Brevet FR2377858A1 — publié le 19780818

La présente invention est relative à la récupération des sables utilisés en fonderie et aciérie en association avec un liant chimique pour la confection de moules et noyau. Ltune des techniques de réalisation de pièces, notamment en métal coulé, consiste à exécuter un modèle à partir duquel on tire un moule formé à partir de sable et dtlm liant agglomérant les différents grains pour leur conférer une bonne cohésion et permettre l'obtention d'une masse compacte et dure susceptible de délimiter avec précision une empreinte dans laquelle est ensuite coulée la matière première en fusion. Une telle technique permet d'obtenir une précision remarquable, ainsi qu'un état de surface convenable et offre l'avantage supplémentaire de ne polluer que peu, sinon pas du tout, le milieu environnant. Une telle technique présente toutefois un inconvénient qui est celui de la récupération du sable des moules dans lesquels une opération de coulée a été exécutée. En effet, la chaleur de la matière première en fusion coulée dégrade le liant chimique au moins dans les couches superficielles de l'empreinte du moule qui ne. peut donc être utilisé à chaque fois que pour une opération de coulée. Le problème majeur consiste alors à pouvoir réutiliser le sable de ces moules pour la confection d'autres moules. Pour tenter de résoudre ce problème, on a déjà proposé de procéder au broyage des moules utilisés, de manière à disposer de blocs ou fragments susceptibles d'erre pris en charge par une machine de broyage permettant de séparer les différents grains de sable qui doivent ensuite subir une opération de nettoyage visant à éliminer la gangue de liant chimique qui les entoure. A cette fin, les broyeurs utilisés sont généralement du type à marteaux, ce qui fait intervenir une puissance d'entralinement relativement grande, étant donné la masse des organes actifs de broyage qu'il est nécessaire d'entretenir en mouvement. Un autre problème réside dans l'usure des organes actifs qui sont soumis à des chocs répétés à vitesse angulaire relativement grande sur une matière première abrasive par nature. Des installations qui permettent de résoudre les problèmes ci-dessus sont excessivement complexes, encombrantes et onéreuses et exigent, pour leur fonctionnement, une consommation d'énergie importante, ainsi qu'un entretien constant. La présente invention a pour objet de résoudre le problème ci-dessus en créant une nouvelle installation de récupération de sable de moules de fonderie permettant de réaliser, à peu de frais, une récupération totale du sable déjà utilisé, ainsi que sa réutilisation pour la confection de moules ultérieure présentant les mêmes caractéristiques de précision que celles obtenues à partir d'un sable de première mise en oeuvre. L'objet de l'invention permet de résoudre le problème du broyage et de fragmentation de moules à partir d'une installation de faible encombrement et surtout ne consommant qu'une énergie faible comparativement à celle des installations actuellement connues pour remplir une fonction semblable. La conception de l'objet de l'invention présente en outre l'avantage supplémentaire de permettre une récupération à un grand débit et, par conséquent, de répondre à une demande d'alimentation ou de stockage compatible avec les installations de confection factuelles, sans nécessiter d'aménagement particulier pour son implantation dans les locaux d'une fonderie. Conformément à l'invention, l'installation de récupération de sable de fonderie est caractérisée en ce quelle comprend un ensemble de pulvérisation de blocs de sable à pulvériser et comportant une trémie de chargement d'axe général incliné et dont la partie basse, située au-dessus d'une trémie de réception, débouche dans le carter ajouré d'un organe de pulvérisation tournant. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description ci-dessous faite en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est un schéma représentant l'installation de récupération conforme à l'invention La fig. 2 est une coupe-élévation, en partie arrachée, montrant, à plus grande échelle, l'un des ensembles de l'installation. La fig. 3 est une coupe-élévation, en partie arrachée, montrant, à Ehs petite échelle, un autre ensemble constitutif de l'installation. La fig. 1 montre que l'installation de récupération de sable de fonderie comprend un ensemble de pulvérisation 1 qui est associé à un ensemble de séparation et de stockage 2 par l'intermédiaire d'un convoyeur 3. L'ensemble de pulvérisation 1, représenté plus en détail à la fig. 2, comprend un bâti 4 supportant une trémie de réception 5 dont l'embase 6 est raccordée, par une vanne 7, à un poste de chargement 8 faisant partie du convoyeur 3. Selon l'invention, le convoyeur 3 est de préférence du type pneumatique et le poste 8 est alors constitué sous la forme d'un lanceur comprenant un cylindre de réception 9 raccordé à une gaine tubulaire 10 par l'intermédiaire d'un obturateur 11 de préférence à commande pneumatique. Le cylindre 9 est, par ailleurs, raccordé, par l'intermédiaire d'un distributeur 12, à un réseau 13 de fourniture d1un fluide hydraulique porteur, par exemple de l'air sous pression. La trémie de réception 5 est disposée par une virole cylindrique 5a qu'elle comporte, sous la base d'un organe de pulvérisation 14 porté par le bati 4. L'organe 14 comprend une trémie de chargement 15 de préférence de forme cylindro-tronoonique d'axe général incliné dans le sens pour lequel la petite base est dirigée vers le bas. La trémie de chargement 15 est prolongée par une virole 16 cylindrique dont l'axe coincide avec celui de la trémie de chargement 15 et qui présente, dans sa demi-périphérie inférreure, des trous 17 ou autres perforations analogues à un tamis ou un crible.La virole 16 se termine à sa partie basse par une collerette 18 définissant un plan de raccordement vertical pour un carter 19 entourant totalement un organe de pulvérisation tournant 20, de préférence une meule, monté sur la partie terminale d'un arbre 21 porté par un palier 22 fixé sur le bati 4. Au'opposé de l'organe de pulvérisation 20, l'arbre 21 porte par exemple une poulie 23 entrainée en rotation à partir d'une ou plusieurs courroies 24 par la poulie 25 d'un groupe moto-réducteur 28, par exemple électrique.Les poulieur23 et 25 et la ou les courroies 24 peuvent3 bien entendu, être remplacées par tout organe de transmission analogue 27 désigne un capot de protection qui est rapporté sur le bati 4, de manière à envelopper totalement les poulies et courroies ainsi que le -carter 19 et au moins partiellement la virole 16. La fig. 2 fait apparaftre que le carter 19 entourant la meule 20 présente, comme la virole 16, dans sa demi-partie inférieure et à la fois dans son champ périphérique et sa paroi transversale, des trous ou autres ouvertures 28 de seotion sensiblement égale à celle des trous ou ouvertures 17. Le -convoyeur 3 assume, selon l'invention, une fonction supplémentaire d'ëlévateur reliant la base de la trémie de réception 5 de l'ensemble 1 à la tubulure d'entrée 29 d'un séparateur 30 disposé à la partie supérieure de l'ensemble 2. Le séparateur 30 qui peut être de tout type convenable, soit statique, soit dynamique, est raccordé par sa base 31 au dôme 32 d'une trémie de stockage 33 portée par un bdti 33a.Le dOme 32 contient, intérieure ment et en dessous de l'ouverture coïncidant avec la base 31 du séparateur 30, un tamis ou crible vibrant 34 monté par l'intermédiaire de blocs élastiques 34asur des traverses d'appui 35.Le tamis 34, associé à un organe 36 d'entrainement en mouvements alternatifs dans son plan, est incliné en direction d'une ouverture 37 pratiquée dans la périphérie du dôme 32 pour assurer le raccordement de ce dernier avec une tubulure de sortie 38 reliée par une vanne 39 à une gaine 40 aboutissant à la trémie de chargement 15 de l'ensemble 1. Ainsi que cela ressort de la fig. 1, l'ensemble 2 est situé à un niveau supérieur à celui de l'ensemble 1, de manière que la gaine de retour 40 occupe une inclinaison descendante du dôme 32 vers la trémie de chargement 15. La trémie de stockage 33 de l'ensemble 2 est reliée par sa base à un organe de transfert 41 qui est relié lui-même, par un convoyeur 42, à une trémie non représentée d'utilisation ou d'alimentation de machines à confectionner des moules. L'organe de transfert 41 peut etre du type du poste de chargement 8 du convoyeur 10 et comporter alors, d'une part, une vanne d'isolement 43 par rapport à la trémie 33 et, d'autre part, un distributeur 44 d'un fluide porteur tel que de l'air sous pression. Il est évident qu'un autre mode de transfert peut être envisagé et