Brevet FR2430282A1 — publié le 19800201

La présente invention est relative à un dispositif d'extraction de corps tubulaires métalliques hors de leur coquille de moulage. Elle s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, à l'extraction de tuyaux en fonte coulés en coquille dans une machine à centrifuger. La phase d'extraction hors de sa coquille de moulage d'un corps tubulaire, par exemple coulé par centrifugation, exige que l'on exerce un effort de traction axial pour faire sortir le corps tubulaire, qui adhère plus ou moins aux parois de la coquille, alors qu'il est encore chaud. Cet effort est habituellement exercé au moyen d'un dispositif d'extraction comportant une pince d'extraction mobile coaxialement à la coquille et comprenant une série de mors mobiles radialement. En faisant saillir radialement les mors, ceux-ci s'agrippent fortement à la paroi interne du corps tubulaire et servent de points d'appui pour la force d'extraction exercée ensuite sur la pince. Dans les dispositifs d'extraction connus de ce type (voir par exemple le brevet français nO 2 085 363), les mors sont répartis régulièrement autour d'une circonférence située dans un plan perpendiculaire à l'axe d'extraction. La pince s'agrippe donc sur une surface de la paroi interne du tuyau centrifugé à extraire limitée à une partie d'un cercle unique. Par conséquent, si l'on extrait le tuyau trop t5t après la coulée, alors qu'il est juste solidifié, on risque ou bien l'arrachement du tuyau, ou bien la détérioration de sa paroi intérieure,ou bien encore des déformations locales de cette paroi par les mors d'extraction. Or, l'extraction la plus précoce possible du tuyau présente plusieurs avantages : d'une part, on raccourcit la durée pendant laquelle la coquille est soumise a de séveres contraintes thermiques, ce qui allonge sa durée de service; d'autre part, on accélère la cadence de production; de plus, on limite la dissipa tionsdes calories emmagasinées par le tuyau centrifugé, ce qui. permet d'utiliser les calories disponibles dans un four de traitement thermique ultérieur. L'invention a pour but de fournir un dispo sitif d'extraction qui permette sans risque d'extraire le tuyau ou analogue plus tt après la fin de la coulée. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif du type précité, caractérisé en ce que les mors sont répartis dans au moins deux plans radiaux distincts de la pince. Cet agencement se combine particulièrement bien avec celui du brevet FR 2 085 363 précité. En effet, dans ce brevet, chaque mors est articulé à l'extrémité d'un levier lui-même articulé sur une poutre de support et est actionné par un piston radial. Dans ce cas, une conduite de fluide unique débouchant sous une même section sur le caté radialement interne de tous les pistons permet de déplacer simultanément les mors et d'assurer une méme force de serrage du corps tubulaire pour chacun d'eux, meme Si le dispositif est mal centré et/ou si ce corps est intérieurement irrégulier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée & titre d'exemple-non limitatif et en regard du dessin annexé, -sur lequel la Fig. 1 est une vue schématique d'ensemble à petite échelle, en élévation latérale,d'une installation de centrifugation de type de Lavaud munie d'un dispositif d'extraction suivant l'invention; la Fig. 2 est une vue partielle en coupe longitudinale, à plus grande échelle, de la pince d'extraction à l'intérieur d'un tuyau centrifugé, en position de repos; la Fig. 3 est une vue extérieure à plus petite échelle de la pince d'extraction, certains éléments étant enlevés pour la clarté du dessin;; la Fig. 4 est une vue partielle en coupe prise suivant la ligne 4-4 de la Fig. 3, relative à une variante de pince d'extraction suivant l'invention; la Fig. 5 est une vue analogue à la Fig. 2 de la pince d'extraction en position active. Suivant l'exemple d'exécution de la Fig. 1, l'invention est appliquée à une installation de centrifugation de type de Lavaud pour la coulée de tuyaux en fonte par centrifugation. Cependant, elle est applicable également à- toute installation d'un autre type ou se pose également le problème de l'extraction des corps tubulaires coulés. L'installation représentée comporte un chariot principal I qui porte une coquille rotative 2 de coulée par centrifugation. Le chariot~ 1 est animé d'un mouvement de translation sur un chemin de roulement 3. Il est alimenté en fonte liquide par une poche de coulée basculante 4 et un canal de coulée 5 déversant progressivement le métal liquide sur toute la longueur de la coquille 2 lors de la translation du chariot 1. Un autre chariot 6, dit chariot d'extraction ou chariot extracteur, est mobile en translation sur un chemin de roulement 7 situé longitudinalement dans le prolongement du chemin 3. Le