Brevet FR2445391A1 — publié le 19800725

La présente invention concerne la protection des surfaces au moyen de revbtements et a notamment pour objet une installation pour l'émaillage de tubes en continu. Actuellement on utilise dans le monde entier la méthode d'émaillage des tubes-au four, qui est constamment perfectionnée gracie à la création d'installations mordernes. Toutefois, l'utilisation de fours de grillage constitue un grand obstacle au développement de 11 émaillage à l'échelle industrielle, ce qui réduit le domaine d'application des revêtements en verre-émail ou émail vitrifié pour la protection du métal dont sont fabriqués de nombreux articles dans différentes branches de l'industrie. Cela s' explique par le fait qu'il est impossible d'observer et de contrôler le processus de cuisson (fusion) de la barbotine d'émail dans les fours de grillage, d'où le risque de surcuisson et de brûlage de la mince couche de barbotine d'émail. En outre, quand on utilise des fours de grillage, les processus d'application de la barbotine d'émail, de séchage, de dressage et de refroidissement des tubes s1 effectuent sur des installations distinctes, ce qui nécessite des aires de production supplénentaires pour leur implantation. Les fours de grillage modernes sont équipés de monte-charges télescopiques puissants et de grandes installations mécaniques, hydrauliques et électrotechniques destinées à maintenir de hautes températures dans les fours. Cela crée des difficultés d'entretien et complique toute l'installation. Les tubes à émailler doivent satisfaire à des exigences sévères en ce qui concerne la résistance mécanique du métal dont ils sont fabriqués et dont l'épaisseur doit être égale en tous points du tube. Néanmoins, dans les fours de grillage, les tubes subissent des fléchissements, ce qui influe sur la qualité du métal. Aussi, pour éliminer ces fléchissements, utilise-t-on des machines à dresser qui compliquent l'-installation. I1 existe une méthode d'émaillage des tubes par induction qui permet d'éliminer les inconvénients mentionnés. Dans ce cas, l'application en continu du revatement d'émail s'effectue soit sur la surface intérieure, soit sur la surface extérieure des tubes, ou encore sur les deux surfaces simultanément. En cas d'utilisation de cette méthode toutes les opérations technologiques s'effectuent successivement et simultanément : application de la barbotine d'émail, séchage cuisson et refroidissement des tubes. Le rendement de l'installation lors de l'utilisation du procédé par induction est de 5 à 8 fois supérieur à celui de l'émaillage au four.En outre, dans le cas de l'émaillage des tubes par induction, on peut réaliser des réparations locales des endroits défectueux du revêtement sans éliminer tout le revêtement des tubes, tandis que lors de l'émaillage au four il est nécessaire, dans ce cas, d'éliminer l'émail de toute la surface des tubes, en commençant par éliminer émail de la surface du métal et en terminant par plusieurs cycles d'application, de séchage et de cuisson des revêtements ou d'enrobage des endroits défectueux avec des "plombs" en platine ou en or. On connait des installations pour la mise en oeuvre du procédé d'émaillage de tubes par induction (cf., par exemple, Bundes Republik Deutschland Patentamt n02503232) qui comprend un retourneur avec des griffes pour la réception des tubes amenés par un transporteur et pour leur déplacement d'une position horizontale à une position verticale, un mécanisme d'application de la barbotine d'émail au moins sur un côté du tube sortant du retourneur, des dispositifs de chauffage pour le séchage et la cuisson de la barbotine d'émail et un dispositif pour le transfert des tubes aux postes technologiques successifs. En tant que dispositif de transfert sont utilisés deux rotors verticaux montés l'un près de l'autre et munis de griffes pour le maintien des tubes en position verticale lors de leur transfert 8 de Zur traitement; l'un desrotors est un rotor de réception et de déchargement, tandis que l'autre est un rotor de travail déplaçant les tubes par rapport aux postes de travail. Un mécanisme de transmission est prévu pour faire passer les tubes d'un rotor. à l'autre. Au rotor de réception et de déchargement est joint un transporteur servant à déplacer les tubes en position horizontale et dans lequel est incorporé un retourneur pour la mise des tubes en position verticale lors de leur transmission au rotor de réception et de