Brevet FR2337863A1 — publié le 19770805

La présente invention stapplique a'- un four de traitement ou étuve de séchage de matériau en forme de bande, par exemple pour le séchage de la peinture ou du revêtement appliqué sur une bande de matériau se déplaçant en continu, cette bande de matériau étant à la fois chauffée et soutenue sans contact matériel par coussins gazeux On connatt le procédé de sustentation par coussins avoir chaud d'un matériau ayant forme de feuille ou de bande dans un four de traitement thermique, le procédé ayant l'avantage d'évi- ter tout marquage du produit par contacts avec des parties fixes ou rotatives du four Le brevet américain 3.048 383 du 7 aodt 1962 décrit une installation comportant un dispositif de soufflage d'air chaud à travers une sole inférieure et une sole supérieure, toutes deux percées d'un grand nombre de trous, l'air chaud étant recyclé par des ventilateurs qui alimentent indépendamment la sole infrieure et la sole supérieure0 On connatt d'autre part la disposition de four de séchage en continu d'une bande, convenablement tendue au moyen de rouleaux montés à l'amont et a l'avai du four et infléchie sous son poids en formant une 'chainette' entre ces rouleaux Ce four a chaînette a au moins deux inconvénients majeurs ; d'une part la position de la bande dans le four est liée à la hauteur et à la distance existantes entre les deux reuleaux sur lesquels s'appuie la chaînette . or selon le type de croduction, a hauteur et la distance entre ces roui eaux varient et il en -é- suite ane variation de la position de a bande dans le four envrai- nant de nouveaux réglages thermiques d'autre part, les conside rations de traction dans la bande et de nauteur du four imitent en fait. la chaînette a une longueur de l'ordre de 45 à 60 metres On a donc songé à utiliser Le soufflage sérodynami- que pour réaliser la sustentation de la bande. en même temps d'ail- leurs que son chauffage, mais on s'est tres vite nenrté a des diffieultés de réalisation le soufflage par des trous, du fait de l'impact des jets obtenus provoque sur la peinture fraichement enduite des traces enadmissibles en regard de la finition requise. te soufflage par tics fentes transversales comme = revendique le brevet anericain n 2,144, 919 du 26 juin 1937 n'est pas uniforme sur toute a largeur ie a fente, ie telle sorte que l'épaisseur de la couche de peinture peut subir des variations portantes entre taxe de la mande de matériau et ses extremités. Par ailleurs, il est nécessaire d'ajouter des réseaux de trous entre les fentes, dont le débit de gaz est insuffisant pour obtenir le séchage. La présente invention a pour but de remédier à ces défauts, en appliquant des dispositions nouvelles réalisant conjointement la sustentation et-le chauffage de bandes de matériau enduites par coussins gazeux, donnant au produit un fini irréprochable, tout en conservant une construction simple et facile à entretenir et un fonctionnement sdr et économique. La nouveauté de l'invention réside dans les dispositions suivantes : 1 ) Tôles perforées régulatrices assurant une répartition uniforme du flux des gaz chauds avant leur soufflage sur la bande à trai ter 2 ) Tôles perforées de soufflage modulées de façon à faire flotter convenablement la bande à traiter 2 ) Tôles perforèes de soufflage modulées de façon à faire évoluer le chauffage en fonction du passage dans le four 4 ) Utilisation de tôles perforées de realisation standard, sans découpe 5 ) Fentes ne soufflage des gaz chauds aux deux extrémités du four ma@@@ as gaz et des produits de traitement :: 6 ) Soufflage, le les at au dessus de la bande à traiter, obte nus par deux ou en seul ventalateur et avec deux registres mo suivant es deux soufflages ainsi que le débit globai 7 Construitse. modulate des éléments constituant les soufflages ; 8 Caenes enterctangsabies fimitant la fargeur des soufflages en fonction es la largeur de la bande a traiter. La descrapter qui va suivre, complétée par les dessins annexés, ionnes a tit@ d'exemples don (imitatifs, fera bien comprenose comment d'invention peut être realisee, les partiliari ces @ @@rtent art des ressins que du texte faisant, bien tendu car de lad@@ vention. La figure d'est une vue en elévation et en section somément @@ none de @aisation @@ @@ La figure 2 est une vue - an en rection sché matique il @@ Il de la figure @@@@ f.g vant@@@ et en section transversais lavant IIV le de figure l. La figure @@@ agrandi d'un caisson particulier cerclé selon IV de la figure 3. On voit sur la figure 1 la bande de matériau 1 passant, de façon connue, dans le dispositif de rouleaux enducteurs de peinture 2 et tirée à travers le four par les rouleaux motorisés 3 pour obtenir le déplacement continuO La sustentation et le chauffage de la bande sont, selon l'invention, conjointement obtenus par le flux de gaz