Brevet FR2400680A1 — publié le 19790316

La présente invention se rapporte à un four continu fonctionnant sous atmosphère contrtlée pour le traitement thermique de pièces métalliques, ce four étant constitué par une chambre renfermant une atmosphere contrôlée et éventuellement par un tronçon de refroidissement sty raccordant, ainsi que par des dispositifs de transport commandés au moyen desquels les pièces sont transportées les unes derrière les autres en cadence à travers la chambre du four et éventuellement le tronçon de refroidissement, les pièces non traitées et les pièces traitées étant introduites dans l'atmosphère contrôlée par l'intermédiaire de sas installés à l'entrée du four et extraites par l'intermediaire de sas installés à la sortie du four. Dans un four poussant continu à grille connu de ce type, tel qu'il est par exemple décrit dans la revue " Harterei-Technische iitteilungen", Mars-Avril 1977, pages 43-49i figure 8, l'agencement est réalisé de façon qu'un sas distinct soit prévu à chaque fois à ltentrée et à la sortié du four. Lors du fonctionnement d'un tel four fonctionnant sous atmosphère contrôlée, on doit en effet s'assurer qu'aucun air ne soit entrarné dans le four lors de l'introduction et de l'extraction des pièces dans l'atmosphère contrôlée, alors que par ailleurs on doit empêcher que le gaz de protection provenant de l'atmosphère contrôlée ne s'échappe vers l'extérieur.Les deux sas qui se remplissent d'air lors de l'ou- verture de la porte conduisant à l'extérieur, sont balayés par du gaz de protection avant que l'on ouvre la porte de communication allant vers 1 'espace interne du four et le tronçon de refroidissement. Ce balayage des deux sas entraine toutefois une grande consommation de gaz de protection, attendu que, d'après les principes connus de balayage, il faut, pour abaisser la concentration de l'air de l'ordre de grandeur usuelle de 10 4, un volume dix fois supérieur de gaz de protection pour le balayage.Si, par ailleurs, on voulait faire fonctionner les deux sas de façon à aspirer l'air qu'ils contiennent et à y injecter ensuite du gaz de protection, il en résulterait une dépense considérable en appareillage, attendu que pour les sas situés à grande distance, il faudrait poser des conduites étanches au vide et analogues sur de longues di stan- ces et que cela requièrerait en outre des pompes à vide de puissance considérable. La présente invention a par conséquent pour objet de réaliser un four continu fonctionnant sous atmosphère contrôlée qui garantisse une économie importante de gaz de protection lors de l'introduction et de ltextraction des pièces et qui se caractérise par une faible dépense en apparei-llage pour ladite introduction et extraction de ces pièces. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que l'en- trée et la sortie du four sont raccordées à un seul sas qui est séparé de La'entrée et de la sortie du four par des portes commandées et qui comporte, pour les pièces traitées et non traitées, une ouverture de chargement et de déchargement commune conduisant vers l'extérieur, également fermée par une porte commandée et à laquelle se raccorde un dispositif de transport amenant et évacuant les pièces individuellement en cadence. Comme pour l'introduction et l'extraction des pièces il n'est prévu qu'un seul sas pour le four fonctionnant en continu, on obtient une réduction considérable des pertes de gaz de protection intervenant à l'entrée et à la sortie des pièces. Les trois portes du sas sont avantageusement verrouillées les unes par rapport aux autres selon un programme donné si bien qu'on évite toute erreur de manoeuvre. Pour réduire encdre davantage la consommation de gaz de protection pour l'introduction etl"extraction, le sas peut,-dans un mode de réalisation avantageux, être raccordé à une pompe à vide et à une source de gaz de protection par-f'intermédiaire à chaque fois de valves de régulation, ces valves étant commandées de façon qu'après aspiration de l'air contenu dans le sas au moyen de la pompe à vide, le sas puisse etre rempli de gaz de protection provenant de la source prévue. En utilisant un sas d'un volume de 0,3 m3 et à six cycles par heure, on peut de cette façon réduire la consommation de gaz de protection pour l'introduction et l'extraction à environ 3 m3 par rapport à une consommation de 6O m3 pour le four poussant à grille précité comportant deux sas fonctionnant avec balayage. La source de gaz de protection peut par ailleurs être, par l'intermédiaire dune conduite commandée par valve, raccordée à l'atmosphère contrôlée régnançdans le four et à cette source est alors associé un régulateur de pression du four qui commande la valve en fonction de la pression de l'atmosphère contrôlée, qui maintient constante la pression du gaz de protection dans la chambre du four et veille à ce que soient compensées dans le four les fuites inévitables provenant de la source de gaz de protection prévue pour le fonctionnement du sas. Pour réaliser encore une meilleure économie de gaz de protection, l'agencement peut être conçu de façon qu'un réservoir recevant le gaz de protection aspiré du sas soit raccordé au côté refoulement de la pompe à vide. Dans ce réservoir, on recueille provisoirement le gaz de protection aspiré du sas, si bien qu'il ngest pas perdu et, après aspiration de l'air, refoulé dans le sas. En pareil cas, on obtient une construction extrêmement simple si le réservoir et la source de gaz de protection sont, par des valves montées en parallèle, raccordé's au côté refoulement de la pompe à vide. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description de modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel - la figure 1 représente schématiquement en coupe transversale et en plan un premier mode de réalisation du four continu selon l'invention ; - la figure 2 représente de la même façon un détail d'un deuxième mode de réalisation du four continu selon la figure 1. Le four continu représenté sur la figure 1 est réalisé sous la forme d'un four poussant à grille. Il comporte une chambre 1 sensiblement en forme d'U à laquelle se rattache un tronçon de refroidissement 2, la chambre 1 et ce tronçon 2 étant limités par une paroi 3 continue. Dans la chambre 1 et le tronçon de refroi- dissement 2, est installée une grille 4 située dans un plan horizontal commun et sur laquelle les pièces métalliques à traiter sont transportées continuellement à travers la chambre 1 et le tronçon de refroidissement 2. Les pièces sont placées dans des paniers 5 simplement schématisés qui présentent une section transversale sensiblement rectangulaire et qui traversent la chambre I et le tronçon de refroidissement 2 dans le sens des flèches 6 et 8. A cet effet, dans la zone de la paroi 3, il est prévu des dispositifs de poussée, par exemple hydrauliques 9, 10, 11, 12 qui sont placés aux endroits des changements de direction de l'écou liement des pièces sur la grille 4 et qui sont successivement commandes en cadence de façon que les paniers 5 soient à chaque fois continuellement avancés d'un pas dans le sens de la poussée associé à chaque dispositif de poussée 9 à 12, les paniers 5 étant déplacés continuellement les uns derrière les autres dans la zone de la chambre 1 et du tronçon de refroidissement 2 lui faisant immédiatement suite. L'entrée 13 et la sortie 14 du four sont raccordées à un sas unique 15 qui est séparé de l'entrée 13 et de la sortie 14 à chaque fois par des portes commandées 16, 17. Le sas 15 présente une ouverture de chargement et de déchargement 18 qui est commune pour les pièces traitées et non traitées et qui est obturable par une porte 19 également commandée.A l'ouverture de chargement et de déchargement 18 se raccorde à l'extérieur un dispositif de transport 20 simplement schématisé, par exemple sous la forme d'un transporteur à rouleaux, qui permet d'amener sur un côté (gauchel sur les figures 1 ou 2 les pièces non traitées telles qu'elles sont illustrées par un panier Sa et d'extraire de l'autre côté (droit) les pièces traitées dans un panier Sb. Le dispositif de transport 20 est en outre muni d'un mécanisme de défournement 21 comportant un bras extracteur 22, par exemple hydraulique, animé d'un mouvement de va-et-vient et qui, au moyen d'un crochet 33 et après ouverture de la porte 19, tire vers l'extérieur le panier 5 se trouvant à chaque fois dans le sas 15 et le transfert sur la partie droite du dispositif de transport (figures 1, 2) après quoi, un panier 5a, amené au point de transfert par la partie gauche du dispositif de transport 20, est introduit dans le sas 15. Le bras extracteur 22 du dispositif de défournement 21 peut donc exécuter aussi bien un mouvement de va-et-vient qu'un mouvement de rotatlon tel que cela est schématisé par des flèches sur les deux figures. Le mouvement de va-et-vient sert, comme déjà mentionné, à extraire un panier 5 du sas-15 ou à lty introduire, tandis que le mouvement de rotation du bras extracteur 22 a pour effet de permettre l'accouplement du crochet 33 avec le panier 5 se trouvant dans le sas 15. Au sas 15 se raccorde, par l'intermédiaire d'une valve d'ar ret 23, une pompe à vide 24 qui, dans le mode de réalisation selon la figure 1, débouche à l'atmosphère du côté refoulement. Au sas 15 se raccorde en outre, par l'intermédiaire d'une valve de remplissage 25 et d'une conduite 26, une source de gaz de protection, par exemple constituée par un réservoir sous pression 27 contenant un gaz protecteur, mais qui pourrait également etre remplace par un générateur de gaz de protection. A la conduite 26 se raccorde une conduite de gaz 28 qui, dans la zone du tronçon de refroidissement 2, pénètre-à l'intérieur du four et qui est placée en aval d'un régulateur de la pression du four 29 qui est relié, par une conduite de commande 30, à la pression interne ré gnant dans le four. Le four poussant à grille décrit sur la figure 1 fonctionne de la faÇon suivante : A partir de la position momentanée, représentée sur la figure 1, des paniers 5, ces derniers sont tout d'abord, par le dispositif de poussée 10, avancés d'un pas dans le sens de la flèche 7. Après quoi, le dispositif de poussée 9 déplace également encore d'un pas dans le sens de la flèche 6 les paniers 5 situés dans son sens de poussée. La porte 19 étant fermée, les deux portes 16 et 17 prévues à l'entrée 13 et à la sortie 14 du four sont alors ouvertes et le dispositif de poussée 12 introduit dans le sas 15 le panier 5c parvenu à l'extrémité du tronçon de refroidissement 2 et simultanément pousse le panier 5, qui s'y trouve, à la place vide devant le dispositif de poussée 9. Les deux portes 16, 17 sont ensuite fermées et le dispositif de défournement 21 entrant en action extrait le panier se trouvant