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Machine perfectionnée pour le moulage centrifuge
Dans la fabrication par centrifugation de tuyaux métalli- ques, et en particulier des tuyaux en fonte, on utilise le plus souvent un moule métallique appelé coquille, dont la surface extérieure est refroidie par arrosage ou par immersion dans un carter plein d'eau.
Ces coquilles sont souvent renforcées extérieurement par un tube métallique épais appelé chemise, à ltintérieur duquel elles sont oentrées. L'emploi des chemises est parti- oulièrement avantageux parce que, augmentant la rigidité de l'ensemble du moule, il permet d'utiliser des coquilles plus minces et, par suite, plus économiques, et que, d'autre part, ces coquilles d'épaisseur réduite bénéficient d'un refroidissement amélioré.
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De telles chemises sont utilisées surtout pour la ooulée des tuyaux de petits diamètres et de grande longueur, car les coquilles destinées à la fabrication de ces tuyaux manquent par- ticulièrement de rigidité. Suivant ce montage connu, la chemise baigne intérieurement et extérieurement dans le carter rempli de l'eau de refroidissement et l'ensemble ooquille et chemise repose sur des galets par l'intermédiaire de chemins de roulement ménagés sur la chemise.
Cette disposition rendue nécessaire par la flexibilité des coquilles de petit diamètre présente cependant de graves inconvénients! d'une part, une partie de l'eau de refroidisse- ment s'écoule entre la chemise et le carter et n'a par conséquent, aucune aotion utile pour le refroidissement de la coquille; d'autre part, l'eau de refroidissement comprise entre la chemise et la coquille se renouvelle difficilement, ce qui risque de provoquer, dans la coquille, de dangereuses surbhauffes.
En outre, la mise en rotation à grande vitesse dans un bain d'eau de la chemise absorbe une puissance considérable.
Ce dernier inconvénient est d'autant plus sensible que la ohe- mise porte en saillie des vis radiales permettant le centrage de la ooquille, vis dont le déplacement dans l'eau du carter provoque d*importants remous.
La présente invention a pour objet une machine perfeo- tionnée pour le moulage centrifuge de tuyaux du type comportant une ooquille métallique,refroidie à l'eau et renforcée extérieurement par une chemise liée en rotation à ladite coquille, cette machine étant remarquable notamment en ce que l'intervalle compris entre la coquille de moulage et la chemise de soutien est relié à une arrivée et à un départ d'eau de refroidissement et est isolé de l'espace compris entre ladite chemise et le carter de la machine par des joints étanches.
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D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en se référant au dessin annexé, qui montre, à titre d'exemple, différents @odes de réalisation de l'invention, et dans lequel! la fig. 1 est une coupe longitudinale schématique d'une machine dans laquelle l'arrivée et le départ d'eau sont placés chacun à une extrémité de la machine; la fig, 2 est une coupe longitudinale schématique d'une autre réalisation dans laquelle l'arrivée et le départ d'eau sont placés cote à cote, à une même extrémité de la machine; la fig, 3 est une coupe longitudinale schématique d'une variante de la fig. 1 dans laquelle la chemise s'étend sur toute la longueur de la machine;
la fig. 4 est une coupe longitudinale schématique d'une autre variante dans laquelle l'entraînement en rotation se fait par la partie centrale de la chemise.
Suivant la mode d'exécution représenté à la fig. 1, la coquille 1 d'axe XX est disposée à l'intérieur d'une chemise 2 dans laquelle elle se trouve centrée par des vis de calage.5.
La chemise repose sur deux groupes de galets 4 et 5 d'axe YY dont les paliers 6 et 7 sont solidaires du demi- carter inférieur 8 de la machine.
La partie terminale 9 de la coquille 1, évasée en forme d'emboftement, est munie à sa partie extérieure d'un anneau 11 et d'un manchon d'entraînement 10 assemblés par des vis 12.
