Brevet FR2371659A1 — publié le 19780616

La présente invention a pour objet un cylindre rotatif chauffé destiné au traitement de fibres, bandelettes de matière plastique, tissus, feuilles minces, ou autres articles analogues, comportant un agent caloporteur liquide se trouvant dans un espace annulaire à l'intérieur du cylindre, ainsi que des éléments chauffants électriques, destinés à chauffer ce liquide. les cylindres connus de ce genre possèdent un espace annulaire placé sous la surface extérieure du cylindre qui contient le liquide caloporteur et dans lequel sont disposés les éléments chauffants électriques ou qui est en liaison avec ces éléments. les cylindres de ce genre connus ont pour inconvénient qu'il faut en faire sortir au moins en partie le liquide lorsqu'on veut remplacer des éléments chauffants ne fonctionnant plus. Un autre inconvénient particulier des cylindres de ce genre connus est que le fluide caloporteur s'échauffe de façon irrégulière et que par conséquent la surface du cylindre s'' chauffe également de façon irrégulière, de sorte qu'il peut se produire des surchauffes locales qui entrainent des incidents de fonctionnement. La demande de brevet allemand DT - AS 1 660 306 dtcrit un cylindre rotatif chauffé qui possède intérieurement un élément chauffant cylindrique fixe entre lequel et la surface latérale du cylindre est formé un espace annulaire. L'élément chauffant est chauffé par un liquide de chauffage ou par une vapeur surchauffée qui arrivent et repartent de façon continue. La paroi cylindrique de l'élément chauffant est munie de trous par lesquels peuvent passer le liquide de chauffage ou la vapeur surchaufft'e pour pénétrer dans l'espace annulaire puis en ressortir. Etant donné que, dans ce cylindre connu, l'agent caloporteur est en circulation continue, on peut obtenir évidemment un échauffement de la surface du cylindre qui est dans une large mesure uniforme.Nais, pour amener à des conduites drévacuation montées à poste fixe le liquide caloporteur sortant de l'espace annulaire, on se heurte à de sérieux problèmes d'étanchéité qui ne peuvent être résolus qu'au prix de dépenses élevées. L'invention a donc pour but de créer un cylindre rotatif chauffé électriquement qui, tout en étant simple et parfaitement étanche, comporte une surface latérale extérieure dont le chauffage est uniformément réparti même en cas d'absorption partielle de la chaleur par les articles traités. Ce résultat est obtenu par l'invention avec un cylindre du genre indiqué au début grace au fait que l'espace annulaire est relié par une conduite d'arrivée et une conduite de sortie pour le fluide caloporteur avec une pompe de circulation dont le corps de pompe tourne avec le cylindre et dont l'arbre moteur est fixé au bâti portant le cylindre. Grâce à la pompe de circulation, le chauffage s'effectue de façon uniforme sur toute la surface de la paroi du cylindre, de sorte que la température est maintenue à la même hauteur en tous les points du cylindre, même si le soutirage de chaleur s'effectue localement. Etant donné que le corps de la pompe de circulation tourne avec le cylindre, il est inutile de prévoir des raccords de rotation coûteux pour les conduites d'arrivée et d'évacuation, ce qui exclut tout danger de défauts d'étanchéité. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, il est prévu dans l'espace annulaire des canaux faisant circulèr le liquide caloporteur à contre-courant dans cet espace, ce qui assure une répartition encore plus uniforme de la température de surface. D'autres développements avantageux de l'invention sont décrits en détail ou définis au présent mémoire. les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente en coupe longitudinale schématique un cylindre rotatif chauffé selon l'invention - la figure 2 est une vue du cylindre représenté à la figure 1 vu en coupe transversale suivant la ligne Il - Il de la figure 1. Un cylindre 1 comporte une chemise extérieure cylindrique 2 et un tube intérieur 8 qui sont reliés l'un à l'autre par des disques terminaux 4, 5. Dans le tube 8 est engagé un manchon 3 qui comporte sur sa surface extérieure des rainures longitudinales 6 servant de logement à des éléments chauffants. Xes éléments chauffants 7 sont d'accès libre et peuvent tout simplement être introduits dans les rainures 6 et en être sortis. Il est de plus prévu dans les rainures 6 des ressorts ondulés 10 qui serrent les éléments chauffants 7 contre le tube 8, ce qui assure une bonne transmission de la chaleur. Sur le tube 8 sont fixées par soudage des nervures 11 formant une sorte de filetage à deux filets qui s'appliquent parfaitement contre l'alésage de la chemise cylindrique 2.Le disque terminal 4 est percé de deux trous 12, 13, qui débouchent chacun dans l'un des deux pas de filetage formés par les nervures 11. Du côté du disque terminal 5, les deux pas de filetage ont accès mutuel l'un à 1'autre, l'une des nervures étant située à une distance du disque terminal 5 sensiblement égale à la largeur des pas de filetage. Le manchon 3 est relié de façon fixe à une douille 14 qui