déchargement, et pour leur remise en position horizontale lors de l'enlèvement des tubes de ce rotor. Chaque tube est équipé d'une tête démontable fixée sur l'une de ses extrémités et servant à retenir les tubes sur le rotor de réception et de déchargement, ainsi que dans les chariots du rotor de travail, mobiles sur des guidages verticaux. Dans cette installation connue, l'application de la barbotine d'émail de fond et celle de la barbotine d'émail de couverture, qui s'effectuent à deux postes de travail, son séchage et la cuisson (fusion) de la' barbotine d'émail sont difficiles à réaliser, du fait que lors du déplacement du tube sur les rotors et sur les guidages verticaux par rapport aux postes-de travail (postes technologiques) le maintien du tube en position verticale n'est pas assuré, et qu'en cas d'arrêt des rotors il se produit un balancement des tubes, entrainant leur désalignement dans les zones d'application, de séchage et de caisson de la barbotine d'émail, conduisant à des revêtements défectueux, à un abaissement du rendement de l'installation et à une sécurité amoindrie du personnel de service.La présence de deux postes de travail pour l'application des barbotines d'émail complique la construction de l'installation et accroSt la longueur du chemin que doit parcourir le tube au cours de son traitement. Le recours à deux rotors verticaux montés l'un près de l'autre complique la construction de l'installation, nécessite le passage des tubes d'un rotor à l'autre, tandis que la présence des guidages et des chariots sur le rotor de service augmente sensiblement le poids des parties tournantes du rotor et la longueur du traJet des tubes à traiter. Tout cela affecte la fiabilité de l'installation en fonctionnement. Le transporteur et le retourneur de la construction décrite ne permettent de déplacer de la position horizontale à la position verticale que des tubes de longueur et de diamètre déterminés. Le fait que les griffes des rotors soient en forme de "fourche" ne permet pas l'émaillage- de tubes dé différents diamètres et diminue -en même temps la fiabilité du levage (de l'enlèvement) des tubes par le retourneur et du transfert des tubes sur les rotors et sur les guidages dans les chariots, ce qui contribue à diminuer encore plus la sécurité du personnel de service. Compte tenu des inconvénients qui précèdent, l'invention vise une installation pour l'émaillage de tubes en continu dans laquelle le dispositif de txfert s=mxtriAisé deon à assurer l'émaillage, des deux côtés, de tubes de n'importe quel diamètre et de n'importe quelle longueur. Ce but est atteint du fait que l'installation pour l'émaillage de tubes en continu, du type comprenant un retourneur avec des griffes pour la réception des tubes amenés par un transporteur d'amenée et pour leur déplacement d'une position horizontale à une position verticale, un mécanisme d'application de la barbotine d'émail au moins sur un côté du tube sortant du retourneur, des dispositifs de chauffage pour le séchage et la cuisson de la barbotine d'émail et un dispositif pour le transfert des tubes à des postes technologiques successifs, est caractérisée, suivant l'invention, en ce que le retourneur est monté mobile sur des guidages disposés dans des plans verticaux parallèles, à raison d'au moins un guide dans chaque plan, et que chaque guidage comporte un premier tronçon disposé sensiblement horizontalement, un deuxième tronçon incliné, adjacent au premier, et un troisième tronçon sensiblement vertical pour assurer le transfert des tubes du retourneur à un chariot monté dans un dispositif de transfert se présentant sous forme d'un monorail comprenant des tronçons fixes et des tronçons mobiles se déplaçant conjointement avec le tube dans un plan vertical lors de la réalisation du processus d'émaillage. Il est possible de disposer dans chacun des plans précités deux guidages dont chacun comprend les tronçons mentionnés, ces deux guidages étant orientés l'un par rapport à l'autre de manière-que leur tronçon horizontal soit commun et que leurs tronçons verticaux soient parallèles l'un à l'autre. Le monorail a de préférence la forme d'un anneau ouvert à disposition alternée de ses tronçons précités, et dans les zones de déplacement des tronçons mobiles du monorail sont disposés des guidages suivant lesquels se déplacent lesdits tronçons mobiles et qui sont montés sur des colonnes. L'avantage de l'invention réside avant tout dans le fait que la construction