Brevet FR2451812A1 — publié le 19801017

La présente invention concerne un procédé et un appareil de densification d'un matériau en plaques à base notamment de fibres et de ciment. Elle s1 applique plus particulièrement à la production de plaques en amiante-ciment destinées, par exemple, à la fabrication d'ardoises artificielles. Lors de la production de telles plaques, il est nécessaire de faire subir au matériau encore frais, c'est-à-dire à l'état humide, une compression mécanique afin obtenir pour le produit fini la densité requise, d'éliminer une partie de l'eau et surtout d'obtenir pour le produit fini des caractéristiques mécaniques prédéterminées Lmposees par l'utilisation des produits ainsi fabriqués; certaines de ces caractéristiques sont d'ailleurs normalisées. Suivant la technique connue, cette compression mécanique à des fins de densification s'effectue sur les plaques de produit frais au moyen d'une presse. Pour ce faire,on ensile un certain nodbre de plaques de matériau frais en in & calant des feuilles d'acier utilises normalemant au cours de l'empilage de telles plaques , et l'on applique à la pile ainsi obtenue une compression de grandeur déterminée à l'aide d'une presse classique. Ce procédé et le dispositif qu'il implique exigent beaucoup de manutentions (chareement etdéchargement de la presse, mise en place des feuilles d'acier intercalaires), comportent des temps morts et conduisent à des installations encombrantes et coûteuses. L'invention a pour but de simplifier cette opération de compression mécanique du matériau encore frais à des fins de densification. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de densification de plaques humides, notamment de plaques fraîches d'amiante-ciment, caractérisé en ce qu'on déplace les plaques en succession et l'on soumet les plaques l'une après l'autre à une compression et à une aspiration simultanées. L'invention a également pour objet une rnachine pour la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisée par le fait qu'elle comprend un convoyeur d'entrée et un convoyeur de sortie et, entre ces deux convoyeurs, au moins un dispositif de calandrage comprenant deux rouleaux pinceurs et une caisse à vide associée à l'un au moins de ces rouleaux. De façon avantageuse, une bande souple poreuse telle qu'un feutre sans fin défile sans glisser sur le rouleau associé à la caisse à vide, et une bande anti-adhérente défile sans glisser au contact de l'autre rouleau. Dans un mode de réalisation, la machine comporte en série plusieurs dispositifs de calandrage, les dispositifs successifs étant séparés par une table de support non rectiligne dont la longueur utile est réglable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-arès,faite en faisant référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs et permi lesquels la Fig. 1 est une vue schématique en élévation latérale d'une machine de densification suivant l'invention; la Fig. 2 est une vue partielle à plus grande échelle de la machine de la Fig. 1; la Fig. 3 montre de façon analogue un détail de la machine de la Fig. 1 qui a été omis sur les Fig. 1 et 2 dans un but de clarté; la Fig. 4 est une vue analogue à la Fig. 1 d'une autre machine suivant l'invention. La machine de densification représentée à la Fig. 1 comporte successivement, le long d'un axe de travail X-X à peu près. horizontal, un convoyeur d'entrée 1, un premier dispositif de calandrage 2, une table de support 3 à longueur réglable, un deuxième dispositif de calandrage 4 et un convoyeur de sortie 5. Les convoyeurs 1 et 5 sont des convoyeurs classiques à bande sans fin et à rouleaux;un rouleau de chaque convoyeur est entraîné par un moteur 6, 7 , par l'intermédiaire d'une courroie 8 , 9 respectivement. Chaque disposiif de calandrage 2, 4 comporte un rouleau inférieur d'appui 10 entouré d'une caisse d'as piration ou caisse à vide 11, un rouleau supérieur presseur 12 et un feutre sans fin 13 de forme triangulaire défilant au contact du rouleau inférieur 10. Une bande anti-adhérente 14 