chariot extracteur 6 est muni d'une poutre tubulaire 8 en porte à faux dont l'axe X-X à peu près horizontal est confondu avec icelui de la coquille 2, au moins lorsque le chariot 1 arrive dans la position représentée de fin de coulée. La poutre tubulaire 8 est montée rotative, par exemple librement rotative, autour de l'axe X-X et porte à son extrémité libre une pince d'extraction 9 qui va être décrite ci-après en détail en regard des Fig. 2 àS. Dans l'extrémité libre de la poutre 8 est fixé sans jeu radial un manchon 10. Dans un plan radial P de celui-ci proche de l'extrémité de la poutre 8 sont percés cinq alésages radiaux 11 régulièrement répartis. Cinq autres alésages radiaux 12 régulièrement répartis et décalés angulairement de 18 par rapport aux précédents traversent le manchon 10 dans un second plan radial Q de celui-ci plus éloigné de l'extrémité de la poutre 8 que le plan P. Les plans P et Q sontespacés~l'un de l'autre d'une distant d.Tdus les alésages 11,12 ont le même diamètre. La poutre 8 est percée en regard de chaque alésage 11,12 d'un trou circulaire 13 de même diamètre. Dans. l'alésage axial 14 du manchon 10 est fixée sans jeu une douille cylindrique 15 de même longueur qui comporte un conduit axial borgne 16 partant de son extrémité interne. Du conduit 16 partent radialement dix passages radiauxidentiques 17 dont chacun debouche à la base d'un alésage 11,12 du manchon 10. Le diamètre des passages 17 est inférieur à celui des alésages 11, 12. Une conduite d'alimentation 18 s'étendant dans la poutre 8 suivant l'axe X-X est raccordée à joint étanche à l'entrée du conduit 16. En variante, le manchon 10 et la douille 15 pourraient constituer une pièce unique comme représenté à la Fig. 4. Un piston 19 constitué par un cylindre à tête extérieure 20 bombée coulisse à joint étanche dans chacun des alésages 11, 12. La longueur des pistons 19 est telle que leur tête 20 dépasse légèrement à l'extérieur de la poutre 8 lorsqu'ils sont rétractés au maximum, c'est-à-dire en appui sur la douille 15. La pince 9 comporte dix leviers articulés 21 identiques régulièrement répartis ci rconfé rentie llement autour de la poutre 8. Chaque levier 21 comporte une extrémité 22 articulée sur une oreille radiale 23 en saillie sur la poutre 8; à partir de cette extrémité, il s'étend vers l'extrémité de la poutre, et sur son extrémité libre est articulé dans un plan axial un mors 24 constitué par un sabot dont la surface radialement extérieure présente un moletage ou des aspérités analogues. Chaque levier 21 est rappelé vers la poutre 8 par un ressort hélicoïdal de traction 25 tendu à travers un trou 26 de cette poutre entre un point intermédiaire 27 du levier et une oreille radiale 28 prévue sur la conduite 18. Chaque levier 21 se trouve dans le demi--plan radial d'un alésage 11 ou 12. Les cinq leviers 21 correspondant aux alésages 12 sont décalés axialement de la distance d par rapport aux cinq autres, et il en est de même des oreilles 23 et 28 et des trous 26 associés. La position de ces éléments est telle que chaque levier 21 prend appui sur une tête de piston 20 par un point situé sensiblement au droit du point d'articulation de son mors 24. Il y a donc deux jeux de cinq leviers 21 et, de façon correspondante, deux jeux de cinq mors 24. Dans la position de repos de la pince 9, représentée à la Fig. 2, les leviers 21 s'étendent à peu près parallèlement à l'axe X-X et permettent une libre introduction de la poutre 8 dans la coquille 2 contenant un tuyau centrifugé T. Le fonctionnement du dispositif d'extraction 6*9 est le suivant. Un tuyau T venant d'être coulé et le chariot 1 de centrifugation étant à l'arrêt, le chariot extracteur 6 est approché du chariot 1 de manière à introduire s.a pince- d'extraction 9 à l'intérieur du tuyau T centri fugué, 1) Position de repos de la pince -9-C-Fig. 2) Lors de cette introduction, le conduit 18 n'est pas alimenté en fluide sous pression. Les ressorts 25 maintiennent donc les deux jeux de cinq mors au contact des pistons radiaux 19 et au voisinage de la poutre tubulaire de support 8. Les mors 24 ne sont donc pas au contact de la paroi interne du tuyau T, qui tourne sur luimême à grande vitesse du fait qu'il est entraîné en rotation par la coquille 2. 