perfectionnée et l'utilisation de mécanismes interdisant le balancement des tubes en position verticaleet permettant de réaliser l'alignement du tubé lors de son mouvement de haut en bas et de bas en haut dans les zones d'application, de séchage et de cuisson de la barbotine d'émail permettent dans une large. mesure de faciliter et d'améliorer la qualité de l'application de la barbotine et de maintenir les régimes optimaux de séchage de celle-ci de cuisson et de refroidissement du revêtement d'émail un autre avantage de l'invention réside dans le fait que le dispositif de transfert est conçu sous forme d'un retourneur à guidages permettant de monter (ou d'enlever), en vue de leur émaillage des deux côtés, des tubes de longueurs et de diamètres différents. Encore un autre avantage de l'invention réside dans l'utilisation d'un monorail annulaire composite; qui comprend des tronçons fixes et des tronçons mobiles sur des guidages, et qui est de construction compacte permettant de réduire l'aire de production nécessaire pour l'implantation de l'installation, de diminuer la consommation de métal pour sa fabrication, et de réaliser l'émaillage à des vitesses différentes tout en préservant la qualité requise du revêtement. L'installation conforme à l'invention a un rendement plus élevé et un poids plus faible de ses parties tournantes, un dispositif de transfert plus simple et plus perfectionné', et un poids total plus faible que les installations connues. Tout cela permet de réduire les rebuts et le prix de revient des tubes émaillés. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaitront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique développée illustrant le processus de transfert et d'émaillage des tubes - la figure 2 est une vue d'ensenble de l'installation proposée pour l'émaillage de tubes en continu, les traits tiretés montrant la position extrême supérieure de la flèche du retourneur lors de l'amenée et de l'enlève- ment des tubes de l'installation - la figure 3 est une vue schématique du retourneur avec les deux guidages disposés dans chaque plan vertical - la figure 4 est une vue en coupe suivant IV-IV de la figure 2, c'est-à-dire une vue en plan du monorail annulaire avec les chariots et leur commande de déplacement - la figure 5 est une vue à plus grande échelle de la partie encerclée "A" de la figure 2 - la figure 6 est une vue suivant la flèche "B" de la figure 4 - la figure 7- est une vue à plus grande échelle de la partie encerclée *C" de la figure 2 - la figure 8 est une vue à plus grande échelle de la partie encadrée "E" de la figure 4 - la figure 9 est une vue à plus grande échelle de la partie encerclée "D" de la figure 2. Compte tenu du caractère des travaux à exécuter sur l'installation, celle-ci est divisée en postestechnologiques pour l'exécution des opérations suivantes (figure 1) a) déplacement du tube de la position horizontale à la position verticale b) application de la barbotine d'émail sur le tube c) séchage de la barbotine d'émail d) cuisson de la barbotine d'émail e1...e4) refroidissement du revêtement et du métal du tube. Le poste "a" de l'installation comprend un convoyeur télescopique 1 (figure 1) avec des rouleaux abaissables 2, un retourneur 3 constitué par une flèche 4 avec des rouleaux 5 et muni d'organes de maintien tels que, par exemple, des griffes, qui sont réglables en fonction du diamètre des tubes et dont l'une est une griffe-crapaudine ou griffe de soutien inférieure 6 à cames ou analogues incorporées 6a, et l'autre, une griffe 7. Les griffes 6 et 7 sont entrainées en mouvement par des mécanismes d'en trainement, par exemple des vérins pneumatiques. Pour éviter l'endoaagement de la couche d'émail, les griffes fixent le tube 8 avec un faible jeu. Le tube 8 comporte une tête technologique 9. La flèche 4 du retourneur 3 est montée sur des guidages curvilignes placés dans des plans verticaux parallèles. Par exemple, il peut y avoir un guidage dans chaque plan, et dans ce cas, le guidage 10 (figure 2) est composé de trois tronçons : un tronçon Il disposé horizontalement, un tronçon incliné 12 adjacent au tronçon 11, et un tronçon 13 adjacent au tronçon 12 et disposé sensiblement verticalement. On peut aussi prévoir dans chaque plan, deux guidages dont le guidage 10 (figure 3) possédant les tronçons 11, 12, 13 mentionnés et un guidage 14 constitué par un tronçon 15 et par un tronçon 16 disposé sensiblement verticalement et adjacent au tronçon 