Brevet FR2431548A1 — publié le 19800215

La présente invention concerne les installations pour la cémentation au gaz de la surface cylindrique intérieure de produits2 employés dans les constructions mécaniques et la métallurgie. L'invention peut entre appliquée avec une efficacité maximale au durcissement de la surface intérieure des tubes utilisés pour le transport de matériaux abrasifs, par exemple de pulpes, ou pour le transport pneumatique de matériaux pulvérulents. Le certificat d'auteur dtinvention nO 492 569 délivré en URSS décrit une installation pour le durcissement thermique de tubes, comprenant un dispositif de chauffage et un asperseur de refroidissement, et dans laquelle les dispositifs de chauffage et d'aspersion sont associés dans une seule lance à tubes coaxiaux pour l'amenée du mélange gaz-air et de l'eau Cette installation est destinée à la trempe de la surface intérieure des tubes ; elle est de conception relativement simplifiée et comprend un dispositif de chauffage sous la forme dtun chalumeau à gaz et un asperseur. Toutefois, une telle installation ne peut entre employée pour le traitement des surfaces cylindriques intérieures des produits par cémentation gazeuse, car elle ntassure pas une obturation étanche des bouts de l'enceinte à traiter du produit. En outre, elle ne comporte pas un système pour l'admission automatique du gaz de cémentation dans ladite enceinte du tube à traiter. On connatt une installation pour le chauffage de produits creux par effet Joule, décrite dans le certificat d'auteur d'invention nO 283 269 délivré en URSS, comprenant des contacts d'amenée de courant, un circuit de vide et un dispositif d'étanchéité, des mandrins creux raccordés au système de pompage et des contacts d'amenée de courant serrés contre les bouts du produit, des cônes d'étanchéité avec des mécanismes pour leur déplacement étant placés sur ces contacts. Cette installation est destinée à l'obtention d'une surface intérieure claire dans les tubes lors de leur recuit par effet Joule, aussi est-elle dotée de cônes d'étanchéité avec un mécanisme pour les déplacer, de contacts d'amenée de courant et de mandrins creux raccordés au circuit de vide pour le pompage de l'air se trouvant dans l'enceinte du tube à traiter. Toutefois, une telle installation ne peut être employée pour le traitement desSsurfaces cylindriques intérieures par cémentation gazeuse, car le chauffage du produit à traiter par effet Joule ne garantit pas un chauffage uniforme en profondeur des parois, ce qui se traduit par un déroulement irrégulier de la cémentation dans le temps sur les différentes portions de la surface cylindrique intérieure à traiter dans l'enceinte du produit. I1 en résulte l'impossibilité de réaliser un traitement de haute qualité, par suite de la formation d'une couche cémentée d'épaisseur variable. En outre, l'absence-de supports intermédiaires fait que le tube à traiter fléchit lors du chauffage, et il s'ensuit l'apparition d'une deformation résiduelle. Par suite du développement du transport hydraulique et pneumatique des matériaux abrasifs le long de conduites, la demande debRes à surface intérieure durcie va en croissant. Or les installations connues ne peuvent satisfaire à la demande croissante de tubes à surface intérieure durcie. Tout cela entraîne des complications au cours de l'exploitation des conduites pour le transport hydraulique et le transport pneumatique des matériaux abrasifs. Le but de l'invention est de supprimer les complications indiquées. On s'est proposé pour cela de créer une installation pour la cémentation gazeuse de la surface cylindrique intérieure de produits, dont le conception serait telle quelle permettrait l'automatisation de l'admission du gaz de cémentation dans l'enceinteS obturée dune manière étanche du produit à traiter animé d'un mouvement de rotation, d'élever la qualité du traitement de la surface cylindrique intérieure du produit, de supprimer la flexion des produits longs et d'augmenter la durée de service des organes constitutifs de l'installation, ainsi que de toute l'installation. La solution consiste en une installation pour la cémentation gazeuse de la surface cylindrique intérieure de produits, comprenant un support