amené , sur toute la longueur de la bande, dans une suite d'éléments de tranquillisation comprenant chacun un caisson inférieur tel que 4 et un caisson supérieur tel que 5, tous deux alimentés par un ventilateur unique tel que 6 (figures 2 et 3). La distribution des gaz est modulée par les deux registres à volet 7 et 8 (figure 3) selon une caractéristique de l'in- Invention Le chauffage des gaz est obtenu par un bradeur tel que 9 (figures 2 et 3) alimenté en carburant par un conduit tel que 10 et en air frais par des ouvertures telles que il (figure 2) et 12 (figure 3), d'une façon connue. Chaque caisson, inférieur 4 ou supérieur 5, est constitué par une enveloppe parallélipipédique 13-13', dans laquelle le flux de gaz chauds subit d'abord un passage dans une le perforée 14-14' avant de sortir par une seconde ttle perforée 15-15' qui constitue l'élément de soufflage créant la sustentation ou l'appui aérodynamique de la bande peinte en même temps que son chauffage. Le ralle de la tale perforée 14-14', caractéristique de l'invention, est de répartir uniformément le flux de gaz chauds dans le caisson, avant son passage dans l'élément de soufflage, de telle sorte que cet élément délivre la nappe de gaz en conformité parfaite avec la disposition de soufflage prévue, ctest à dire sans survitesses locales. Pour que la bande de matériau flotte convenablement entre les caissons inférieurs et supérieurs, c'est à dire sensiblement à mi-distance de l'entre-plan des tales de soufflage inférieures et supérieures et pour compenser la masse de la bande, il est nécessaire que les caissons inférieurs délivrent un débit plus important que celui des caissons supérieurs. Pour obtenir ce résultat, comme caractéristique de l'invention et dans un but de standardisation des éléments, on a joué uniquement sur les perforations des tales de soufflage 75-15', les tales régulatrices 14-14' étant toutes identiques pour tous les caissons inférieurs et tous les caissons supérieurs, avec une perforation donnant un passage effectif de 8 % de la surface. D'autre part, les tôles perforées de soufflage 15-15 sont plus accessibles que les tales perforées régulatrices 14-14' et il est donc plus facile de les changer si lton veut modifier le soufflage.On verra plus loin que la technologie des caissons facilite grandement le démontage de ces tales de soufflage0 Pour obtenir un débit différent entre les soufflages inférieurs et supérieurs, on a joué sur le diamètre et/ou sur le pas des perçages, tout en utilisant exclusivement des tales perforées -standard du commerce, ne nécessitant aucun perçage supplémentaire et mêmes de préférence, à leurs dimensions telles que livrées par le fabricants Ayant ainsi obtenu a priori un certain équilibre de la bande peinte entre les caissons inférieurs et supérieurs, il est nécessaire de parfaire cet équilibre en fonction de la masse par unité de surface du matériau à traiter, cette masse variant de par la masse spécifique du matériau et par l'épaisseur de ce matériau, ainsi que du fait de l'épaisseur des couches de peinture enduites.On obtient ce réglage par le jeu différentiel des registres d'admission 7 et 8 des gaz chauds vers les caissons0 Ces registres permettent aussi de modifier le débit du soufflage local en fonction du chauffage fourni par le bradeur correspondant ; on manoeuvre alors simultanément les deux registres0 Ces diverses manoeuvres des registres d'admission sont faites soit manuellement au moyen de commandes locales ou à distance (non figurées sur les dessins), soit obtenues automatiquement par le jeu de moyens connus : détecteurs de pression et de température, relais et servo-moteurs électriques, par exemples Comme spécifié ci-dessus, la bande de matériau doit passer à travers le four sans que les soufflages puissent détériorer les couches de peinture.Dans ce but, l'invention a prévu des dispositions particulières A l'entrée de la bande dans le four, le soufflage est réalisé par une fente inférieure 16 et une fente supérieure 17 (figure 1). Grace aux tolets perforées régulatrices 14-14' ces fentes produisent des flux parfaitement uniformes et continus, ne pouvant donc pas provoquer des traces sur la peinture. On aura remarqué par ailleurs que ces fentes convergent vers ltintérieur du four, ceci afin d'éviter les fuites de gaz vers ltextérieur du four. La même disposition est reproduite à la sortie du four, avec les fentes 18 et 19 convergeant vers l'intérieur.Enfin la dimension et l'inclinaison de ces fentes sont établies de telle sorte quelles délivrent dans des zones non perforées 20-20' le même débit de gaz de chauffage et de sustentation, par unité de surface, que les tales perforées voisine-s. Ainsi on ne crée aucune discontinuité entre ie soufflage délivré par les fentes et le soufflage délivré par les tôles perforées. A titre exemple, on a déterminé