15.Les deux guidages 10 et 14 sont orientés l'un par rapport à l'autre de sorte que le tronçon hori zontal 11 leur soit commun et que les tronçons verticaux 13 et 16 soient parallèles l'un à l'autre. Dans le retourneur 3 est incorporé un treuil 17 destiné à faire passer les tubes 8 de la position horizontale à la position verticale et vice-versa. Le poste "b" (figure 1) de l'installation comprend un chariot 18 équipé d'organes de maintien tels que par exemple des griffes articulées 19 (figure 5) à autoverrouillage, qui maintiennent le tube 8 en position verticale par l'intermédiaire de sa tête technologique 9. Le chariot 18 est monté sur un dispositif de transfert se présentant sous forme d'un monorail annulaire ouvert 20 (figure 2) comprenant des tronçons fixes 21 (figure 6) et mobiles 22. Le poste "b" (figure 1) comprend aussi un dispositif 23 servant à l'application de la barbotine d'émail et possédant des réservoirs 24 et 25 pour la barbotine de fond et la barbotine de couverture respectivement. Le déplacement du chariot 18 avec le tube 8 sur le monorail 20 est assuré par un mécanisme comprenant une commande 26, une manivelle d'entrainement 27 (figure 4), une barre de guidage 28 et un dispositif à croix de Malte 29 relié à cette dernière. L'extrémité de la barre de guidage 28 possède une chape ou fourche 30 (figure 8) à fente orientée verticalement, le chariot, 18 entrant en prise avec cette chape 30 à l'aide d'un doigt 31 correspondant. Le poste "c" (figure 1) comprend un chariot 32 (figure 9) sur lequel est fixé le tronçon mobile du monorail 22 et qui est équipé de freins 33 à fonctionnement automatique, par exemple du type à cales, prévus pour le cas de rupture du cabale, ainsi qu'un dispositif d'arrêt 34 du type à gabarit pour la fixation du chariot 18 par rapport au tronçon mobile du monorail 22. Pour le déplacement vertical du chariot 32 (figure 2) sont prévus des guidages 35 montés sur des colonnes 36, ainsi qu'un mécanisme 37. Pour éviter les chocs et assurer la mise en coincidence fiable des tronçons mobiles 22 avec les tronçons fixes 21, le câble du mécanisme 37 est associé à un dispositif de compensation constitué par une poulie suspendue 38, un contrepoids 39, un ressort 40 et uninterrupteur de fin de course 41.. Pour le séchage du tube 8 enduit de barbotine d'émail, il est prévu un dispositif de chauffage sous forme d'un inducteur 42 et d'une chambre 43 pour le déplacement vertical du tube 8. Le poste "d" est conçu de la même façon que le poste nC". Aux postes "e1, e2, e3, e4" se trouvent des dispositifs 44 pour-le refroidissement forcé des tubes 8. L'installation conforme à l"invention fonctionne de la manière suivante. Le tube 8 préalablement nettoyé (par sablage, grenaillage ou par un autre procédé) arrive sur le convoyeur télescopique I équipé des rouleaux abaissables 2. De ce convoyeur télescopique le tube 8 est transféré au retourneur 3 au moyen de la flèche 4 pourvu des griffes 6 et 7. Ensuite les rouleaux 2 s'abaissent, et le retourneur 3, à l'aide du treuil 17, met le tube en position verticale en se déplaçant par l'intermédiaire des rouleaux 5 sur les guidages 10 jusqu'à ce que la tête de transport 9se trouve fiablement engagée dans les griffes articulées 19 à autoverrouillage du chariot 18, après quoi le treuil 17 est mis hors circuit par des interrupteurs de fin de course appropriés, ce qui permet de monter sur le monorail annulaire 20 des tubes 8 de différentes longueurs.Grâce au jeu existant entre les griffes 6 et 7 et le tube 8, la flèche 4 s'abaisse jusqu'à une hauteur déterminée pendant que ses griffes sont en position fermée. Ensuite est appliqué un signal d'ouverture, d'abord, de la griffe-crapaudine 6, et puis de la griffe 7. Si le tube n'est pas fixé dans la griffe 19, la griffe-crapaudine 6 ne s'ouvre pas grâce aux cames incorporées 6a qui s'engagent à l'intérieur du tube 8. Ensuite le chariot 18 avec le tube-8 est déplacé par la barre de guidage 28, avec laquelle il entre en prise par l'intermédiaire de la chape 30 et du doigt 31. La barre de guidage 28 est mise en mouvement au moyen du mécanisme constitué par la commande 26, la manivelle d'entrainement 27 et le dispositif à croix de Malte 29 relié à cette dernière. La barre de guidage 28 tourne avec des pauses dont la durée dépend des opérations à réaliser. Toutes les opérations à réaliser aux postes de travail a, b, c, d, e1 à e4 se déroulent simultanément et indépendamment les unes des autres. Après l'arrêt