Brevet FR2100738A1 — publié le 19720324

L'invention a trait à un convoyeur comportant une bande transporteuse sans fin ayant une surface plane dans laquelle sont pratiquées des ouvertures. Un tel convoyeur peut être utilisé, par exemple, dans les fours pour le séchage d'articles. 5 Les bandes transporteuses sans fin à mailles utilisées dans les fours usuels en particulier ceux utilisés pour le traitement de récipients comportent des ouvertures formant plus de 50% de la surface de la bande. Un convoyeur de ce type utilisé pour le transport de boîtes légères doit se déplacer à des vitesses très fai-10 bles afin d'éviter le basculement ou autre changement d'orientation des boîtes. Le débit de l'air dirigé sur les boîtes et entrant aux extrémités du séchoir doit également, pour les mêmes raisons, être réglé à des valeurs faibles. Ces restrictions limitent fortement les cadences de production par rapport à celles 15 obtenues dans les fours selon la présente invention. On a utilisé, avec peu de succès, d'autres types de convoyeuses utilisant différents dispositifs mécaniques de maintien des récipients par exemple, des paniers en treillis 'montés sur des chaînes continues dans lesquels les récipients sont placés, en M- ou 5 cou-20 ches superposées, et ont leurs extrémités orientées vers des bouches à air placées dans les parois latérales du four. Le dispositif de maintien peut se composer de doigts ou cheville ^ au cas . . qui s'engagent dans le recipient/ou l'interieur de ce dernier ne doit pas être traité, telle que la cuisson d'un vernis transparent 25 appliqué à l'intérieur d'une boîte servant à contenir une boisson ou de la nourriture. Un exemple d'une amélioration récente dans ce domaine est contenu dans le brevet américain 3.381.391 publié le 17 Mai 1968, au nom de RICHARD J. YUNGHAHN. Normalement, le revêtement intérieur se fait après l'application extérieure de vernis 30 et d'étiquettes, suivis par la cuisson dans un four du type YUNGHAHN. Le convoyeur selon l'invention, comporte une bande transporteuse sans fin ayant une surface plane dans laquelle sont pratiquées des ouvertures, la somme des aires délimitées par les ouvertures étant 35 comprise entre 3 à- 10% de l'aire totale de la surface plane, et de préférence comprise entre 3 à 8% de la surface totale. Lors de l'utilisation d'une bande transporteuse construite selon ces principes, en combinaison avec un fuide gazeux qui est forcé, à partir 71 20698 2 2100738 de_ la surface plane, de traverser la bande, tous les articles sont maintenus fermement en place sur la surface plane par la chute de pression à travers la bande transporteuse ou par l'effet de succion, causé par le fluide gazeux. Cette méthode de maintien 5 d'articles sur la surface du convoyeur à résolu un problème très difficile dans le domaine de la manutention des boîtes. La stabilité d'une boîte devient extrêmement critique pour des récipients dont le rapport longueur-diamètre dépasse 1,75, le problème étant encore plus complexe pour des boîtes légères, telles que celles 10 en aluminium, utilisées pour des boissons. Le convoyeur, selon l'invention, est le plus avantageusement utilisé dans les dispositifs de traitement dans lesquels le fluide gazeux, ou l'air, est utilisé pour retenir des articles à traiter sur la bande transporteuse et assiste ou accomplit lui-même le traitement. L'air peut 15 ou peut ne pas être chauffé ou refroidi pour sécher ou humidifier les articles en traitement. En particulier, l'air est chauffé pour sécher, cuire, recuire, la recuite d'un métal ou faire un traitement analogue sur les articles. Quand un chauffage est utilisé, la chambre ou zone de traitement est normalement appelée four mal-20 gré que dans un procédé utilisant des températures plus élevées, tel qu'un recuit, la chambre est généralement dénommée fourneau, le convoyeur pouvant alors s'étendre dans une chambre adjacente ou contigûe de refroidissement utilisant un courant d'air de refroidissement analogue qui maintient les articles sur le convoyeur. 