en matière plastique, par exemple en polyéthylène ou en .polytéréphtalate d'ethyle-glycol,se dévide d'un tambour d'alimentation 15, passe successivement sous les deux rouleaux presseurs 12 et s'enroule sur un tambour récepteur 16. La table 3 est constituée de deux demi-tables 17 et d'un mécanisme de réglage 18. Tous les axes de rotation de la machine sont horizontaux et parallèles et perpendiculaires au plan des dessins. Comme on le volt à la Fig. 2, la caisse à vide 11 est cylindrique, de rayon supérieur au rayon commun des rouleaux 10 et 12. Elle présente à son sommet une large fente 19 d'où partent vers l'extérieur des rebords horizontaux 20. Le rouleau 10, dont l'axe 21 est fixe, émerge légèrement de la caisse 11 par la fentel 9. La caisse 11 est reliée à une source de dépression (non représen tée et possède une tubulure d'évacuation 22 Le feutre 13 embrasse trois rouleaux 23 à 25, dont deux rouleaux supérieurs 23 et 24 adjacents respectivement au convoyeur 1 et à la tabble 3 et un rouleau inférieur 25. Son brin supérieur glisse sur les rebords 20, et le rouleau 10 roule sans glisser sur sa face inférieure. La bande 14 attaque le rouleau presseur 12 à peu près à 450 et en repart horizontalement. Le montage du rouleau 12 est représenté à la Fig. 3. Ce rouleau tourillonne à l'extrémité d'un levier 26 articulé en un point intermédiaire sur un axe fixe 27. Un vérin pneumatique 28 d'axe à peu près vertical, alimenté sous une pression réglable, est articulé d'une part au bâti 29 de la machine et d'autre part à l'autre extré raite du levier 26. Le rouleau 12 étant à l'aplomb du rouleau d'appui 10, le vérin 28 définit ainsi une pression prédéterminée de pincement entre ces deux rouleaux. Les rouleaux 10 et 12 sont moteurs et tournent dans le sens des flèches f et s de la Fig 2. Les rouleaux 23 et 24 sont également moteurs. Les vitesses de rotation de ces rouleaux correspondent à une vitesse linéaire unique suivant l'axe X-X. Le rouleau 25 peut hêtre monté fou sur son axe. Chaque demi-table 17 (Fig. 2) possède sur sa face supérieure une série de rouleaux fous 30. A son extrémité extérieure, elle est articulée par des ferrures 31 sur un axe fixe. Elle porte sous son autre extrémité une patte 32 munie d'un téton horizontal 33. Les deux tétons 33 sont reçus dans une boutonnière horizontale 34 fixée à l'rnextrémité de la tige de piston 35 d'un vérin 36. Ce vérin 36 est vertical, et son corps est articulé en un point fixe 37. Lorsque le vérin 36 est en extension maximale, les deux demi-tables 17 forment une table horizontale continue. Lorsqu'il se rétracte, la table 3 prend une forme en V de plus en plus accentuée, jusqu'à la venue des tétons 33 en butée contre les extrémités de la lumière 34, comme représenté à la Fig. 2. La longueur utile du trajet des plaques P à traiter sur la table 3 peut ainsi etre réglee. En fonctionnement, les plaques P fraîches, qui sont par exemple des plaques d'amiante-ciment,sont disposées à la suite les unes des autres sur le convoyeur l.En quittant celui-ci,chaque plaque P aborde le feutre 13,qui l'entrai- ne jusqu'aux rouleaux 10,12.l'extrémité avant de la plaque soulève alors. le rouleau 12,avec interposition de la bande 14,et est donc comprimée,avec perte d'eau,sur toute sa largeur entre les deux rouleaux 10 et 12,avec la pression déterminée par le réglage du vérin 28.Simultanement,le feutre 13 permet d'aspirer dans la caisse ll,en vue de son évacuation par la tubulure 22,1leau ainsi exprimée et une partie de l'eau encore contenue dans la plaque P.Celle-ci passe ensuite sur la table 3 alors horizontale,puis dans le deuxième dispositif de calandrage 4,qui a la même vitesse linéaire que le premier dispositif de calandrage 2.L'extre- mité avant de la plaque aborde ce dispositif 4 avant que son extrémité arrière ne quitte le premier dispositif 2, afin d'assurer la continuité de l'entraînement. Chaque calandrage se traduit notamment par une augmentation de la longueur de la plaque P qui se produit ç.amont de Chaque dispositif 44,des le passage de la