Le manchon d'entraînement porte extérieurement une denture 13 engrenant, par l'intermédiaire d'une roue dentée 14, avec le pignon 15 d'un moteur 16 destiné à l'entraînement de la machine à centrifuger et fixé sur le demi-carter supérieur
17 de la machine. A son autre extrémité, la coquille est rendue solidaire d'un annea@ coupe-fonte 18 fixé au moyen de vis 19 prenant appui sur un segment fendu 20 encastré dans une rainure
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21 ménagée à l'extérieur de la coquille 1.
La machine comporte deux joints d'étanchéité constitués par des segments 23 et 24 encastrés dans des rainures 26 et 26 creusées respectivement à l'extérieur du manchon d'entraînement 10 et de l'anneau ooupe-fonte 18. Ces joints sont entraînés dans le mouvement de rotation de la coquille et de ses acces- soires et prennent appui extérieurement contre des diaphragmes 27 et 28 encastrés de façon étanche dans des logements 9 et 30 ménagés à la surface intérieure des demi-carters 8 et 17.
Les joints 3 et 24 ont pour effet d'empêcher l'eau de refroi- dissement circulant à l'extérieur de la coquille de s'échapper vers les extrémités de la machine.
Suivant l'invention, deux autres joints àwsegments 31 et 32 identiques aux précédents sont placés dans des rainures 33 et 34 creusées à la surface extérieure des extré- mités de la chemise 2, entraînée par cette chemise dans le mouvement de rotation générale de la coquille et ils prennent aussi appui extérieurement contre des diaphragmes 35 et 36 encastrés de façon étanohe dans des rainures 37 et 38 creusées à l'intérieur des demi-carters 8 et 17 de la machine.
L'eau destinée au refroidissement de la ooquille 1 est introduite dans la machine par une tubulure d'arrivée 39 débouchant dans le demi-carter inférieur 8 entre les diaph- ragmes 27 et 36.
Apres avoir refroidi la surface extérieure 40 de la partie évasée 9 de la coquille, cette eau de refroidissement s'écoule dans le sens des flèches f1 et f2 dans l'espace annu- laire 41 limité par la surface extérieure'42 de la ooquille 1 et la surface int érieure 43 de la chemise 2.
Apres avoir assuré le refroidissement de la coquille 1 sur toute sa longueur, l'eau arrive à l'extrémité de la chemise 2 et s'écoule dans le sens des fléchez f3 et f4 par la tubulure de départ 44 s'ouvrant àla partie haute du demi-carter supérieur 17.
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L'étanchéité des jointe 23-24-31 et 32 pouvant n'être pas absolue, la machine comporte des orifices 49-50-51 et 52 placés à la partie basse du carter inférieur et assurant l'éva- ouation, vers l'extérieur, des petites quantités d'eau qui pourraient séohapper à chaque joint.
D'autre part, des déflecteurs 53 et 54 fixés respec- tivement à l'extérieur du manchon 10 et de l'anneau 18 empêchent, par leur action centrifuge, l'eau des fuites de s'échapper par les extrémités de la machine.
Grâce à l'emploi des deux joints supplémentaires 31 et 32 suivant l'invention, on évite toute rentrée d'eau dans l'espace annulaire 45 limité !par la surface extérieure 46 de la chemise 2, et la surface intérieure 47 du carter.
On supprime de cette façon le frottement liquide entre la surface 46 et l'eau de refroidissement. Cet avantage est d'autant plus grand que la chemise porté extérieurement de nombreuses vis de calage 3 dont les têtes 48 provoquent dans les dispositifs connus, par leur déplacement dans l'eau de refroidissement, des tourbillons très importants et par suite de grandes dissipations d'énergie.
C'est ainsi que dans une maohine à centrifuger munie d'une coquille de 100 mm de diamètre intérieur et de 6 m de longueur, tournant à une vitesse de rotation d'environ 1000 t/min. la puissance absorbée suivant les procédés connus atteint 100 Cv. Grâce à l'invention et par une diminution des frotte- ments hydrauliques, cette puissanoe peut être ramenée à environ 30 Cv, ce qui représente une économie d'environ les 2/3 de l'énergie consommée.