25 Comme l'homme de l'art comprendra aisément, le convoyeur peut traverser la chambre de chauffe en suivant une trajectoire horizontale, verticale, inclinée ou curviligne ; la trajectoire pouvant comprendre plusieurs portions qui montent et descendent et qui comportent des courbes de 180° à leurs extrémités. L'exemple de 30 réalisation de l'invention illustré dans les dessins annexés montre une trajectoire horizontale, les articles ou récipients étant supportés sur la partie supérieure de la bande transporteuse sans fin. Dans une autre application de manutention, les boîtes sont mainte-35 nues par aspiration sur la partie inférieure d'une bande transporteuse orientée approximativement horizontalement, le produit étant ainsi convoyé et ensuite lâché en chutant par gravité sur une autre surface. L'appareil sera maintenant i*.- rit plus en détail avec référence 71 20698 3 2100738 aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre une vue en perspective d'un four de sécha- « ge utilisant le convoyeur selon l'invention, - la figure 2 est une coupe longitudinale du four selon la li-5 gne 2-2 de la figure 1, - la figure 3 est une coupe tranversâle du four selon la ligne 3-3 de la figure 1, - la figure 4 est une vue en plan du convoyeur selon l'invention avec une partie coupée pour des raisons de clarté, 10 - la figure 5 est une coupe transversale de la bande transporteuse selon la ligne 5-5 de la figure 4, .et - la figure 6 est une représentation graphique comportant en ordonnée la chute de pression en pouces d'eau à travers la bande transporteuse, et en abscisse le débit de l'air en pieds tube par 15 minute pas pieds carré de surface de bande pour des conditions d'air normales de 70° F ( 21,5 °C). Le graphique représente une famille de courbes pour différentes valeurs de superficie des ouvertures variant de 3 à 10%, la limite pratique de fonctionnement pour une bande transporteuse vide étant délimitée par le rectan-20 gle en lignes pointillées. Les dessins et, en particulier la figure 1, montrent une bande transprteuse sans fin, selon l'invention, utilisée dans un dispositif de traitement 12 comportant une zone de chauffe 13 et une zone de refroidissement 14. La bande transporteuse 11 comporte une 25 surface plane 15 de montage ou de maintien de pièces qui est perforée comme expliqué plus en détail ci-après. Les articles 16 à traiter sont (voir figures-2 et 3) représentés en lignes pointillées comme récipients ou boîtes de 12 onzes ( 34-Ogr) typiques en aluminium, pour boissons. Ces boîtes 16 sont placées 30 sur la surface 15 de la bande transporteuse sans se toucher, avec approximativement 80% de la surface totale de la bande occupée. Sur l'intérieur de la boîte est appliquée par pulvérisation et a-vant le placement sur la bande transporteuse, une couche de vernis clair, qui est ensuite séchée dans la zone de chauffe 13 par de 35 l'air chaud et : est refroidie dans la zone de refroidissement 14- à l'aide d'air froid ou ambiant. Un fluide gazeux, habituellement de l'air, circule dans la chambre de chauffe à l'aide de ventilateurs 71 20698 " 2100738 radiaux 17 entrainés par les moteurs 18. Le four selon la figure 2 est de longueur telle que l'air y circule le plus avantageusement selon deux circuits différents, séparés par des parois déflecteurs transversales 19. Ces circuits sont des images réfléchies l'une de 5 l'autre, et les mêmes pièces de chaque circuit portent les mêmes numéros de référence. L'air partant du ventilateur 17 circule à travers le passage 21, limité par la paroi extrême 22 et la paroi-déflecteur 23, vers le passage 24. Le passage 24 est limité partiellement par une plaque amovible 25, un profilé en U 26 et les pla-10 ques perforées 27 et 28. L'air passe ensuite à travers les plaques perforées 27 et 28 dans les chambres 31 et 32, aucune mesure n'étant prise pour maintenir séparés les courants des deux ventilateurs dans la chambre 32. Le fond des chambres 31 et 32 est