plaque P dans ces dispositifs.Pour isorber allongenent se produisant en amont du dispositif 4, la table 3 est progressimment abaissée au moyen du vérin 36 ,puis elle est relevée en position horizontale au moyen de ce mêmes vérin dès que la plaque P quitte le dispositif 4.C'est dans cette position horizontale que la table 3 reçoit la plaque P suivante quittant le premier dispositif 2. Comme représenté à la Fig.4,on peut prévoir entre le dispositif 4 et le convoyeur de sortie 5 un troisième dispositif de calandrage 4a analogue, une table 3a analogue à la table 3 étant interposée entre les dispositifs 4 et 4a.Dans ce cas,la feuille anti-adherente 14 s'étend en ligne droite du rouleau presseur du premier dispositif 2 à celui du dispositif 4a. Des essais ont eté effectues sur une machine du type représenté à la Fig. 1, possédant les caractéristiques suivantes - largeur utile des dispositifs de calandrage : 0,60 m ; - espacement entre les deux dispositifs 2 et. 4 : 1,50 m - diamètre des deux rouleaux 10 et 12 : 200 mm environ - vitesse de defilement des plaques P dans chaque dispositif 2 et 4 : 8 m/mn - pression de calandrage : 100 à 120 kg par centimètre linéaire (dans le sens transversal) ; - vide appliqué par la caisse aspirante 11 de l'ordre de 400 mm de mercure. Le fluage ou allongement de la pâte constituant les plaques P est résorbé au moyen de l'abaissement des deux demi-tables 17 entre les deux dispositifs de calandrage 2 et 4. Les caractéristiques du produit avant et apres calandrage sont les suivantes - densité du produit frais à l'entrée: 1,92 - densité du produit frais après le double calandrage: 2,03 - densité du produit sec avec calandrage:1 , 81, à comparer avec la densité du produit sec que l'on obtiendrait sans calandrage : 1,63 - épaisseur du produit frais à llentree (plaques P) : 4,30 mm - epaisseur du produit frais après calandrage : 3,65 mm - fluage longitudinal : 2,80 % à 3 % - fluage transversal : 0,50 % à 0,7 - résistance spécifique du produit fini sec dans 2 le sens longitudinal : 255 kg par cm (après calandrage) - résistance spécifique du produit fini sec dans le sens transversal : 195 kg par cm (après calandrage). On donnera maintenant les résultats obtenus avec une machine telle que représentée à la Fig. 4 - vitesse de défilement : 15 m/mn - densité du produit frais à l'entrée : 1,92 - densité du produit frais après calandra ge : 2,07 - densité du produit sec après calandra - ge : 1,84 - épaisseur du produit frais à l'entrée : 4,6mm - épaisseur du produit frais après calandrage : 3,7 mm - fluage dans le sens longitudinal : 4% à 5% - fluage dans le sens transversal: 0,7 à 1%. I1 est possible d'améliorer ces résultats en modifiant certains paramètres,et notamment - le diamefwedes rouleaux (d'appui 10 et de compression 12) : celui-ci sera de préférence choisi au moins égal à 400 mm. Ceci permet draugr,lenter l'arc d'application de la pression et d'obtenir ainsi une plus grande régularité et une meilleure progressivité dans le calandrage. L'augmentation du temps de travail qui en résulte favorise l'essorage (en qualite et en temps) et permet d'augmenter la vitesse de défilement.C'est ainsi que pour un diamètre de 200 mm, la corde de contact est de 15,5 mm, alors que pour un diamètre de 400 mm cette cordre est de 21,9 mm (soit 41 de plus que dans le premier cas); en passant de 200 à 400 mm, on peut augmenter de' 35 à 50% la vitesse de défilement (passer de 10 à 15 m/mn pour une machine à deux dispositifs de calandrage ou de 15 à 20 m/mn pour une machine à trois dispositifs de calandrage) en augmentant de 16-17% les temps d'application des efforts et du vide. il est à noter que la disposition de la caisse à vide 11 à l'emplacement de l'intervalle de pincement des rouleaux 10 et 12 favorise au maximum l'efficacité de la succion exercée par cette caisse 11. - La pression de calandrage: elle peut être augmentée avec l'augmentation du diamètre des rouleaux 10 et 12 pour atteindre, par exemple, 150 Vg/cm linéaire. - L'augmentation du vide créé dans la caisse 