur se trouve exposé à la chaleur du mtal fondu, pendant la coulée de ce dernier.
La chaleur dégagée par le métal coulé et par le moule chaud a non seulement la tendance d'endom- mager le dispositif pulvérisateur et. de fermer ainsi les orifices d'éjection, mais aussi la tendanée d'évaporer le milieu liquide avant son éjection du dispositif pulvérisateur, et de provoquer ainsi l'obstruction du dispositif pulvérisateur par la matière de revêtement réfractaire.
Etant donné ce qui précède, l'objet principal de l'invention consiste en un procedé et en un appareil pour le revêtement de moules permettant de maintenir les matières solides, employées dans une composition de revêtement liquide, à un état de suspen- sion uniforme dans le milieu véhiculeur sur toute la longueur de l'appareil de revêtement et jusqu'au moment et l'endroit de l'ap- plication de la composition de revêtement sur la surface du moule.
L'objet de l'invention consiste en outre en un procédé et en un appareil permettant de maintenir les matières solides à un état de suspension uniforme dans le milieu véhiculeur pendant le temps où la composition de revêtement n'est pas éjectée du dispositif pulvérisateur. De plus l'invention prévoit, dans les appareils de ., revêtement du genre susmentionné, des moyens réduisant au minimum l'effet produit par la chaleur du moule et du métal coulé sur le dispositif pulvérisateur et sur la composition de revêtement avant son éjection du dispositif pulvérisateur.
D'une manière générale l'objet susmentionné de l'inven- tion est réalisé en maintenant la matière de revêtement solide à l'état de suspension dans un liquide dans un réservoir convenable et en faisant circuler la composition de revêtement continuelle- ment du réservoir dans un tuyau d'amenée raccordé à un passage traversant le dispositif pulvérisateur et d'ici dans un tuyau de retour au réservoir. En agitant continuellement la suspension li- quide dans le réservoir et en la faisant circuler continuellement à travers le dispositif pulvérisateur, on peut maintenir les matières solides lourdes à tout moment a un état de répartition uniforme dans le liquide et éjecter la composition de revêtement à volonté du dispositif pulvérisateur, sans que cela compromette la circulation continue dans le dispositif pulvérisateur.
L'inven- tion consiste en outre à munir le dispositif pulvérisateur d'une chemise dans laquelle on peut faire circuler un agent réfrigérant convenable, et à faire circuler l'agent réfrigérant dans le voisi- nage des tuyaux d'amenée et de retour par lesquels on fait circu- ler la composition de revêtement dans le dispositif pulvérisateur..
D'autre caractéristiques et avantages de l'objet de la présente invention ressortissent de la description ci-dessous et des dessins explicatifs annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une vue longitudinale en coupe, partiel- lement en élévation, montrant une machine pour la coulée centri- fuge, comprenant le dispositif de revêtement perfectionné suivant la présente invention.
La figure 2 est une vue en élévation partiellement en coupe et partiellement brisée, montrant le dispositif de revête- ment perfectionné.
La figure 3 est une vue détaillée du dispositif pulvé- risateur perfectionné, des tuyaux y raccordés et de l'extrémité extérieur du conduit enveloppant les tuyaux et formant une lance supportant le dispositif pulvérisateur.
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La figure 4 est une vue en plan schématique montrant une forme d'exécution modifiée du dispositif de revêtement perfectionné dans une machine pour la coulée centrifuge.
Bien que le procédé et l'appareil perfectionnés suivant la présente invention peuvent être employés avec d'autre types de machines à couler, la présente spécification en donne une des- cription par rapport à une machine pour la coulée centrifuge telle que'représentée et décrite dans le brevet antérieur n .423.612 re- latif à un procédé et à un appareil pour la coulée centrifuge de tubes. Suivant la figure 1 du dessin annexé cette machine comprend un bâti 10 sur lequel sont montés les appareils de coulée et les accessoires y relatifs. Par 11 est désigné un support prévu sur le bâti 10 et supportant la poche de coulée 12 de laquelle le métal fondu est versé dans la rigole de coulée 13. Le piston du cylindre hydraulique 14 est raccordé à la poche de coulée 12 par l'intermé- diaire d'une bielle de commande 15.