est clavetée sur un arbre 15. L'arbre 15 est monté rotatif dans le bâti de la machine sur des paliers 16, 17. Sur l'arbre 15 est fixée une poulie 18 sur laquelle passe une courroie d'entraînement 19 qui entraîne l'arbre 15 et le cylindre 1. De plus,- des bagues collectrices20, 21 sont fixées sur l'arbre 15. Ces bagues collectrices 20 transmettent la puissance électrique nécessaire pour le chauffage du cylindre 1, le courant passant des bagues 20 aux éléments chauffants 7 par l'intermédiaire de câbles 22. Une pompe de circulation 23 dont le corps de pompe est relié de façon fixe à l'arbre 15 assure la mise en circulation du fluide caloporteur. L'arbre moteur 24 de la pompe 23 est maintenu dans un trou percé dans le bâti de la machine. la pompe de circulation 23 est reliée par des canalisations tubulaires 25, 26 avec les trous 12, 13 percés dans le disque terminal 4. L'espace annulaire se trouvant entre la surface cylindrique 2 et le tube 8, ainsi que les conduites 25, 26 et la pompe de circulation 23, sont remplis par le liquide caloporteur que la pompe 23 met en circulation quand le cylindre 1 tourne. Ce liquide pénètre par l'un des passages 12, 13 dans l'espace annulaire, parcours à l'aller l'un des pas de filetage formé par les nervures 11 et, arrivé au disque terminal 5, passe dans l'autre pas de filetage qu'il parcourt au retour pour revenir en sens inverse au premier pas de filetage. Un élément thermo-électrique 27 est monté dans l'une des conduites tubulaires 25, 26 ou dans l'espace annulaire, et est relié par des câbles 28, 29 avec les bagues collectrices 21. les bagues collectrices 20, 21 sont raccordées à un appareil de commande non représenté qui commande la puissance de chauffage amenée aux éléments chauffants 7 en fonction de la température #pré- donnée pour le cylindre 1. Comme le montre la figure 2, les éléments cnauffants peuvent être plats, ce qui permet de réaliser une économie de de matériau en donnant au manchon 3 une faible épaisseur de paroi. De la conduite tubulaire 26 se détache une conduite 30 qui aboutit à un vase d'expansion tournant avec le cylindre Ce vase d'expansion est constitué par un cylindre 31 dans lequel coulisse un piston 32 qu'un ressort 33 maintient serré contre le fluide caloporteur qui se trouve en avant du piston 32. lors- que le fluide caloporteur se détend, le piston recule en direction du ressort 32 et comprime ce dernier. Dans la paroi du cylindre 31 est ménagée une lumière 34 qui, en position normale, se trouve derrière le piston 32. Si l'expansion du fluide caloporteur est trop forte, le piston 32 recule derrière la lumière 34 et une partie en excédent du fluide caloporteur peut s'échapper. On évite ainsi tout excès de pression dans le fluide caloporteur. REVlZDInvATIONS 1. Cylindre rotatif chauffé pour le traitement de fibres, bandelettes de matière plastique, tissus, feuilles minces et autres articles analogues, comportant un agent caloporteur liquide qui se trouve dans un espace annulaire à l'intérieur du cylindre, ainsi que des éléments chauffants électriques pour chauffer ce liquide, caractérisé en ce que l'espace annulaire est relié par une conduite d'arrivée et une conduite de départ pour le fluide caloporteur avec une pompe de circulation dont le corps de pompe tourne avec le cylindre et dont l'arbre moteur est fixé au bâti portant le cylindre. 2. Cylindre selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans l'espace annulaire, sont prévus des canaux faisant circuler le liquide caloporteur à contre-courant dans cet espace. 3. Cylindre selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'espace annulaire est partagé par des nervures en spirale reliant les surfaces intérieures dudit espace annulaire en une zone d'aller et une zone de retour. 4. Cylindre selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments chauffants sont montés dans les chambres qui se trouvent à l'intérieur d'un manchon. 5. Cylindre selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments chauffants sont des éléments plats 6. Cylindre suivant une quelconque des revendications i à 5, caractérisé en ce que les éléments chauffants sont maintenus serrés par des ressorts contre le tube à chauffer. 7. Cylindre selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le courant nécessaire pour les éléments chauffants est amené par l'intermédiaire de bagues collectrices. 8. Cylindre selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément thermo-électrique utilisé pour commander la puissance de chauffe est disposé dans une conduite tubulaire du liquide caloporteur. 9. Cylindre selon une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément-thermo-électrique est disposé dans la conduite de retour du liquide caloporteur. 10. Cylindre selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un vase d'expansion constitué par un cylindre, un piston et un ressort est relié par une conduite à une des conduites du liquide caloporteur. 11. Cylindre selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi du cylindre du vase d'expansion comporte une lumière de trop-plein.