pour ces fentes un angle optimal de tordre de 300 par rapport à l'horizontale. Quant au soufflage par les tales perforées, l'invention aprévu de jouer sur le diamètre et/ou sur le pas de trous (en n'utilisant toujours que des tales perforées standard du commercej, de façon à obtenir un soufflage et un chauffage progressifs,puis dégressifs, lors du passage de la bande au droit des divers caissons, ce processus garantissant un séchage rapide sans détérioration de la peinture. D'autre part, la technologie suivant l'invention permet d'adapter le soufflage et le chauffage aux caractéristiques respectives de la bande et du produit enduit. A titre d'exemple, on peut donner l'ordre de grandeur des variations du diamètre et du pas des trous des tales perforées de soufflage pour un four comprenant cinq caissons double comme tracé sur les dessins annexés. De l'entrée vers la sortie du four, de auche a droi- te sur la figure 1, on peut trouver les dispositions de perçage suivantes, les entraxes des trous quinconcés étant identiques, laté- ralement et fongitudinalement, comme on les trouve sur es tôles perforées du commerce.Premiers caissons en aval des fontes d'entrée et deuxièmes caissons : caisson inférieurs diamètre des trous compris entre 2 et 6 millimètres, entraxe compris entre 5 et oOmm. . caissons supérieurs diamètre compris entre 1 et 5mm, entraxe compris entre 5 et 20 mm. Troisièmes et quatrièmes caissons : caissons inférieurs diamètre compris entre 5 et 16 mm, entraxe compris entre 20 et 40mm ; caissons supérieurs diametre compris entre 5 et16 mm, entraxe compris entre 35 et 80 mm. Cinquièmes caissons, en amont des fentes de sortie: mêmes dispositions que pour les premiers et deuxièmes caissons. Afin de faciliter l'entretien et l'interchangeabilité des divers éléments, l'invention emploie de préférence une technologie particulière. Chaque caisson est composé d'éléments modulaires assemblés entre eux par boulonnages. Il est donc facile de changer un ou une série de ces éléments, soit pour l'entretien, soit pour modifier le soufflage local pour une application particulière. L'accessibilité des divers boulonnages est réalisée par un trou d'homme, normalement obturé, pratiqué sur deux éléments jointifs. La figure 4 illustre le montage au droit d'un de ces éléments. Le fond horizontal en t81e 13' est soudé ou rivé sur une tôle à bord tombé 22 constituant le flanc vertical dans sa partie supérieure. La tôle perforée régulatrice 14 ou 14' comporte un bord tombé boulonné sur le flanc 22 en meme temps qu'une cornière 23 par un jeu de boulons figuré par l'axe 24. La tble 25 forme la partie inférieure du flanc du caisson et elle est boulonnée par un bord tombé sur la cornière 23 au moyen d'un jeu de boulons figuré par l'axe 26. A la partie inférieure de la tôle 25 on a tombé puis replié un bord.La tôle perforée de soufflage 15 ou 15' est pincée entre le bord tombé horizontal de la tôle 25 et un cache 27 comportant un bord tombé vertical de façon à permettre sa fixation sur le bord replié vertical de la ttle 25, au moyen d'un Jeu de oouions figuré par 'axe 28.Tous es éléments de caisson comportent ce mode de fixation des tales perforées de soufflage ; de la sorte, les têtes de boulons sont en dehors du couloir de passage de i & mande a traiter, Le cacne 27 masque un certain nombre de rangées de srous -ie la vole de soufflage, de telle sorte qu'en montant 'les cachez de différentes largeurs on peut adapter parfaitement le soufflage a ia largeur ae a oande a traitor. es tales perforées 15-15' peuvent etre rapiaement démontées en dévissant le Jeu de boulons 28. En dévissant le jeu de boulons 26 on démonte la partie inférieure de l'élément de caisson, ce qui permet d'accéder tous les autres assemblages. La peinture qui enduit es bandes contient des solvants volatils, labéres par le séonage et qu'il convient de recueillir pour eviter la pollution de l'atelier, ainsi que les risques d'incendie, voire d'explosions. Dans ce but, l'ensemble des caissons est enfermé dans une enceinte calorifugée 29 (figures 1,2 et 3) ne laissant des passages que pour la bande 1 et pour l'air dtalimentation des brû- leurs 9. La grande majorité de ces produits volatils est recyclée vers les caissons de soufflage après avoir été brûlée et avoir ainsi contribué au chauffage des gaz, ce qui augmente donc le rendement de 11 installation. Les gaz sortant des soufflages et contenant ces produits volatils peuvent être recyclés directement vers les ventilateurs en passant dans les compartiments tels que 30, (figure) faisant partie de l'enceinte 29 et entourant chaque ventilateur 6, les produits volatils étant brûlés au contact de la flamme 31 des bradeurs 9. Les gaz peuvent aussi être soutirés de l'enceinte 29 au moyen d'un ou plusieurs ventilateurs tels que 32, dirigés vers un ou plusieurs incinérateurs des