La rigole de coulée 13 est également supportée par le support 11 et son extrémité de sortie est munie d'un bec 16 par lequel est coulé le métal fondu.
Par 17 est désignée la boite à l'eau usuelle faisant office de chariot porte-moule et montée sur des roues 18 roulant sur une voie 19 prévue sur le bâti 10. Le bâti 10 et la voie 19 sont par- tiellement brisés et enlevés dans la figure 1, mais on conçoit que l'appareil est de construction usuelle permettant le cheminement longitudinal du chariot porte-moule en sens d'avancement et de recul par rapport à la rigole de coulée stationnaire 13. Un moule rotatif 20 s'étend à travers la boite à l'eau 17 et est pourvu à son bout mâle d'un anneau terminal 21 s'étendant radialement vers l'intérieur, d'une valeur convenable déterminant l'épaisseur de la paroi du tube à couler.
Par 22 est désigné un électromoteur supporté par la boite à l'eau 17 et faisant tourner le moule 20 par l'intermédiaire d'en- grenages 23. Le mouvement longitudinal est communiqué au chariot porte-moule 17 par un piston travaillant dans le cylindre hydrauli- que 24 et raccordé par une tige de piston 26 à un organe d'accou- plement 25 prévu sur le chariot porte-moule. Le moule 20 représen- té dans le dessin sert à la coulée de tubes à une extrémité évasée, 27 désignant cette extrémité évasée du moule, un noyau convenable y étant naturellement inséré avant la coulée du métal, de manière à coopérer à la formation de l'évasement du tube coulé.
En se reportant aux figures 1 et 2 l'appareil de revê- tement perfectionné comprend en ternes généraux: un dispositif pulvérisateur 30 supporté par l'extrémité de sortie de la rigole de coulée 13; un réservoir 31 constituant la source d'alimentation fournissant la composition de revêtement liquide, ainsi qu'un con- duit 32 reliant le réservoir 31 au dispositif pulvérisateur 30 et renfermant les différents tuyaux faisant partie de 1'appareil de revêtement. Le réservoir 31 peut être stationnaire et le conduit 32 peut être fixé sur le côté de la rigole de coulée 13 par des sup- ports convenables 33.
Suivant la figure 3 des dessins annexés le dispositif pulvé- risateur 30 comprend une boite 34 à tête pulvérisa triée 35 vissée sur l'extraite de sortie de la boite. Pres de l'extrémité de sor- tie, la boite 34 et la tête pulvrisatrice 35 sont munies d'une chambre ou de canaux 36 livrant passage à la composition de revête- ment liquide. La composition de revêtement est amenée dans la cham- bre 36 par un tuyau d'amenée 37 raccordé à l'entrée 38, tandis oue la sortie 39 est raccordée à un tuyau de retour 40.
Il ressort de la construction représentée sur la figure 3 que la disposition du tuyau d'amenée 37, du canal ou chambre 36 et du tuya.u de retour 40 permet de faire circuler la composition de revê-
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tement à travers le dispositif pulvérisateur 30 près de son extraite de sortie. Un orifice de sortie 41 menant de la chambre
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56 à travers la tête pulvérisatrice 35 à l'extérieur est contrôle par un pointeau 42. Le pointeau s'étend à l'intérieur de et à tra-
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vers la chambre S6 ainsi cu)à travers une boite à boumge 43 dans une chambre à air 44, où il est garni d'un piston 45.
Un ressort à boudin 46 disposé entre le piston 45 et un bouchon 47, obturant l'extrémité extérieure de la chambre à air 44, tend à maintenir le pointeau 4P dans une position dans laquelle il ferme l'orifice de sortie 41. Une vis de réglage 48 vissée à travers le bouchon 47 peut servir à limiter la grandeur de la course du pointeau 49 dans le sens de l'ouverture par rapport à l'orifice de sortie 41.