avec des montants sur lesquels sont respectivement fixés en porte-à-faux un dispositif pour l'admission du gaz dans l'enceinte du produit à traiter et un dispositif pour l'évacuation du gaz de ladite enceinte, ces dispositifs étant dotés d'actionneurs pour leur déplacement longitudinal et pour leur serrage contre. les bouts opposés du produit à traiter, installation dans laquelle, d'après l'invention, il est prévu un actionneur pour la rotation du produit à traiter en commun avec les dispositifs pour l'admission du gaz et pour son évacuation de l'enceinte du produit à traiter, et un raccord rotatif ou collecteur mis en communication avec la conduite à gaz du dispositif pour l'admission du gaz dans ltenceinte du du produit à traiter, et les dispositifs de chauffage et de refroidissement sont montés sur un plateau équipé d'un actionneur pour son déplacement longitudinal, ce plateau étant monté sur des guides horizontaux. Une telle réalisation constructive de l'installation, avec un dispositif pour l'admission du gaz dans l'enceinte du produit à traiter et un dispositif pour l'évacuation du gaz de ladite enceinte, équipés d'un actionneur de rotation et d'un raccord rotatif ou un collecteur mis en communication avec la conduite à gaz du premier desdits dispositifs, en association avec des dispositifs de chauffage et de refroidissement montés sur un plateau mobile, permet d'élever la qualité du traitement de la surface intérieure du produit, gracie à l'obtention d'une couche cémentée uniforme sur cette surface, ainsi que d'automatiser entièrement l'admission du gaz dans 11 enceinte du produit en rotation. Il est avantageux de prévoir, dans les dispositifs pour l'admission et l'évacuation du gaz, des enceintes pour la circulation d'un agent de refroidissement, et de placer les conduites à gaz dans ces enceintes. Ceci permet d'augmenter la durée de service des dispositifs pour l'admission du gaz dans l'enceinte du produit à traiter et pour son évacuation de cette enceinte. Il est souhaitable de disposer sur le plateau précité des rouleaux d'appui pour soutenir le produit à traiter. Ceci permet de prévenir la flexion du produit à traiter pendant son chauffage et de supprimer ainsi l'apparition de déformations résiduelles La réalisation constructive de l'installation conforme à l'invention permet d'automatiser l'admission du gaz dans l'enceinte, obturée d'une manière étanche du produit à traiter animé d'un mouvement de rotation. En outre, une telle installation permet de résoudre le problème de l'augmentation de la durée de service des tubes utilisés pour le transport de matériaux abrasifs aussi bien dans des milieux liquides que dans des milieux gazeux, ainsi que d'augmenter les débits et les vitesses des matériaux à transporter. L'augmentation de la durée de service des tubes se traduit parut abaissement des frais d'exploitation des installations pour le transport des matériaux abrasifs. Pour expliquer l'invention, on décrit plus bas, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'installation en faisant l'objet, avec référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente l'installation en position initiale (vue en élévation) - la figure 2 représente la même installation après le traitement d'un produit - la figure 3 représente une vue en plan de l'installation dans la position représentée sur la figure 1 - la figure 4 représente schématiquement le dispositif pour l'admission du gaz dans l'enceinte du produit à traiter et le mécanisme de rotation du produit à traiter (coupe suivant un plan vertical passant par l'axe longitudinal) - la figure 5 est une vue schématique illustrant l'admission du gaz de cémentation dans l'enceinte du produit à traiter et l'évacuation du gaz usé de cette enceinte. L'installation pour la cémentation gazeuse de la surface cylindrique intérieure de produits est montée sur un support avec des montants 1 et 2 (figures 1, 2 et 3). Sur le montant 1 est fixé en porte-à-faux un dispositif 3 pour l'admission du gaz dans l'enceinte du produit 4 à traiter (montré en traits interrompus). Le dispositif 5 pour l'évacuation du gaz de l'enceinte du produit 4 à traiter est disposé dans l'alignement du dispositif 3 d'admission du gaz et est fixé en