2) Expansion radiale de la pince 9 (Fig. 5) Pour que la pince 9 agrippe intérieurement le tuyau T, le conduit 18 est alimenté en fluide sous pression, qui peut être de l'eau, de l'huile ou tout fluide moteur approprié. Ce fluide est distribué - par le conduit 16 et les passages 17 aux alésages radiaux 11 et 12 en poussant simultanément tous les pistons 19 radialement vers l'extérieur. Les pistons 19 éloignent donô simultanément de l'axe X-X tous les mors 24 en tendant les ressorts 25 et en écartant tous les leviers 21 de la poutre de support 8. Etant donné que les pistons 19 se déplacent tous à la même vitesse et fournissent tous la même poussée radiale, les deux jeux de mors 24 s'appliquent simultanément avec une force égale sur la paroi interne du tuyau T centrifugé. On remarque que ceci reste vrai même si la pince 9 ne se trouve pas parfaitement centrée dans l'axe X-X de la coquille 2 ou si la paroi interne du tuyau T n'est pas parfaitement circulaire ou présente des irrégularités superfieielles. En effet,les pistons radiaux 19 des deux jeux de mors 24 sont indépendants les uns des autres et soumis à la même pression de fluide s'exerçant sur des sections de piston égales. En outre, les articulations des mors 24 sur les leviers 21 leur permettent de s'orienter automatiquement au contact de la paroi du tube T.Les mors 24 s'agrippent donc fermement au tuyau T et permettent son extraction hors de la coquille, lors du recul ultérieur du chariot extracteur 6, sans glissement des mors par rapport à la paroi interne du tuyau. Lors de l'extraction, les efforts de traction sont supportés par chacun des leviers 21; les pistons radiaux,n'exerçant sur ceux-ci que des efforts de serrage purement radial, par simple appui ponctuel, ne sont soumis à aucun effort de flexion et ne subissent aucun grippage. 3) Séparation du chariot extracteur 6 et du tuyau Tdémoulé Pendant la sortie du tuyau T hors de la coquille 2, des supports coudés pivotants 28 viennent se placer sous le fut de ce tuyau (Fig. 1). Lorsque le tuyau T est complètement dégagé de la coquille 2, donc démoulé, le conduit 18 est mis à la décharge. La pince 9 revient alors dans sa position rétractée de la Fig. 2 sous l'effet des ressorts 25. Puis le chariot extracteur 6, continuant son recul, fait sortir complètement la pince 9 hors du tuyau T. Enfin, celui-ci est évacue. Le dispositif d'extraction de l'invention présente les avantages suivants. Grâce à la présence de deux jeux de mors, la force de serrage de la pince 9 sur le tuyau T est deux fois plus grande a pression égale de fluide que pour un seul jeu de mors. Mais aussi la surface de contact entre les mors 24 et la paroi interne du tuyau T est deux fois plus élevée, ce qui épargne à ce tuyau des déformations ou des détériorations locales, d'autant plus que le fait de prévoir deux jeux de mors décalés permet d'augmenter le nombre de mors dans le sens périphérique (voir Fig.4). L'effort de traction, réparti entre les deux jeux de leviers 21 , est plus faible, unitairement, sur chaque levier 21 , ce qui diminue leur fatigue. Bien entendu, l'invention peut être appliquée à l'extraction de corps tubulaires métalliques hors de leur coquille de moulage, que ces corps soient en alliage ferreux ou non, qu il s'agisse de la coulée discontinue ou de la coulée continue,par centrifugation ou non. En variante, les pistons radiaux 19 peuvent être à double effet, ce qui permet de soulager-, voire de supprimer,les ressorts 25. En variante également, la répartition des différents mors 24 autour de l'axe X-X peut se faire sur trois plans parallèles ou plus, en disposant en conséquence les alésages 11 et 12 et les pistons radiaux 19 ainsi que les leviers de support 21. De façon générale, on peut prévoir un nombre quelconque de plans parallèles contenant chacun un jeu de mors 24. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'extraction de corps tubulaires métalliques hors de leur coquille moulage,du type ozpor- tant une pince d'extractionmobile coaxialement a la coquille et comprenant une série de mars mobiles radialement, caractérisé en ce que les mors (24) sont répartis dans au moins deux plans radiaux distincts (P,Q) de la pince (9). 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une commande unique (18) pour tous les mors (24). 3.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque mors (24) est articulé à une extrémité d'un levier (21) dont l'autre extrémité (22) est articulée sur une poutre de support (8,. 4.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que tous les leviers (21) ont la même longueur. 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque mors (24) est actionné par un piston radial (19). 6.- Dispositif suivant les revendica-. tions 3 et 5 prises ensemble , caractérisé en ce que l'extrémité de chaque levier (21) portant le mors (24) est sollicitée élastiquement en appui simple sur le piston (19) associé au droit du point d'articulation du mors. 7.- Dispositif suivant les revendications 2 et 5 prises ensemble , caractérisé en ce que la commande unique consiste en une conduite de fluide (18) débouchant sous une même section sur le côté radialement interne de tous les pistons (19). 8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, d'un plan radial (P) à un autre (Q), les mors (24) sont décalés circonférentiellement.