De l'air comprimé ou un autre flujde moteur convenable est admis d'une source appropriée dans la chambre àair 44 à tra-
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vers un canal 49 auquel est raccordé un tuy?u d'81!'ene d'air 50.
La chambre à air 44communique par un canal 51 avec une autre cham- bre à air 52 disposée à l'extrémité de sortie du dispositif pulv- risateur et fornée partiellement dans la tête pulvérisa triée 35 et partiellement dans la boite 34. La chambre a air 5 est munie d'orifices de sortie 53 voisins de l'orifice de sortie 41 et les jets d'air de ce dispositif éjecteur agissent de la manière bien connue dans la technique de pulvérisation, en entraînant avec eux la matière de revêtement sortant à l'extérieur. La chambre air 52 peut être munie aussi d'orifices de sortie auxiliaires 54, des- tinés au contrôle du jet de matière éjectée.
La paroi cylindrique de la boite 34 est entourée p?r une chemise 55 dans le but d'établir un espace 56 dans leouel on puisse faire circuler un agent réfrigérant. Suivant la figure 3 des dessin:
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annexés la paroi latérale extérieure 57 de la tête pulvérisatrice est vissée sur la chemise 55 tandis que la paroi int'rieure 58 est vissée sur la boite 34, de sorte nue l'espace réserv à l'agent réfrigérant s'étend dans la tête pulvérisatrice autour des diffé- rents orifices de sortie. L'agent réfrigérant est ?nené dans l'es- pace 56 de la chemise par un tuyau d'amenée 59 log dans le con-
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duit 32 et raccordé par son extrrit de sortie 60 à la tête pul- vérisatrice.
Uhtoyau de retour 61, logé. également dns le conduit 32, est raccordé par son extrémité d'entrée à la chemise 55 en un endroit diagonalenent opposé à l'endroit de raccordement de l'ex- trémité de sortie 60 du tuyau d'amenée, et sert à évacuer le fluide réfrigérant de la chemise.
L'extrémité d'entrée 62 du tuyau d'amensé 59 du fluide réfrégérant et l'extrémité de sortie 63 du tuyau de retour 61 du fluide réfrigérant (voir figures 1 et 2) peuvent être raccordées à une source de fluide réfrigérant convenable quelconnue. De même,
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l'extrémité d'entrée 64 du tuyau d'amenée d'air cempri:^ 50 peut être raccordée à une source d'alimentation convenable Quelconque.
Le conduit 32 est raccordé au réservoir 31 et les tuyaux d'amenée et de retour 37 et 40 pour la composition de revêtement s'étendent du dispositif pulvérisateur sur toute la' longueur du conduit 32 et
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se terminent dans le réservoir 31. Le tuyau d-1-inenre 37 a son extrémité d'entrée raccordée à l'enveloppe 65 d'une pompe montée sur l'extraite inférieure d'une pièce tubulaire 66 suspendue du
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moteur 67 monté sur le dessus du réservoir. En arbre de conm-ande 68 s'étendant du moteur 67 vers le bas àtravers la pièce tubulai- re 66 est muni d'une roue à aubes 69 logée dans l'enveloppe 65 de la pompe.
Par ce dispositif la composition de revêtement est pompée du réservoir 31 à travers l'ouverture d'entrée 70 et est refoul'e à travers le tuyau d'anenée 37 et la chambre 36 dans le dispositif pulvérisateur, pour retourner ensuite dans le réservoir 31 par le
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tuyau de retour 40. Un agitateur 71 à l'extrémité inf8riure de l'arbre 68 sert à remuer la composition de revêtement dons le réservoir et à naintenir les matières solides en suspension dans le milieu liquide.