porte-à-faux sur le montant 2. Chacun des dispositifs 3 et 5 a son propre actionneur 6 (figure 4) pour son déplacement longitudinal, par exemple un vérin pneumatique, dans les chambres duquel débouchent des canaux 7 et 8, percés dans la masse du montant 1, pour le passage de l'air comprimé. Au point de vue conception les actionneurs 6 sont analogues. Lorsque les actionneurs 6 écartent les dispositifs 3 (figure 1) et 5, ils permettent l'engagement du produit à traiter 4 entre lesdits dispositifs, et lorsqu'ils les rapprochent, le produit 4 se trouve serré entre leurs extrémités. Sur l'un des montants 1 ou 2, ou sur les deux, on peut monter un actionneur de rotation 9 qui fera tourner en commun le produit à traiter 4 et les dispositifs 3 et 5 appliqués sur ses extrémités et assurant respectivement l'admission du gaz de cémentation dans le produit 4 et lséva- cuation du gaz usé de l'enceinte de ce produit. L'actionneur de rotation 9 comprend un moteur 10 (figure 4) à courant continu, lié cinématiquement au dispositif 3 d'admission du gaz (et d'une manière analogue au dispositif 5 d'évacuation dii gaz) par un engrenage 11 (figure 4) par l'intermédiaire d'entraineurs 12 (figure 4) et de contreflasques 13. Les dispositifs 3 et 5 (figure 1) sont respectivement disposés à l'intérieur des tiges 14 des vérins pneumatiques constituant des actionneurs 6 (figure 4) de déplacement longitudinal. Le dispositif 3 pour l'admission du gaz est équipé d'un raccord rotatif ou collecteur 15 mis en communication avec des conduites 16, 17, 18 et avec un distributeur 19 qui assure l'admission et la coupure automatique du gaz, ainsi que d'une conduite à gaz 20. Le dispositif 3 pour l'admission du gaz et le dispositif 5 pour l'évacuation du gaz usé peuvent comporter des moyens de refroidissement. Pour cela, suffit d'admettre un agent de refroidissement,par exemple de l'eau,à l'aide de conduites 21 mises en communication avec les enceintes de refroidissement des dispositifs 3 et 5 par l'intermédiaire de raccords rotatifs ou collecteurs 22, et de monter coaxialement dans ces enceintes de refroidissement les conduites à gaz 20. L'installation comporte un dispositif 23 (figure 1) pour le chauffage du produit, comprenant un inducteur de chauffage 24 et un inducteur-thermostat 25 (ou bien un seul inducteur) montés sur un plateau 26 équipé d'un actionneur de déplacement longitudinal (non représenté sur les dessins) et monté mobile suivant des guides horizontaux 27. Pour soutenir le produit 4 chauffé et prévenir sa flexion, il est prévu sur le plateau 26 des rouleaux d'appui 28. Pour le refroidissement consécutif de produit 4, il est prévu un dispositif 29 (asperseur annulaire) raccordé à un groupe motopompe 30 refoulant le liquide de refroidissement aspiré dans une capacité 31. Pour le déplacement transversal du produit 4 à traiter, il est prévu dans l'installation un dispositif de présentation 32 réalisé sous la forme dtune table à rouleaux ou d'un tablier incliné avec un mécanisme 33 à leviers, et un dispositif de réception 34 avec un mécanisme 35 à leviers. Des verrouillages électromécaniques de types connus en soi sont employés dans l'installation pour la mise en marche et l'arrêt des actionneurs des dispositifs. Le dispositif fonctionne de la façon suivante, Le produit à traiter 4 (figure 1), par exemple un tube, se trouvant sur le mécanisme de présentation 32, est amené par le mécanisme à leviers 33 (figure 3) en position d'alignement par rapport aux dispositifs 3 et 5 (figure 1). Ensuite l'air comprimé est admis à la chambre du vérin d'actionnement 6(figure 4) par l'intermédiaire du canal 7. Le vérin 6 fait alors déplacer le dispositif 3 vers le dispositif 5, lequel est lui-même déplacé par son propre actionneur 6, de sorte que les dispositifs 3 et 5 Viennent serrer le produit (tube) à ses deux bouts. La forme des extrémités coniques des dispositifs 3 et 5 (figure 1) s'appliquant sur le produit 4 (figure 4) est telle qu'elle assure l'obturation étanche de l'enceinte intérieure du produit 4 à traiter. Ensuite le mécanisme à leviers 33 (figure 3) revient en position initiale. Simultanément il y a admission automatique du gaz de cémentation dans l'enceinte du produit (tube) 4 par les conduites 17 