recouvert par une plaque de distribution perforée 29 unique. En ayant 15 traversé cette plaque 29, l'air se heurte contre les articles à traiter dans la chambre de chauffe 13 ; les articles 16 étant représentés en lignes pointillées comme récipients. L'air passe ensuite par la bande transporteuse perforée 15 dans la chambre inférieure 33, puis monte par la chambre latérale 34 dans la chambre 20 supérieure 35. L'air revient par le cône d'arrivée 36 de la chambre supérieure 35 au ventilateur. L'air est chauffé le long du circuit par des moyens usuels électriques ou à fuel, représentés comme brûleur à gaz 37 dans la chambre latérale 34. De l'air frais est admis dans le circuit par 25 l'entrée d'air 38 qui est contrôlée à l'aide d'un clapet-registre 39 et, également par l'orifice d'admission 40 du four et par la plaque d'admission 50 de la zone de refroidissement 14-. De la même manière, l'air est évacué du circuit par le tuyau 41 dont l'ouverture est contrôlée par le clapet-registre>42. Le flux d'air est ^ additionnels 30 également contrôlé par des clapets-registres/43, 44. Le réglage des clapets 39, 4-2, 43 et 44 se fait normalement à la main et comme c'est connu de l'homme de l'art, ce réglage se fait pour répondre aux exigences du.traitement particulier en question. La quantité d'air frais ou d'appoint et. d'échappement est souvent réglée par 35 la loi et par des spécifications dans le cas où un combustible sol-vent est libéré des articles à traiter, par exemple lors du séchage d'un vernis appliqué sur l'intérieur des boîtes 16. De la même manière, la température du flux .''air peut être contrôlée à l'aide de moyens usuels à partir de me:.'très obtenues par thermocouples TC. 71 20698 5 2100738 Normalement, l'allumage et le fonctionnement des brûleurs 37 set ront contrôlés pour maintenir la température désirée. L'air circule de la même façon dans la zone de refroidissement lf. Dans le dispositif représenté (voir figure 1), tout l'air frais 5 ou d'appoint entre dans le circuit de refroidissement par l'orifice de sortie 45 du four. Le flux d'air de refroidissement est entraîné à l'aide d'un ventilateur axial 46 entraîné par un moteur 4-7. La quantité d'air s'échappant par le tuyau 4-8 et recirculant par le tuyau 49 dans la zone de refroidissement, est contrôlé par 10 le clapet-registre 51. Le tuyau 19 peut également être équipé d'un clapet-registre additionnel, non représenté. L'air passe dans la zone de refroidissement 14 à travers un filtre poreux 52, normalement en fibres de verre. Une plaque de distribution perforée usuelle, similaire à la plaque 29, peut remplacer le filtre 52 si c'est 15 désiré. Comme mentionné précédemment, une partie de l'air de la chambre de refroidissement peut, par l'entrée 50 être mélangée à l'air de chauffage. . > est La bande transporteuse perforée 15/-entraînée par des moyens usuels, non représentés, et elle est supportée dans les zones de chauffage 20 et de refroidissement, par des galets fous 53. La partie inférieure de retour de la bande est supportée de même par les galets 54. L'exécution-préférée du convoyeur est représenté aux figures 4 et 5, Ce type de bande transporteuse, sans barres transversales, est connu dans le commerce comme "bande plate.en fil métallique" 25 ("flàt wire belt"). Les parties 55 plates en fil métallique sont maintenues à l'aide de chevilles 56. La demanderesse a ajouté à la construction usuelle de ce type de bande transporteuse, des chevilles ou barres 57 sur .lesquelles sont montés sur. des centres distants d'environ 6 pouces (152,5 m/m, des broches élastiques 58 (la 30 bande de construction usuelle ayant une largeur approximative de 5 pieds (1,525 m). Des barres en tôle métallique 59 transversales s'engagent sur ces broches et sont pincées en 61 sur et pour être maintenues sur ces broches. Le plan de la surface exposée de la barre transversale 5 9 forme la surface plane 15 sur laquelle les 35 articles à traiter, sont maintenus. La largeur des barres transversales. est