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Le fonctionnement de l'appareil représenté sur les figures 1,2 et 3 se présente comme suit : onprépare une suspen- sion de la ou des matières de revêtement voulues dans le réservoir 31 et l'on maintient le moteur continuellement en marche pour main- tenir en suspension les matières solides et pour faire continuel- lement circuler la composition de revêtement dans le tuyau d'ame- née 37, la chambre 36 et le tuyau de retour 40. Cette circulation continuelle de la composition de revêtement assure que les matières solides restent en suspension à tout moment et qu'elles ne puissent pas se déposer et obstruer le dispositif pulvérisateur ou la tuyau- terie aui le raccorde à la source d'alimentation.
Lorsqu'on veut se servir de l'appareil pour revêtir un moule, on dmet de l'air comprimé ou analogue dans la chambre 44 d'où le fluide passe dans la chambre 52 et s'échappe de cette dernière par les orifices 53 et 54. Lorsqu'une pression suffisante.s'établit sous le piston 45 le pointeau 42 est soulevé de l'orifice d'éjection 41, de sorte qu'un jet de composition de revêtement s'en échappe et est intercep- té par le jet d'air contrôlé. Lorsque l'opération de revêtement est terminée on coupe l'admission d'air comprimé au dispositif pulvérisateur, le ressort 46 obligeant alors le-pointeau 42 de reprendre sa. position de fermeture et de couper ?insi l'éjection de la composition de revêtement par l'orifice 41.
Comme décrit plus haut, la circulation de la composition de revêtement à tra- vers la chambre 36 continue de sorte que les matières de revêtement solides n'ont pas l'occasion de se précipiter de leur état de sus- pension 'et d'obstruer le dispositif pulvérisateur ou les chemins menant vers et venant de ce dernier.
Il est bien entendu que dans la forme d'exécution repré- sentée sur les figures 1,2 et 3 l'appareil de revêtement est fixe par rapport a la rigole de coulée 13 et que le dispositif pulvé- rispteur 30 agit en revêtissant la surface intérieure du moule tournant 20 pendant que le chariot porte-moule 17 est déplacé lon- gitudinalement par rapport à le rigole de coulée de manière à assu- rer le! position exacte de la rigole de coulée relativement au Roule et à retirer le moule de le. rigole.
Bien que le moule peut être déplacé en sens de va-et-vient par rapport à la rigole de coulée aussi souvent qu'il est nécessaire pour appliquer la quan- tité voulue de matière de revêtement sur la surface intérieure du moule, on conçoit que la disposition est telle qu'il est possible d'appliquer une quantité de matière de revêtement suffisante pen- dant une seule course longitudinale du moule, c'est-à-dire en une course à partir d'une position dans laquelle le moule est retira de la rigole de coulée vers une position dans laouelle la rigole de coulée est logée dans le moule au point à pouvoir commencer l'opération de coulée, comme représenté dans la figure 1.
Etant donné que le noyau servant à la formation de l'évasement du tube peut être plcé dans le moule après l'application du revêtements le présent procédé permet de revêtir le moule sur toute sa longueur sans recourir à des opérations distinctes pour le revêtement de l'extrémité évasée du tube. Malgré la chaleur extrême à laquelle le dispositif pulvérisateur est exposée notamment pendant l'opé- ration de coule, la circulation continue de l'agent réfrigérant dans la chemise de réfrigération 56 empêche l'endommagement du dis- positif pulvérisateur par la chaleur, et elle réduit ?ussi au mi- nimum l'évaportaion de l'a.gent véhiculeur liquide dpns l'extrémité de sortie du pulvérisateur.
La forme d'exécution modifiée de l'appareil de revêtement représenté sur la. figure 4 du dessin annexé est employée en com- binaison avec une machine pour la coulée centrifuge similaire à celle représentée dans la figure 1, et comprend une poche de cou- lée 12, une rigole de coulée 13, et un cylindre 14, ainsi que les accessoires pour l'actionnement de la poche de coulée 12. Le métal fondu sort de la rigole de coulée 13 par un bec 16. La boite à @ l'eau 17 est supportée par des roues 18 roulant sur une voie 19 de @
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manière que le Sroule loge dans 'Le boite à l'eau P-uisef*rêt.?-4p-pl-c,, sur et retiré de la rigole de coulée, comme décrit plus h-ut.