produits volatils tels que 33 et recyclés vers les compartiments 30 par une tuyauterie appropriée 34. Quel que soit le mode de recyclage employé, un débit de gaz chaud correspondant au moins au débit d'air nécessaire au fonctionnement des brûleurs devra tertre rejete dans l'atmosphère après incinération des produits volatils, par exemple au moyen dtune dérivation 35 de la tuyauterie 34, réglée par un registre 36 et de telle sorte que l'ensemble de l'enceinte soit en légère dépression pour éviter toute pollution de l'atelier contenant le four. REVENDICADIQNS 1. Four de traitement ou étuve de --séchage d'une bande enduite se déplaçant en continu entre deux coussins gazeux opposés qui assurent conjointement le chauffage de cette bande et sa flottaison sans contact matériel, le soufflage étant organisé par une suite d'éléments comprenant chacun un caisson de soufflage inférieur et un caisson de soufflage supérieur qui débitent à travers des parois perforées respectives 'étendant parallèlement à la bande de part et d'autre et à proximité de celle-ci > caractérisé en ce que dans le flux de gaz chaud parcourant chaque caisson de soufflage inférieur est interposée une tCle perforée régulatrice du flux aboutissant à la paroi perforée correspondante qui assure le soufflage depuis ledit caisson inférieur, ladite ttle perforée régulatrice s1 étendant parallèlement à ladite paroi perforée sur toute sa longueur, et en ce que de meme dans le flux de gaz chaud parcourant chaque caisson de soufflage supérieur est interposée une ttle perforée régula trio e du flux aboutissant à la paroi perforée correspondante qui assure le soufflage depuis ledit caisson supérieur, ladite tble perforée régulatrice s'étendant parallèlement à ladite paroi perforée sur toute sa longueur, les parois perforées de soufflage des caissons inférieurs de méme que celles des caissons supérieurs d'une part et les tales perforées régulatrices des caissons inférieurs de meme que celles des caissons supérieurs d'autre part formant respectivement des suites parallèles entre elles sur toute la longueur du four. 20 Four suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les tales perforées régulatrices de flux sont identiques pour tous les caissons de soufflage inférieur et pour tous les caissons de soufflage supérieur. 3. Four suivant la revendication 1 ou 2* caractérisé en ce que les perforations des parois de soufflage inférieur laissent passer un débit plus important que celui délivré par les perforations des parois de soufflage supérieur, cette condition étant obtenue par la disposition de trous de plus grand diamètre et/ou d'un pas plus petit de ces trous sur la paroi de soufflage inférieur. 4. Four suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les perforations des parois de soufflage délivrent un débit de gaz chauds évoluant suivant la place des caissons dans le four, les caissons disposés à l'entrée et à la sortie débitant moins que les caissons disposés vers le centre, la disposition de trous de diamètres différents et/ou de pas différents de ces trous, réalisant ces desiderata et permettant ainsi un soufflage ne détériorant pas la couche de peinture fratchement enduite. 5. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que toutes les tales régulatrices de flux et toutes les parois de soufflage sont des tôles perforées standard du commerce. 6. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les caissons inférieurs et supérieurs disposés à l'entrée et à la sortie dudit four comportent chacun, à l'entrée pour les premiers caissons et à a sortie pour les derniers caissons, une fente de soufflage, la fente de soufflage inférieure et la fente de soufflage supérieure étant con vergentes et dirigées vers l'intérieur du four, le débit de ces fentes, dans le secteur de leur action, étant égal à celui des parois de soufflage voisines, avec lesquelles elles se raccordent. 7. Four selon l'une quelconque des revendicat-ons précédentes, caractérisé en ce qu'un ventilateur ai-mertant un caisson inférieur et un caisson supérieur comporte sul moyen de modulation des débits vers chacun de ces caissons, réalisé par deux registres à volet disposés respectivement sur la conduite d'alimentation du caisson inférieur et sur la conduit d'alimen- tation du caisson supérieur, ces registres étant commande diffé- rentiellement pour régler la sustentation de la bande à traiter en fonction de la masse de ladite bande et simultanément rour régler le débit des gaz en fonction du chauffage fourni par le brûleur. 8. Four selon la revendication 7, caractérisé en ce que les parois perforées de soufflage comportent des caches latéraux occultant une partie variable des rangées de trous. 9. Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque caisson de soufflage est constitue par des éléments modulaires facilement démontables.