11: l'essentiel de l'eau d'essorage résultant de la compression s'évacue à travers le feutre 13, mais de l'eau exsude à la surface supérieure de la pâte fraîche de la plaque P et est bloquée par la feuille 14 en matière plastique. L'augmentation de la pression permet de limiter cette exsudation. I1 est à noter que le produit fini présente une peau supérieure parfaitement unie, alors que sa surface inférieure est légèrement marquee par les dessins du feutre 13. De plus, il a été constaté que l'augmentation du vide avait une influence bénéfique sur la limitation du fluage transversal ainsi que sur la rapidité de l'essorage. De façon générale, le vide appliqué doit être d'autant plus poussé que la vitesse de défilement est elle-même plus élevée. - On peut également augmenter le nombre de calandrages, et donc le nombre de dispositifs tels que 2 et 4, en les réglant de façon à obtenir une progressivité des valeurs de pression de l'un à l'autre. Des postes de nettoyage non représentés sur les dessins annexés devront être prévus, d'une part, pour le feutre 13 et, d'autre part, pour la feuille anti-adhérente 14 dans le cas (non représenté) où celle-ci serait utilisée en circuit fermé. Pour le feutre, le dispositif de nettoyage ou de lavage pourra être constitué par exemple par des jets d'arrosage à forte pression suivis de caisses à vide sécheuses. Dans le cas ou la feuille 14 est utilisée de la façon représentée aux dessins, c'est-à-dire défile d'un tambour d'alimentation 15 à un tambour récepteur 16, il est avantageux de prévoir un dispositif approprié de remplacement rapide de ces tambours. Dans tous les cas, cette feuille 14 permet d'éviter l'adhérence des plaques sur les rouleaux 12 qui pourrait survenir même lorsque l'état de surface des rouleaux semble excellent. En variante, les tables articulées 3 pourraient être remplacées par n'importe quel autre support approprié de longueur réglable. - REVENDICATIONS 1.- Procédé de densification de plaques humides, notamment de plaques fraîches d'amiante-ciment, caractérisé en ce qu'on déplace les plaques en succession et l'on soumet les plaques l'une après l'autre à une compression et à une aspiration simultanées. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on soumet chaque plaque à une opération de compression et d'aspiration sans interrompre son déplacement. 3.- Machine pour la mise en oeuvre d'un procédé suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un convoyeur d'entrée (1), un convoyeur de sortie (5) et, entre ces deux convoyeurs, au moins un dispositif de calandrage (2, 4, 4a) comportant deux rouleaux pinceurs (10, 12) et une caisse à vide (11) associée à l'un au moins (10) de ces rouleaux. 4.- Machine suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la caisse à vide (11) en-toure le rouleau (10) associé, qui émerge à travers une fente (19) de cette caisse. 5.- Machine suivant l1une des revendications 3 et 4, caractérise en ce qu'une bande souple poreuse (13) telle qu'un feutre sans fin défile sans glisser sur le rouleau (10) associé à la caisse à vide (11). 6.- Machine suivant la revendication 5 , caractérisée en ce qu'une bande anti-adhérente (14) défile sans glisser au contact de l'autre rouleau (12). 7.- Machine suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la bande anti-adhérente (14) se dévide d'un tambour d'alimentation (15) et s'enroule sur un tambour récepteur (16). 8.- Machine suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que l'un (10) des deux rouleaux est fixe en hauteur, l'autre rouleau (12) étant mobile à peu près verticalement et s'appliquant sur le premier avec une force réglable. 9.- Machine suivant l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend en série plusieurs dispositifs de calandrage, les dispositifs successifs (2, 4, 4a) étant séparés par une table de support (3) non rectiligne. 10.- Machine suivant la revendication î, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (36) pour faire varier de façon périodique la longueur utile de la table (3).