Brevet FR2498496A1 — publié le 19820730

-1- La présente invention concerne un procédé pour doser des combustibles lors de la fabrication de moules en sable de fonderie, suivant lequel on introduit, au-dessus d'un dispositif de moulage, dans une chambre de combustion un combustible ou un mélange combustible qui entre par lui- même en réaction exothermique. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. On connait une série de procédés de fabrication de moules en sable pour applications de fonderie, notamment des procédés suivant lesquels on produit, à l'aide d'une réaction exothermique d'un gaz, une impulsion de pression provoquant un compactage du sable. Du fait que les gaz combustibles doivent être introduits dans la chambre de combustion en quantité ou en proportion quantitative exac- tement déterminée, pour obtenir le même degré de compactage pour tous les moules, on a utilisé dans l'art antérieur deux procédés différents de mesure de quantités. Dans le premier cas, du gaz est fourni par une source à pression constante pendant un temps déterminé et avec une perte de charge définie de manière à obtenir ainsi un volume défini sous une pression normale ou une quantité pondérale définie ou bien, dans le second cas, on mesure directement le volume par l'intermédiaire d'un gazomètre. Dans les deux cas, les mesures sont relativement imprécises et il se produit des variations dans le mélange combustible de sorte que le degré de compactage des moules n'est pas reproductible. Dans le premier cas, le maintien de la constante de la pression dans des plages étroites ne peut être obtenu qu'au prix d'une régulation importante et coûteuse; dans le second cas, la pression n'est absolument pas réglée et on suppose qu'elle est constante. L'inconvénient essentiel de ces procédés connus consiste cependant en ce que son déroulement fonc- -2- tionnel est trop lent et en ce qu'il ne peut pratiquement pas être utilisé, ou seulement de façon limitée, dans des installations de moulage à cadence programmée. L'invention a en conséquence pour but de fournir un procédé, et un dispositif pour sa mise en oeuvre, per- mettant d'éliminer les inconvénients rencontrés dans l'art antérieur et à l'aide desquels il est possible d'introduire dans la chambre de combustion, dans un temps relativement court, une quantité pondérale constante de combustible. Selon l'invention, ce problème est résolu par la mise en oeuvre d'un procédé caractérisé en ce qu'on remplit un récipient de dosage d'un combustible ou d'un ou plusieurs composants d'un mélange combustible jusqu'à un seuil supé- rieur de pression et en ce qu'ensuite, par transfert du combustible dans la chambre de combustion, on fait descendre la pression dans le récipient de dosage jusqu'à un seuil inférieur. Un tel procédé peut être mis en oeuvre dans un dispositif conforme à la présente invention, qui est carac- térisé en ce qu'il est prévu dans le tuyau d'admission du combustible un récipient de dosage dans lequel le combusti- ble peut être introduit pendant une phase de remplissage à partir d'un récipient de stockage, d'un réseau d'alimenta- tion ou d'un compresseur sous une pression supérieure à celle régnant dans la chambre de combustion ou dans le volume de combustion et en ce que des distributeurs de commande permettent la commutation entre la phase de rem- plissage, qui dure jusqu'à ce qu'un seuil supérieur de pression soit atteint dans une zone de mesure de pression, et une phase de chargement, qui dure jusqu'à ce qu'un seuil inférieur de pression soit atteint et pendant laquelle le combustible est transféré du récipient de dosage dans la chambre de combustion ou dans le volume de combustion. -3- D'autres avantages et caractéristiques de l'inven- tion seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au des- sin uniqueMnexé qui est une représentation de principe du dispositif selon l'invention pour doser un ou plusieurs combustibles ou composants combustibles. Dans