Brevet FR2480423A1 — publié le 19811016

La présente invention se rapporte à un dispositif pour assurer le refroidissement contrôlé d'un article en ruban continu, en particulier d'un ruban composite, c'est-à-dire formé d'une série de couches en des matériaux qui diffèrent les uns des autres par leurs caractéristiques physico-chimiques et techniques. Tel est le cas, par exemple,.' des plaques de couverture constituées par une tôle d'acier protégée par un matériau mauvais conducteur de la chaleur et revêtue, sur ses deux faces, d'une couche en un matériau capable de résister aux agents atmosphériques. Comme ce matériau mauvais conducteur de la chaleur est normalement coulé ou appliqué à température élevée sur le ruban continu et que les phases mécaniques ultérieures (profilage, pliage, découpage, etc.) nécessitent que le ruban soit à la température ambiante ou même à une température inférieure à la température ambiante, il est évidemment très important de refroidir ce ruban avant de procéder auxdites opérations mécaniques. L'invention vise un dispositif conduisant à un refroidissement rapide et peu coûteux du ruban. Suivant l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de gicleurs pour envoyer sur les deux faces du ruban, un brouillard d'eau destiné à se vaporiser instantanément en prélevant de la chaleur à ce ruban, des moyens pour diriger vers les deux faces du ruban, une lame d'air froid orientée tangentiellement, et un tunnel dans lequel de l'air froid circule à contre-courant en vue de compléter le refroidissement jusqu'à obtention, à la sortie , d'une température sensiblement uniforme dans toute l'épaisseur du ruban. De préférence, les gicleurs sont répartis suivant deux rangées sur les deux faces du ruban en mouvement et sont montés dans une chambre de pulvérisation délimitée par un carter comportant des moyens pour chasser la vapeur d'eau, et ce carter comprend deux éléments, l'élément supérieur étant muni d'une soupape servant à régler le débit de la vapeur chassée, tandis que l'élément inférieur comporte une vidange pour les produits condensés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme de réalisation. Sur ces dessins la figure 1 représente, de façon schématique, la fabrication selon une technique connue, d'un ruban continu, muni d'un matériau de revêtement et d'un matériau protecteur la figure 2 représente, de façon schématique, en élévation latérale et en coupe, le dispositif selon l'invention la figure 3 représente de façon détaillée les éléments servant à souffler de l'air à vitesse élevée la figure 4 est une vue en coupe du ruban, à très grande echelle ; et la figure 5 représente trois courbes (A,B,C) de variation de la Température en fonction de l'épaisseur S du ruban, ces trois courbes correspondant à trois phases différentes du refroidissement. On connaît un procédé de fabrication de plaques de couverture constituées par une tôle d'acier protégée par une couche en un matériau mauvais conducteur de la chaleur. La tôle d'acier (figure 1) contenue dans un rouleau 1 se chauffe en passant dans un bain 2 en matière thermo-plastique, maintenu à l'état fondu, à température élevée ; à la sortie de ce bain, on applique sur la tôle qui a subi ce chauffage préalable, une couche d'une matière thermo-plastique à l'état fondu 3 ; on applique ensuite, sur la face supérieure et sur la face inférieure du ruban, deux pellicules 4 en des matériaux capables de résister aux agents atmosphériques, par exemple en aluminium, en cuivre, en acier inoxydable ou en polyéthylène. On fait passer l'article ainsi obtenu entre deux cylin dres calibreurs 5 dont le rôle est d'uniformiser l'épaisseur de la couche 3 de matière thermo-plastique, introduite entre la tôle 1 et la pellicule extérieure 4. Ce procédé connu de fabrication comporte ensuite les opérations de refroidissement (en 6) de l'article obtenu, en vue de traitements mécaniques ultérieurs (en 7), par exemple le profilage et le pliage, ainsi que le découpage (en 8) de l'article terminé en pièces de dimension donnée. On comprend aisément que, pour que l'on puisse procéder correctement aux traitements mécaniques de l'article ainsi constitué, il est nécessaire que les couches de matière thermo-plastique qui le composent soient portées à la température ambiante, ou même à une température inférieure à la température ambiante afin de leur assurer une résistance mécanique suffisante pour que l'on puisse procéder aux opérations mécaniques ultérieures. Il est bien évident également que la vitesse d'entrai- nement du ruban est d'autant plus grande que l'opération de refroidissement est plus efficace et plus rapide. La figure 2 représente l'appareillage selon l'invention. On plonge le ruban 1, qui est encore à une température élevée, dans un récipient 9 dans lequel se trouve un brouillard d'eau formé par des gicleurs ou pulvérisateurs 10. Les gouttelettes d'eau qui viennent au contact de la surface chaude de l'article se vaporisent instantanément en donnant de la vapeur d'eau