Il devient ainsi possible de fabriquer sur chaque machine, des tuyaux d'un diamètre très inférieur à celui qui était prévu par la machine, cette fabrication devant se faire à des vitesses de rotation d'autant plus grandes que le diamètre des tuyaux est plus petit et exigeant de ce fait
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une consommation d'énergie plus élevée. Il serait nécessaire pour faire de se blables tuyaux, avec les machines connues, d'utiliser des moteurs beaucoup plus puissants que ceux dont ces machines sont habituellement munies.
L'invention permet ainsi d'élargir les possibilités de fabrication en évitant une importante modification des machines.
Suivant la variante d'exécution représentée à la fig. 2, la maohine comporte, montés de façon étanche à l'intérieur des demi-carters 8 et 17, trois diaphragmes 60-61-62 disposés au voisinage d'une même extrémité de la machine.
Sur ces diaphragmes portent trois joints à segments: 63-64-65 encastrés, les deux premiers à l'extrémité de la chemise, le troisième à l'extrémité interne de l'anneau coupe- fonte 18.
La chemise est munie intérieurement de tubes 66 fiés de façon étanche à l'une de leurs extrémités, dans des lumières 67 s'ouvrant vers l'extérieur de ladite chemise, entre les joints 60 et 61, l'autre extrémité des tubes débouchant librement,au bout opposé de la maohine, dans l'espace annulaire 41 compris entre la coquille 1 et la chemise 2.
L'eau de refroidissement, arrivant par une tubulure 68 qui débouche à la partie basse du carter inférieur 8 entre les diaphragmes63 et 64, s'écoule suivant la flèche f1, pénètre dans les tubes 66 qu'elle parcourt jusqutà leur extrémité à la sortie desquels elle vient en contact avec la surface extérieure 40 de la partie évasée de la coquille.
L'eau revient en arrière suivant la flèche f2 en refroidissant toute la surface extérieure 22 de la coquille et elle s'évacue suivant la flèche f3 par l'espace annulaire laissé entre la coquille 2 et l'anneau coupe-fonte 18. Elle traverse l'espace libre entre les diaphragmes 61 et 62 et s'évacue vers l'extérieur par la tubulure 69 qui s'ouvre à la partie haute du carter supérieur 17. Les fuites d'eau qui pourraient
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se produire aux jointe 63 et 65 sont évacuées par les orifices 70 et 52; celles qui se produiraient au joint médian 64, été- vacuent directement par la tubulure 69, en même temps que l'eau de refroidissement. Un déflecteur 64 empêche l'eau des fuites d'arriver à l'extrémité de la machine, comme dans l'exemple précédent.
Cette disposition est avantageuse en ce que l'arrivée et le/sortie d'eau sont placés à une même extrém@té de la machine.
D'autre part, le nombre des joints n'est plus que de trois, ce qui réduit encore les frottements et par suite, la consommation d'énergie.
Enfin cette disposition permet de refroidir d'une façon intense, la partie extrême de la coquille, côté emboîtement.
La variante d'exécution représentée à la fig. 3 ne diffère de celle représentée à la fige 1 qu'en ce que la chemise fait corps avec le manchon d'entraînement 10 et qu'elle se prolonge en 71 au-delà, de l'extrémité 72 de la coquille 1 et autour de l'anneau coupe-fonte 18, cet anneau pouvant ooulisser à l'intérieur de la chemise en fonction de la dila- tation de cette dernière, l'étanchéité de la chambre d'eau étant assurée par un joint 73, par exemple à segment.
Des lumières 74 et 76 sont ménagées au travers de la paroi de la chemise 2, d'une part entre les joints 23 et 31 pour permettre à l'eau qui arrive par la tubulure 39 de s'éoouler dans le sens de la flèche f1 d'autre part, entre les joints 24 et 32 pour permettre sa sortie dans le sens de la flèche f2 vers la tubulure 44.
Cette disposition est particulièrement avantageuse, car elle permet de soutenir la coquille dans une chemise rigide sur toute sa longueur et en particulier au voisinage des extrémités de ladite coquille qui dans les autres montages connus ne sont munies d'aucun organe efficace de soutien.