une chambre de combustion 1, ouverte d'un côté, d'une machine de moulage, il est prévu un ventilateur 2 entratné par un moteur 3 et qui a pour fonction d'amener le combustible dosé avec l'air dans une condition optimale pour l'allumage. Un volume de combustion fermé est consti- tué par un chàssis de moulage 38 placé sur un caisson de moulage 37 rempli de sable et relié au côté ouvert de la chambre de combustion 1. Dans ce volume de la chambre de combustion 1, il se produit un mélange de combustible, pour autant que le combustible ne soit pas prémélangé, et ce mélange est porté en réaction exothermique par allumage à l'aide d'une bougie 4. Pour la phase de compactage qui est intégrée au cycle de travail intervenant dans la fabrication d'un moule, la chambre de combustion 1 est équipée d'une entrée de combustible 11, d'un dispositif d'allumage 23 et le cas échéant d'un dispositif d'éjection 5, 6, 7, 10 de gaz brû- lés. Ces gaz peuvent cependant être également évacués par le côté ouvert de la chambre de combustion 1. Dans ce cas, on utiliserait pour l'évacuation le ventilateur 2 dans la condition d'ouverture de la chambre de combustion 1. Le dispositif d'évacuation des gaz brlés peut être constitué d'un ventilateur entraîné par un moteur 10 et relié à la chambre de combustion 1 par l'intermédiaire d'un raccord 5 et d'une soupape commandée 6, qui est reliée par l'intermédiaire d'un conduit 26 avec le poste central de commande 22. Ce poste central de commande 22 peut égale- ment assurer l'actionnement du moteur 10. -4- Le dispositif d'alimentation en combustible se compose essentiellement d'un tuyau d'alimentation 29, qui reçoit du combustible soit directement en provenance d'un tuyau de dérivation 21 d'un réseau d'alimentation, soit en provenance d'un compresseur, soit en provenance d'un réser- voir d'alimentation. Lors de l'utilisation de combustibles liquides et solides, il est prévu que l'alimentation du tuyau d'admission 29 puisse être effectuée par l'intermé- diaire d'une installation de préparation, non décrite en détail dans la suite. Le tuyau d'admission 29 est relié à un distribu- teur de commande 18 qui peut être actionné électriquement ou électropneumatiquement. Le distributeur 18 est relié d'un côté à un organe de limitation de pression 17, qui peut être réglé à un seuil supérieur de pression et à un seuil inférieur de pression, et d'autre part à un poste central de commande 22. De préférence, l'organe de limi- tation de pression 17 fonctionne dans ce cas avec une très faible hystérésis de commande. En aval du distributeur 18, il est prévu un réci- pient de dosage 14 dans lequel la pression du gaz introduit peut être lue à l'aide d'un manomètre 16. Le manomètre 16 peut être mis hors circuit à l'aide d'un robinet 15. Lors- nu'on utilise des fines combustibles, le récipient de dosage 14 est en outre équipé d'un dispositif d'homogénéisation, par exemple un mélangeur à palettes 41. En outre, lorsqu'on utilise plusieurs composants combustibles, il est prévu en amont du récipient de dosage 14 un récipient mélangeur 40 destiné à assurer le brassage des composants combustibles ou bien, lorsque le mélange doit s'effectuer dans le volume de combustion, en particulier, pour des gaz, il faut uti- liser pour chaque combustible un récipient de dosage séparé. -5- Pour maintenir à une valeur constante la propor- tion du combustible par rapport à l'agent d'oxydation, il est avantageux d'adapter mutuellement les températures de la chambre de combustion et du récipient de dosage. Il s'est avéré avantageux d'adopter un agencement dans lequel le récipient de dosage fait partie de la chambre de combustion, en constituant par exemple l'enveloppe du tuyau déflecteur 14a. Entre le récipient de dosage 14 et la chambre de combustion 1, il est prévu dans le tuyau 30 un distributeur de chargement 13 servant à transférer le combustible dans la chambre de combustion 1, ledit distributeur 13 étant relié par une