et 18 (figures 4 et 5), le distributeur 19 et la conduite 16 à travers le-raccord rotatif 15 et la conduite à gaz 20 du dispositif 3 d'admission du gaz. Une fois l'enceinte du produit 4 remplie de gaz de cémentation, les actionneurs 9 (figure 1) se mettent automatiquement en marche et font tourner les dispositifs 3 et 5 en commun avec le produit à traiter 4. En même temps l'agent (eau) de refroidissement du dispositif 3 y est- -admis par l'intermédiaire de la conduite 21 (figure 4) et du raccord rotatif ou collecteur 22. Le dispositif 5 a un circuit de refroidissement analogue. Le groupe moto-pompe 30 aspirant l'eau de la capacité 31 (figures 1 et 2) fournit aussi l'eau de refroidissement aux inducteurs 24 et 25 et à l'asperseur 29. Ensuite l'actionneur de déplacement longitudinal du plateau 26 se met en marche et le dispositif -23 de chauffage du produit à traiter entre en action. Durant le déplacement du plateau 26 le long du produit à traiter 4, celui-ci est successivement chauffé par les inducteurs 24 et 25, puis refroidi par l'asperseur 29. Dans la position représentée sur la figure 2, l'actionneur de déplacement du plateau 26 et les actionneurs 9 de rotation des dispositifs 3 et 5 sont automatiquement arrêtés et les inducteurs 24 et 25 débranchés. Ensuite, à l'aide du distributeur 19 (figure 4), on remplace l'admission de gaz de cémentation par l'admission d'un gaz inerte pour le soufflage de l'enceinte du produit 4. Après achèvement du soufflage du produit 4, s'effectuent automatiquement la mise en action du mécanisme à leviers 35 (figure 3) et le branchement sur l'admission d'air du canal 8 (figure 4) de l'actionneur 6 de déplacement longitudinal du dispositif 3 (le dispositif 5 est lui aussi déplacé d'une manière analogue). il s'ensuit l'écartement des dispositifs 3 et 5 et la libération du produit 4, qui arrive alors sur le dispositif de réception 34 (figure 3), par exemple sur un tablier ou sur une table à rouleaux. Après transfert du produit 4 au dispositif de réception 34, le mécanisme à leviers 35 revient à sa position initiale0 Simultanément, la marche de l'actionneur de déplacement longitudinal est inversé, et le plateau 26 revient en position initiale (montrée sur la figure 1) ; à la fin de sa course, lactionneur de déplacement longitudinal, le groupe motopompe 30 et l'admission de l'agent de refroidissement aux dispositifs 3 et 5 sont automatiquement arrêtés. Ceci termine le cycle de traitement du produit (du tube). Le traitement du produit suivant s'effectue de la meme manière. Les opérations de traitement du produit pendant le cycle s'effectuent automatiquement, à l'aide de verrouillages électromécaniques connus. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Installation pour la cémentation gazeuse de surfaces cylindriques intérieures, du type comprenant un support avec des montants sur lesquels sont fixés en-porte-àfaux, respectivement, un dispositif pour l'admission du gaz de cémentation dans l'enceinte intérieure du produit à traiter et un dispositif pour l'évacuation du gaz de cette enceinte, ces dispositifs étant équipés chacun dgun actionneur pour leur déplacement longitudinal et pour leur serrage contre les extrémités correspondantes du produit à traiter, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un actionneur pour la rotation du produit à traiter conjointement avec le dispositif pour l'admission du gaz de cémentation dans l'enceinte du produit àtraiter et avec le dispositif pour l'évacuation dudit gaz de ladite enceinte, et un raccord rotatif ou collecteur mis en communication avec la conduite à gaz du dispositif d'admisSion du gaz de cémentation dans l'enceinte du produit à traiter, et que des dispositifs de chauffage et de refroidissement dû produit à traiter sont montés sur un plateau équipé d'un actionneur pour son déplacement longitudinal sur des guides horizontaux. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif pour l'admission du gaz comporte avec une enceinte par laquelle passe un agent de refroidissement et dans laquelle est disposéé ladite conduite à gaz. 3. Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que sur ledit plateau mobile sont montés des rouleaux d'appui-pour soutenir le produit à traiter