qui est ensuite aspirée par l'intermédiaire d'un carter adjacent 11, muni d'une soupape régulatrice 12. Dans cette chambre 9, le ruban se refroidit très rapidement en perdant sa chaleur sous l'effet du passage de l'eau de l'état liquide à l'état de vapeur. On sait, en effet, que la chaleur de vaporisation de l'eau est de 539 Cal/kg. Par conséquent, pour chaque kilogramme d'eau évaporée à l'inte- rieur de la chambre 9, on extrait 539 Cal du ruban.Grâce à un tei procédé, et à la condition de régler convenablement le débit des gicleurs 10, ainsi que leur partition dans la chambre, on parvient à une baisse tres rapide de la température du ruban, dans un espace particulièrement réduit. A la sortie de la chambre 9, sont disposés deux éléments souffleurs 13 (figure 3) qui envoient de l'air animé d'une grande vitesse tangentiellement sur le ruban, ce qui permet de chasser mécaniquement de la surface de l'article, des traces éventuelles d'eau à l'état liquide qui peuvent se présenter sur cet article, surtout si sa surface n'est pas parfaitement uniforme et lisse. A la sortie des éléments souffleurs 13, le ruban pénètre dans le tunnel 14. à l'intérieur duquel de l'air froid, entraîné par des ventilateurs 15, circule à contre-courant Ce tunnel 14 a pour rôle d'uniformiser la température du ruban dans toute son épaisseur, de provoquer l'évaporation de l'humidité résiduelle demeurant éventuellement sur l'article et de permettre le réglage de la température du ruban à l'entrée dans la profileuse ; en réglant, à l'aide de volets 16, la quantité d'air en circulation dans le tunnel 14, on peut régler la température du ruban à la sortie de ce tunnel car l'air envoyé à une température inférieure à celle du ruban, occasionne un nouveau transfert de calories du ruban dans l'air. Le tunnel 14 a en particulier pour rôle d'uniformiser la température du ruban en cours d'élaboration, dans le sens de son épaisseur ; en effet, la tôle d'acier logée à l'intérieur de l'article composite possède une capacité calorifique élevée et, par conséquent, elle absorbe une quantité importante de chaleur au cours des phases 2 et 3 de la figure 1 ; par suite, au cours de la traversée du tunnel 14, la température de l'article a tendance à s'uniformiser dans le sens de l'épaisseur du fait que la tôle cède de la chaleur aux matériaux -qui l'entourent. En maintenant une circulation d'air animée d'une vitesse élevée sur les faces extérieures de l'article composite, on a la possibilité de chasser la chaleur résiduelle en la cédant à l'air. Ainsi, a la sortie du tunnel, la température de l'article est bien régulière sur toute son épaisseur et sa valeur est très voisine de celle de l'air entrant à contre-courant. La figure 4 représente, en coupe, le ruban composite et sur la figure 5 sont représentés trois schémas des variations de la température en fonction de l'épaisseur S du ruban. Le schéma A représente les variations de la température è l'en- trée du tunnel 14, tandis que les schémas B et C représentent respectivement les variations de la température en un point intermédiaire du tunnel et à la sortie de ce dernier. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et représenté, et de nombreux aménagements peuvent être apportés à cet exemple sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le refroidissement contrôlé d'un article en ruban, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de gicleurs (10) pour envoyer sur les deux faces du ruban (1) un brouillard d'eau destiné à se vaporiser instantanément en prélevant de la chaleur à ce ruban, des moyens (13) pour diriger vers les deux faces du ruban, une lame d'air froid orientée tangentiellement et un tunnel (14) dans lequel de l'air froid circule à contre-courant, en vue de compléter le refroidissement jusqu'à obtention, à la sortie, d'une température sensiblement uniforme dans toute l'épaisseur du ruban (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gicleurs (10) sont répartis suivant deux rangées sur les deux faces du ruban (1) en mouvement et sont montés dans une chambre de pulvérisation (9) délimitée par un carter (11) comportant des moyens pour chasser la vapeur d'eau. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ce carter (11) comprend deux éléments, l'élément supérieur étant muni d'une soupape (12) servant à régler le débit de la vapeur chassée, tandis que l'élément inférieur comporte une vidange pour les produits condensés. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les moyens pour former une lame d'air froid comprennent deux éléments (13) destinés à souffler de l'air animé d'une grande vitesse et ayant pour rôle de participer au refroidissement et de supprimer mécaniquement des traces éventuelles d'eau à l'état liquide. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le tunnel (14) de refroidissement final comprend des moyens servant à régler le débit de l'air froid envoyé à contre-courant sur les deux faces du ruban (1) en vue d'assurer le degré de refroidissement désiré.