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La variante d'exécution de la fig. 4 diffère de la précédente en ce que la denture d'entraînement 76 est disposée sur la partie centrale de la chemise 2, c'est-à-dire entre les lumières 74 d'arrivée d'eau et les lumières 76 d'évacuation d'eau. La denture 76 est entraînée, par ltintermédiaire d'une roue dentée 77, par le pignon 78 du moteur 16.
Cette disposition permet de reporter tout à fait à l'extrémitéde la machine, les jointe23 et 31 et tous les organes d'arrivée d'eau. De cette façon le oourant d'eau de refroidissement arrivant par la tubulure 39 et traversant les lumières 74 s'écoule suivant la flèche f2 en contact direct de la partie extérieure 40 de llemboîtèment de la coquille et le refroidissement de ce dernier se trouve considérablement amélioré.
Cet avantage est particulièrement important, car on sait que l'emboîtement des tuyaux étant plus lourd que le reste de leur fût, la partie correspondante de la ooquille se trouve soumise à un échauffement plus intense et nécessite par suite, un refroidissement plus énergique qu'il était très difficile d'obtenir avec les, procédés antérieurement connus.
Grâce au soutien régulier assuré à la coquille sur toute sa longueur et au refroidissement amélioré de ses extrémités, la disposition suivant l'invention permet d'u- tiliser des coquilles beaucoup plus minces que celles utilisées dans les machines connues. Il en résulte une économie de fabrication d'autant plus importante que ces coquilles plus minces et plus économiques permettent de couler un nombre de tuyaux très supérieur à celui des coquilles anciennes d'épaisseur plus grande.
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Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui ntont été choisis qu'à titre d'exemple.
C'est ainsi que les joints d'étanohéité peuvent être constitués non seulement par un seul segment comme figuré, mais aussi par plusieurs segments d'étanchéité successifs, ceux-ci pouvant être en bronze, en fonte ou toute autre matière.
On peut également utiliser, en remplacement des joints à segments, tout autre type de joint connu, tel quai joint à chicane, cuir embouti, joint en caoutchouc naturel ou synthé- tique, etc...
En outre, on peut utiliser non seulement des diaphrag- mes indépendants fixés de façon étanche dans le carter,comme figuré, mais aussi des diaphragmes solidaires du carter ou encore des diaphragmes réunis deux par deux pour constituer des chambres circulaires d'arrivée et de sortie d'eau.
On peut même supprimer tout ou partie de la portion oentrale du carter qui se trouve, grâce à l'invention, déohargé de sa fonction d'enveloppe étanche.
D'autre part, on peut utiliser pour le centrage de la coquille, non seulement de simples vis de calage: comme représenté, mais également tous dispositifs de centrage connus, ces dispositifs devant toutefois être relativement étanches pour limiter les fuites d'eau vers l'extérieur de la chemise et éviter le remplissage et la mise en pression du carter.
Dans le cas où l'arrivée et le départ dteau sont contigüs, ils peuvent être disposés à l'une ou à l'autre extrémité de la machine, ou même en son milieu, et dans ces différents ces, les canalisations qui les relient à l'extrémité de la machine peuvent être constituées par des tuyaux fixés à l'intérieur de la chemise ou par des forages, ménagés dans le corps même de la chemise, ou encore par des ohioanes disposées entre la coquille et sa
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chemise.
Les différents joints circulaires assurant l'étanchéité entre les parties fixes et tournante de la machine peuvent être du même diamètre ou de diamètres différents, il est avanta- geux dans ce dernier oas, de choisir ces diamètres.de manière à annuler la composante longitudinale de l'eau sous pression et, éventuellement de la pesanteur, sur la partie tournante de la machine.
REVENDICATIONS.
1.- Une maohine perfectionnée pour le moulage centri- fuge de tuyaux du type comportant une coquille métallique de moulage refroidie à l'eau et renforcée extérieurement par une ohemise liée en rotation à ladite coquille, cette machine étant caractérisée en ce que l'intervalle compris entre la coquille de moulage et la chemise de soutien est relié à une arrivée et à un départ d'eau de refroidissement et est isolé de l'espaoe compris entre ladite chemise et le carter de la machine par des joints étanohes.