L'appareil de revêtement ?cdifié comprpnd im réservoir mobile 51', un conduit ou lance - exécuté de '.T'nièrp 3 être placé dans la rigole de coulée 13 pendant l'opération de revêtement, et un dispositif pulvérisateur 30' supporta par l'extr<<;'it4 ext-'rieure de la lance. Un tuyau d'amenée de la composition de r-vête?:ent 37', s'étend du réservoir ?l', à travers 1F lance 5", au dispositif pulvérisateur 50', et un tuyau qp retour pour la compo- sition de revêtement, 40', s'étend du dispositif pulvérisateur 30',
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à travers la lance, au réservoir 41' . Les parties des tuyaux pèzenée et de retour 57' et 40' disposées entre le réservoir 31' et la lance 9?1 sont de préférence flexibles de anièrr ou'on puisse déplacer la lance dans une mesure lirite par rapnort au rservc3r.
Le réservoir 51' et les parties s'y repportantes sont si.nil;ires à ceux représentas sur la figure 2, et ils assurent donc une circulation continue de la composition dP rev4teeWt plu réservoir 21' , travers le tuyau d'amenée 7.', la canalisation dans le dis- positif pulvérisateur et le tuyau de retour 40' vers le rser- voir. De l'air comprimé assurant le fonctionne-lent du dispositif pulvérisateur 30' peut être amené dans ce dernier par un tuyau =. air comprimé 50' .
Le fonctionnement de cette forme d'exécution de l'inven- tion se prfsente comme suit : la. lance 32' est placée dans la rigole
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de coulée 13 de manière nue le dispositif pu'¯iFris:eu,¯r ?0' se présente juste en dehors de l'extrp-,il.-,-e du bec 16, co:"':!':'e repr- sert(4 dans la figure 4. Cette figure montre la position nu'occu- pent les diverses parties immédiatement après la coule- du métal,
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la pièce de moulage se trouvant encore ômns le moule.
Lors de l course suivante du chariot porte-moule, vers la gauche, le tube coule est retiré du inouïe et pendant le. course subséquente du chariot porte-moule vers.le droite c'est l'opération de revêtement qui a lieu. A la fin de cette opération les parties occupent de nouveau la position représentée sur la'figure 4. La lance et le dispositif pulvérisateur peuvent alors être enlevas de la rigola de coulée 13 et peuvent y être replacés après la coulée de la pièce de moulage suivante.
Etant donné que suivant cette forme d'exécution de l'ap- pareil de revêtement ce dernier n'est pas fixé à la machine à couler et,que par conséquent le dispositif pulvérisateur n'est pas exposa aux températures élevées comme dans le dispositif repré- senté sur la figure 1, on peut se dispenser des moyens de réfrigération de'l'appareil représenté sur les figures 1 a. 3.
Bien que les deux formes d'exécution de l'appareil de revêtement, décrites plus haut, soient représentées en combinai- son avec une machine a couler dans laquelle on fait usage d'une rigole de coulée amenant le métal fondu dans le moule, il est à remarquer ou'il n'est pas essentiel que le dispositif pulvéri- sateur et les diverses tuyauteries menant vers et retournant de ce dispositif soient supportées par une rigole de coul'e. Dans cer- tains cas il peut être désirable de supporter ces parties d'une autre manière, ou de commander le dispositif pulvérisateur à la main, la lance servant à remplir sa fonction us-ielle.
Suivant ce qui est indiqué plus haut, le dispositif décrit , servant à la circulation de la composition de revêtement, pet être employé sans présenter les moyens de réfrigération de l'appareil, et on conçoit également que les moyens de réfrigération peuvent être employés sans faire retourner la composition de revêtement à la source d'alimentation. Il est à remarquer en outre que l'inven- tion couvre également d'autres formes d'exécution, d'arrangement
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et de fonctionnerr.ent pour autant qu'elles rentrent dans le cadre du résumé ci-dessous.