du chariot 18 au poste technologique "b", le chariot 18 se trouve sur le tronçon mobile 22 du monorail 20. L'application de la barbotine d'émail peut se faire par remplissage du tube 8 avec de la barbotine à l'aide du dispositif 23 (pulvérisation), ainsi que par immersion dans les réservoirs correspondants 24 et 25. Pour le déplacement vertical du tube 8 en cas d'utilisation de la méthode par immersion, on met en marche la commande 37 qui descend le chariot 32 sur les guidages 35 ensemble avec le tronçon mobile 22 relié à ce dernier et avec le chariot 18 qui est fixé par rapport au tronçon mobile 22 du monorail à l'aide du dispositif d'arrêt 34 du type à gabarit. En cas de rupture du câble, les freins 33 montés sur le chariot 32 fonctionnent, ce qui prévient la chute du tube 8. La descente et la montée du tube s'effectuent à une vitesse technologique donnée. La construction de la chape 30 permet d;'effec- tuer le déplacement vertical du chariot 32 sur lequel sont montés le chariot 18 et le tube 8. Lors de la montée du tube 8 vers sa position initiale le tronçon mobile du monorail 20 se rapproche du niveau des tronçons fixes 21. Dans ce cas, le doigt 31 du chariot 18 s'engage à l'intérieur de la chape 30. La mise en coincidence fiable et sans chocs du tronçon mobile 22 avec le tronçon fixe 21 s'effectue grâce à la montée du contrepoids 39, qui arrête le mécanisme 37 en agissant surl'interrupteur de fin de course 41'. Pendant qu'au poste de travail "b" se déroule l'opération d'application du revêtement d'émail, au poste de travail "c" s'effectue le séchage du revêtement, et au poste de travail "dn, l',opération de cuisson du revêtement. Les opérations de séchage et de cuisson sont réalisées par tout procédé connu, par exemple par déplacement vertical du tube 8 à travers un dispositif de chauffage 42. Le déplacement vertical du tube 8 se fait de la même manière qutau poste de travail "b". C'est ainsi que se déroule le processus d'émaillage en continu. Le refroidissement du tube 8 aux postes de travail e1 à e4 est soit un refroidissement forcé à l'aide d'un dispositif 44, soit un refroidissement naturel. Une fois le tube 8 refroidi, on le dépose au moyen du retourneur 3 dans l'ordre inverse de celui décrit précédemment, ou-bien on lui fait subir un nouveau cycle technologique pour obtenir un revêtement multicouche. Lors de l'enlèvement du tube 8 du chariot 18, un mécanisme d'actionnement approprié d'un type connu en soi assure l'ouverture forcée des griffes articulées 19. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée auxmodesde réalisation décrits et représentésqui n"ont été donnés 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 l'émaillage de tubes en continu, du type comprenant un retourneur à griffes pour la réception des tubes amenés par un transporteur et pour leur déplacement d'une position horizontale à une position verticale, un mécanisme d'application de la barbotine d'émail sur au moins un côté du tube sortant du retourneur, des dispositifs de chauffage pour le séchage et la cuisson de la barbotine d'émail et un dispositif pour le transfert des tubes aux postes technologiques successifs, caractérisée en ce que le retourneur est monté mobile sur des guidages disposés dans des plans verticaux parallèles, à raison d'au moins un guidage dans chaque plan, chacun desdits guidages possédant un premier tronçon sensiblement horizontal, un deuxième tronçon incliné adjacent au premier, et un troisième sensiblement vertical pour faire passer les tubes du retourneur à un chariot disposé dans le dispositif de transfert, ce dernier se présentant sous forme d'un monorail constitué de tronçons fixes et de tronçons mobiles se déplaçant conjointement avec le tube dans un plan vertical lors- de la réalisation du processus d'émaillage. 2. - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans chaque plan précité sont disposés deux guidages dont chacun possède les tronçons précités, ces deux guidages étant orientés de telle façon l'un par rapport à l'autre que leur tronçon horizontal soit commun et que leurs tronçons verticaux soient parallèles l'un à l'autre. 3. - Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le monorail a la forme d'un anneau ouvert à disposition alternée de ses tronçons précités, et en ce que dans les zones de déplacement des tronçons mobiles du monorail sont disposés des guidages sur lesquels se déplacent lesdits tronçons mobiles et qui sont montés sur des colonnes.