déterminée en fonction de la nature des articles à traiter par le convoyeur, et est fixée de manière à obtenir entre deux barres 59 successives, des fentes 62, dont la surface est comprise entre 3 et 10% de la surfac. • -tale_ de la surface plane 15. La su 71 20698 6 2100738 perficie totale des fentes est de préférence située entre 3 et 8% de la surface totale de la bande transporteuse. L'homme de l'art comprendra que le convoyeur 11 peut prendre d'au-: très formes que celle décrite (bande plate en fil métallique com-5 portant des barres transversales). La bande transporteuse peut par exemple être fabriquée en tôle métallique qui est perforée par des rangées transversales de nous ou fentes. La bande plate en fil métallique est préférée parce qu'elle peut être entraînée facilement à l'aide d'un entraînement à pignon usuel qui la maintient centrée, 10 tandis que des moyens de centrage additionnels doivent être utilisés avec une bande en tôle perforée. La figure 6 représente graphiquement les limites pratiques de fonctionnement du convoyeur perforé selon l'invention, de manière à ce que tous les genres d'articles soient maintenus fermement sur la 15 bande transporteuse par l'air passant à travers les perforations. Etant donné que différentes charges sont possibles qui dépendent du produit transporté, le graphique montre la zone de fonctionnement pour le convoyeur non chargé, c'est-à-dire, sans qu'il y ait des articles sur la bande transporteuse. Le graphique représente 20 en ordonnée la chute de pression à travers la bande transporteuse en pouces d'eau (m/m d'eau), l'abscisse représente le débit en pieds cube/min par pied carré de surface de bande'(0,0283 M3/min par 0,0929 m2 de surface de bande) pour de l'air standard à 70°F (21,5-°C). Une famille de courbes a été établie, une courbe pour 25 chaque ouverture uniforme de 1% entre 3 et 10%. En dessous de 3%, la chute de pression nécessaire pour obtenir un débit donné, est trop élevée pour être économique. Au dessus de 10% et pour une puissance donnée de maintien (des articles), chute de pression, le débit n'est également pas économique en considérant la puissance 30 du ventilateur. La surface délimitée par le rectarigle en lignes pointillées, représente la zone de fonctionnement pratique pour des ouvertures comprises entre 3 et 10%, les valeurs variant pour un convoyeur non-chargé de 1 pouce à 21/2 pouces (25,4 m/m à 63,5 m/m) de chute de pression de colonne d'eau et de 150 à 550 35 pieds cube/min. par pieds carrés d'air à 70°F (21,5°C), (4,245m3/min à 15,563m3/min par 0,0929m2 d'air à 21,5°C). Un four fut construit pour une application typique de séchage d'un vernis clair appliqué à l'intérieur d'une boîte "type 16" pour boissons. (Boîte connue dans le commerce comme b oîte 211x413, ayant 71 20698 7 2100738 des dimensions 2-11/16 pouces de diamètre et 4-13/16 pouces de hauteur) (85,72 m/m de diamètre et 199,65 m/m hauteur). Une chute de pression de 2 pouces C50,8m/m) fut sélectée pour maintenir la Boîte de manière satisfaisante en soufflant à des vitesses élevées. 3 carré 5 Un débit de 400 pieds /min. par pied/ (ll,32m3/min par 0,0929m2) fut choisi pour obtenir une transmission de chaleur extrêmement rapide pour ce genre d'opération. Ces conditions, indiquées en A à la figure 6, montrent que la quantité d'ouvertures nécessaire dans la bande.transporteuse doit être égale à 7% ; la bande fut par con-10 séquent ainsi construite. Le même four est utilisé pour sécher des couvercles de boîtes qui sont plus légères et nécessitent une moindre quantité de chaleur (débit moindre). Une plus faible succion (chute de pression) est nécessaire pour maintenir les couvercles 3 . 