qu'il est possible de remplacer le convoyeur 42 par un transporteur mécanique de tout type approprié. L'installation décrite ci-dessus fonctionne de la façon suivante Les blocs de moule utilisés, tels que ceux désignés par la référence B et produits par une machine de fragmentation ou de broyage, non représentée, sont placés dans le poste de chargement 15 qui est constitué pour recevoir et emmagasiner une masse relativement importante de blocs. Ceux de ces blocs B occupant la virole 16 sont ainsi soumis à une pression constante d'application sur le plan ou la face transversale correspondante offerte par la meSe 20 à l'intérieur du carter 19.Au cours du cheminement descendant des blocs B à l'intérieur de la trémie de chargement 15 et de la virole 16, les grains de sable détachés par frottement relatif sont amenés à traverser les trous ou ouvertures 17 et à tomber dans la trémie de réception 5 qu'ils remplissent progressivement, étant donné que la vanne 7 occupe une position de repos fermé. La rotation continue de la meule 20 a pour effet de réaliser l'arrachement et la séparation des différents grains composant les blocs B amenés et maintenus en contact avec la meule qui réalise de la sorte une fonction double de pulvérisation des blocs B et d'usure partielle par abrasion de la gangue ou de la pellicule de liant chimique enrobant chaque grain.Tous les grains détachés par l'action de la meule sont amenés,par la rotation de cette dernière vers la partie inférieure du carter 19 qu'ils traversent par les trous et orifices 28 pour être déversés à l'intérieur de la trémie 5. Le transfert entre la virole 16 et le carter 19 et la trémie de réception des grains s!effectue normalement par simple gravité, mais il peut etre prévu de favoriser ce transfert en prévoyant de faire régner à l'intérieur de la virole et du carter une pression relative, par exemple en injectant, par l'intermédiaire d'une tubulure 45, un véhicule fluide tel que de l'air sous pression. L'action de la meule 20 a pour effet aussi de provoquer le détachement de fragments F~et, pour cette raison, les trous ou ouvertures 17 et 28 présentent une section relativement grande pour permettre le transfert de ces fragments éventuels en direction de la trémie 5. Lorsque le fonctionnement de l'organe pulvérisateur 14 a assuré le remplissage partiel de la trémie 5, la vanne 7 est ouverte pour transférer une fraction de sable dans le poste 8 dont la vanne Il est fermée. La position des vannes 7 et 11 est ensuite inversée, de manière à pouvoir assurer l'introduction dans le poste 8 d'une masse d'air sous pression suffisante pour assurer le convoyage de la fraction de sable chargée à l'intérieur du convoyeur 3 en direction du séparateur 30 de l'ensemble 2. La fonction du séparateur 30 est de réaliser le désenrobage de chaque grain de sable par élimination du film, de la pellicule ou de la gangue l'entourant, de manière à obtenir des grains de sable propres, dépoussiérés qui sont délivrés par gravité sur le tamis 34. Le fonctionnement de ce dernier permet d'opérer un tri ou une sélection des grains de sable détachés propres et réutilisables des fragments F subsistants qui sont dirigés par gravité vers la gaine 40 pour etre de nouveau introduits dans la trémie de chargement 15 de l'ensemble 1. Le sable retenu dans la trémie de stockage 33 peut alors être prélevé par l'intermédiaire de l'or- gane de transfert 41 pour être dirigé vers une trémie d'alimentation ou en d'une core les réservoirs / machine de confection de moules à partir du sable récupéré qui est de nouveau mélangé en proportions convenables avec un liant chimique pour permettre la confection de blocs compacts définissant, à partir d'un modèle, une empreinte de moulage.Le fonctionnement de l'organe de transfert 41 est, dans le cas présent, analogue à celui du poste de charge ment 8 du convoyeur 3. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'installation conforme à l'invention ne fait intervenir, pour assurer la récupération de sable à partir de blocs issus d'une machine de broyage de moules rebutés, que deux ensembles de conception simple qui peuvent être situés selon une différence de niveau relativement faible, étant donné la mise en oeuvre du convoyeur 3, constituant simultanément un élévateur, et de la gaine de retour 40 qui peut se satisfaire d'une faible inclinaison relative pour assurer le recyclage des fragments F en direction de la trémie de chargement 15. Par ailleurs, la conception de l'ensemble de pulvérisation 1 ne met en oeuvre que des organes simples ne nécessitant qu'une faible consommation d'énergie pour leur fonctionnement qui permet d'assurer un traitement continu, ainsi qu'une production de sable et fragments sensiblement constante à partir des blocs B qui peuvent également etre chargés dans la trémie 15, de façon automatique et continue, à partir d'une réserve ou directement de la production dlune machine de broyage. En outre, la conception particulière de l'organe de pulvérisation, proprement dit, faisant intervenir une meule 20 attaquant les- différents blocs par sa face transversale supprime les problèmes d'usure rencontrés dans les installations de broyage ou de pulvérisation à marteaux. 1l devient ainsi possible, par l'invention, de réaliser une installation de récupération d'un prix de revient et d'entretien nettement inférieur à celui des installations actuelles, tout en produisant unsable de récupération de bonne qualité, puisque les fragments éventuels inclus dans la masse de grains séparés sont automatiquement pris en charge, de même que les déchets et inclusions métalliques subsistants, par le tamis 34 qui en assure le recyclage vers la trémie de chargement 15. Un autre avantage de l'installation conforme à l'invention réside dans le fait qu'il est possible d'interrompre volontairement la communication entre le dôme 32 et la trémie de chargement 15 en fermant la vanne 39, de manière à assurer, par l'intermédiare d'une gaine dlextraction 46, l'évacuation des fragments FJ ainsi que des déchets né talliques vers un récipient de récupération 47. Une telle possibilité, mise en oeuvre périodiquement, permet par conséquent, de supprimer le recyclage des déchets métalliques et d'extraire ces derniers de l'installation afin de produire toujours un sable de récupération de bombe qualité. RE VE NDICATIONS 1 - Installation de récupération de sable de fonderie, caractérisée en ce qu'elle comprend un ensemble de pulvérisation de blocs de sable à pulvériser et comportant une trémie de chargement d'axe général incliné et dont la partie basse, située au-dessus d'une trémie de réception, débouche dans le carter ajouré d'un organe de pulvérisation tournant. 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le carter ajouré est de forme cylindrique et enveloppe une meule tournante dont l'une des faces transversales est dirigée en regard de l'ouverture de la virole. 3 - Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la trémie de chargement est de forme générale cylindro-tronconique et se trouve prolongée par une virole ajourée communiquant avec le carter ajouré. 4 - Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la virole ajourée possède un diamètre égal. à celui du carter. 5 - Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la virole et le carter sont ajourés sur au moins leur partie inférieure. 6 - Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la virole de la trémie de chargement est associée à une tubulure d'injection d'un fluide sous pression. 7 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend, d'une. part, un ensemble de pulvérisation comprenant une trémie de chargement et un organe de pulvérisation tournant dans un carter qui est situé, de même qu'unie partie de la trémie de chargement, au-dessus d'une trémie de réception et, d'autre part, un ensemble de stockage comprenant un séparateur communiquant par sa base avec une trémie de stockage, lesdits ensembles étant associés par un convoyeur-élévateur reliant la base de la trémie de réception au séparateur et par une gaine de retour raccordant la partie supérieure de la trémie de stockage à la trémie de chargement. 8 - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la trémie de stockage de l'ensemble de stockage est munie d'un tamis ou crible vibrant disposé immédiatement sous l'orifice de sortie du séparateur en étant incliné en direction d'une tubulure portée par la trémie et raccordée à la gaine de retour. 9 - Installation selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que la gaine de retour est raccordée par une vanne à la tubulure qui est munie d'une dérivation conduisant à un récipient de récupération de déchets.