dans le sas 15 et le place sur le dispositif de transfert 20 qui l'évacue. Lors du mouvement de retour du bras extracteur 22, un panier Sa comportant des pièces non traitées et qui a été rapproché entre temps par le dispositif de transport 20, est introduit dans le sas 15. Après fermeture de la porte 19, la valve d'arrêt 23 de la pompe à vide 24 est ouverte, si bien que cette dernière aspire l'air contenu dans le sas 15, la pression descendant de 1013 millibars à environ 1,013millibar et moins. Dès que l'air est aspiré, la valve de remplissage 25 est ouverte, de sorte que le gaz de protection provenant de la source de gaz 27 s'écoule dans le sas 15 et le remplit. Le processus d'entrée et de sortie par le sas est mainte- nant terminé; les paniers continuent alors, de la façon décrite, à être déplacés continuellement pas à pas. Le régulateur de pression du four 29 est, par la conduite de commande 30, soumis à la pression du gaz de protection régnant dans la chambre; par la conduite 28, il laisse pénétrer dans la chambre autant de gaz de protection qu'il faut pour que la pression y soit constante et les fuites compensées. Le mode de réalisation selon la figure 2 fonctionne en principe de la même façon, si bien qu'il est inutile d'y revenir. A la différence du mode de réalisation selon la figure 1, la pompe à vide 24 est simplement raccordée au sas 15 par l'in termédiaire de la valve d'arrêt 23. Sur le côté refoulement, la pompe à vide 24 est reliée, dtune partt à la valve de remplissage allant à la source de gaz de protection 27 et, d'autre part, à un réservoir 31 monté parallèlement à cette dernière par l'intermé- diaire d'une valve 30. Avant l'introduction d'un panier 5 dans le sas 15 et son extraction en dehors de celui-ci, le gaz de protection est aspiré dudit sas 15 par la pompe à vide 24 et est recueilli dans le réservoir 31, après quoi les valves 30, 23 sont fermées avant que la porte 19 soit ouverte. Après ltextraction du panier 5 contenant les pièces traitées et ltintroduction d'un nouveau panier 5 dans le sas 15, l'air est aspiré par la pompe à vide 24 et mis à lfatmosphère. Après ouverture de la valve 30, le gaz de protection recueilli dans le réservoir 31 est ramené dans le sas 15 et les pertes inévitables sont compensées par la source de gaz de protection 27. Dans un autre mode de réalisation, le sas 15 peut également se situer directement dans la partie, conduisant au four, du dispositif de transport 20 comme cela est schématisé en 40 sur la figure 1 par une ligne en tirets. En pareil cas, le sas 15 ne nécessite que deux portes commandées, tandis que l'entrée 13 et la sortie 14 du four sont mutuellement raccordées. REVENDICATIONS 1.- Four continu fonctionnant sous atmosphère contrôlée pour le traitement thermique de pièces métalliques, ce four étant constitué par une chambre contenant une atmosphère contrôlée et éventuellement par un tronçon de refroidissement s'y raccordant, ainsi que par des dispositifs de transport commandés au moyen desquels les pièces sont transportées les unes derrière les autres et en cadence à travers la chambre et éventuellement le tronçon de refroidissement, les pièces non traitées et les pièces traitées étant introduites dans l'atmosphère contrôlée par l'intermédiaire de sas y associés montés à l'entrée du four et extraites de cette dernière par des sas montés à la sortie dudit four, caractérisé par le fait que l'entrée et la sortie du four sont raccordées à un sas unique qui est séparé de l'entrée et de la sortie du four par des portes commandées et qui présente une ouverture de chargement et de déchargement conduisant vers ltex- térieur, commune pour les pièces traitées et non traitées et également obturable par une porte commandée et à laquelle se raccorde un dispositif de transport amenant et évacuant en cadence les pièces. 2.- Four continu selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les trois portes du sas sont verrouillées les unes par rapport aux autres conformément à un programme. 3.- Four continu selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le sas est raccordé à une pompe à vide et à une source de gaz de protection par l'intermédiaire de valves de régulation et que ces dernières sont commandées de façon qu'après l'aspiration de l'air contenu dans le sas au moyen de la pompe à vide, le sas soit rempli de gaz de protection à partir de la source de ce dernier. 4.- Four continu selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la source de gaz de protection est, par l'intermédiaire d'une conduite commandée par valve, raccordée à l'atmosphe re contrôlée régnant cyans le four et qu'elle est associée à un régulateur de pression du four commandant la valve en forction de la pression de l'atmosphère contrôlée. 5.- Four continu selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'un réservoir recevant le gaz de protection aspiré du sas est raccordé au côté refoulement de la pompe à vide. 6 Four continu selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le réservoir et la source de gaz de protection sont monté en parallèle par l'intermédiaire de valves et sont raccordés au coté refoulement de la pompe à vide. 7.- Four continu selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le sas est situe dans une partie, située à l'entrée et à la sortie du four, du dispositif transporteur, et ne comporte que deux portes.