2 sur la bande transporteuse. Un débit de 300 pieds /min. par pied 15 (8,49m3/min. par 0,0929m2) avec une chute de pression de 1-1/2 de _• pouce (38,lm/m) de colonne d'eau devrait être suffisant pour les couvercles des boîtes. Ceci nécessite une bande transporteuse ayant 6% d'ouvertures. Il est bien évident que le four devra être conçu pour les conditions les plus difficiles, ainsi si les boîtes et les 20 couvercles devront être traités dans le même four, les conditions pour les boîtes seront déterminentes pour sa construction. Les perforations dans les plaques 27 et 28 sont utilisées pour obtenir une faible chute de pression afin d'assurer une distribution uniforme à travers les perforations de distribution finales de la 25 plaque 29. La valeur totale de la surface ouverte sera supérieure à celle de la bande transporteuse. Dans un four horizontal- pour bidons ayant une bande transporteuse à 7% d'ouvertures, les plaques 27, 28 et 29 auront ainsi 13% d'ouvertures. Comme mentionné précédemment, le convoyeur peut être utilisé unique 30 ment pour transporter les articles d'un point à un autre. Dans le cas d'un convoyeur situé au dessus du produit, ce dernier est aspiré sur la bande, transporté vers un point, puis relâché. Dans un four vertical à trajectoires multiples, le produit doit être mené à chaque extrémité le long d'une courbe ; ici une chute de pression Fi 3 2 35 de 5 pouces (127 '/m) pour 400 pieds /min. par pied (11,32m3/min. pa:C 0,0929m2) est nécessaire. Cet exemple tombe en dehors de la zone montrée à la figure 6, mais il nécessite une bande transporteu se à 41/2% d'ouvertures. 71 20698 2100738 REVENDICATIONS 1. Convoyeur caractérisé par le fait qu'il comprend une bande transporteuse sans fin ayant une surface plane dans laquelle sont pratiquées des ouvertures formant entre 3 à 10 % de la totalité de la surface plane, et des moyens pour faire passer un fluide gazeux à travers ces ouvertures à partir 5 de la surface plane, pour y maintenir des articles. 2. Convoyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande transporteuse est disposée horizontalement afin de transporter les articles selon une trajectoire horizontale. 3. Convoyeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le 10 fluide gazeux passe verticalement à travers la bande transporteuse pour maintenir les articles sur la surface plane. 4-. Convoyeur selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la bande transporteuse comprend une bande plate en fil métallique sur laquelle sont fixées des barres transversales espacées de manière à ce que 15 les intervalles entre les barres établissent les ouvertures formant de 3 à 10 % de la surface plane. 5. Convoyeur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la bande transporteuse est fabriquée en une tôle métallique perforée. 6. Convoyeur selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4 et 5, carac-20 térisé en ce que les ouvertures forment de 3 à 8 % de la surface plane du convoyeur. 7. Appareil à convoyeur caractérisé en ce qu'il comporte des parois formant chambre de traitement et une bande transporteuse telle que précisée à 1" 'une des revendications- 1 à 6. 25 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens pour faire passer le fluide gazeux à travers la bande transporteuse sont construits pour continuellement recirculer le fluide selon un circuit passant par la bande, et à partir de sa surface plane de manière à maintenir les articles qui y sont placés. 71 20698 9 2100738 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend des ventilateurs et conduits. « 10. Appareil selon l'une des'revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour introduire de l'air frais dans le circuit 5 et éliminer me partie du fluide gazeux hors du circuit, ainsi que des moyens de chauffage disposés dans le circuit, pour continuellement chauffer et alimenter en air le fluide gazeux. -11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de refroidissement contigue à la chambre de traitement et des 10 moyens pour faire circuler un fluide gazeux froid dans le circuit de la chambre de refroidissement et faire passer le fluide gazeux à travers la bande transporteuse, à partir de sa surface plane, pour y maintenir les articles pendant leur passage dans la chambre de refroidissement.