commande 24 avec le poste central de commande 22. Dans ce cas, comme pour le distributeur de remplissage 18, l'impulsion d'ouverture est déclenchée par le poste de commande 22 par l'intermédiaire d'un organe de commande 25 tandis que l'impulsion de fermeture est commandée par l'or- gane de limitation de pression 17. En série avec le distri- buteur de chargement 13, il est prévu un clapet anti-retour 12 entre celui-ci et la chambre de combustion 1. Ce clapet anti-retour 12 absorbe dans ce cas la pression d'explosion provenant de la chambre de combustion 1 et il assure ainsi la protection du distributeur de chargement 13 en isolant simultanément celui-ci des températures élevées des gaz de combustion. Dans le tuyau d'air comprimé 32, il est en outre prévu un régulateur de pression 19 à l'aide duquel, lors de fortes variations de la pression dans le réseau d'air com- primé 20, la pression d'air nécessaire pour l'actionnement des deux distributeurs 13 et 18 est maintenue constante. Le distributeur de chargement 13 comporte un contacteur-limiteur 35 réglé dans sa position de fermeture et qui fournit une impulsion de commande au dispositif -6- d'allumage 23 de manière à produire un déclenchement de l'allumage par la bougie 4. La liaison du conduit d'admis- sion 30 avec la chambre de combustion 1 est assurée par l'intermédiaire d'un orifice à buse de dosage lia. Avantageusement, il est prévu entre le bord infé- rieur de la chambre de combustion 1 et le bord supérieur du châssis de remplissage 38 un contacteur de sécurité 36. D'une part, l'allumage commandé par le contacteur-limiteur n'est déclenché que lorsque le contacteur 36 se trouve dans sa position de fermeture et d'autre part une injection de carburant dans la chambre de combustion 1 n'est possible que dans la position de fermeture du contacteur-limiteur 36, c'est-à-dire lorsque le châssis de remplissage 38 et le caisson de moulage 37 obture la chambre de combustion 1 du côté de son ouverture. On obtient le même résultat quand la vanne 6 du dispositif d'évacuation de gaz est fermée et quand le contacteur-limiteur ainsi actionné 42 se trouve dans la position de fermeture. A cet effet, les signaux des contacteurs 35, 36 et 42 sont appliqués à un circuit logi- que ET 39. L'installation décrite ci-dessus fonctionne de la manière suivante: Le récipient de dosage 14 est rempli à l'aide du distributeur 18 jusqu'à un seuil de pression prédéterminée, par exemple de 3 bars, avec un gaz sous pression (phase de remplissage). Lorsque le seuil de pression est atteint, l'organe de limitation de pression 17 coupe l'alimentation en gaz. La chambre de combustion 1 ouverte d'un côté est alors alimentée en air frais à l'aide du ventilateur 2 et ensuite elle est fermée sur son c8té ouvert par un caisson de moulage 37 sur lequel est placé un châssis de remplissage 38. Dans le volume de combustion ainsi constitué, du gaz est introduit par ouverture du distributeur 13, lorsque le -7- distributeur 18 est fermé, en provenance du récipient de dosage 14 jusqu'à ce qu'on atteigne un seuil inférieur de pression dans le récipient de dosage 14. Lorsque ce seuil inférieur de pression est atteint, l'organe de limitation de pression 17 ferme le passage de transfert et, au bout d'un temps prédéterminé, il se produit une impulsion qui est appliquée au dispositif d'allumage 23 et le gaz injecté est porté en réaction exothermique. Après la fermeture du distributeur 13, le distri- buteur 18 est ouvert de sorte que le récipient de dosage 14 est à nouveau rempli jusqu'à ce qu'on atteigne un seuil supérieur de pression de valeur prédéterminée. Lorsque ce seuil supérieur de pression est atteint, l'organe de limi- tation de pression 17 coupe à nouveau l'alimentation en gaz. L'utilisation d'un organe de limitation de pression 17, présentant notamment une hystérésis réduite de commande, garantit un dosage extrêmement précis du gaz en pratique. Pour une proportion sélectionnée du mélange combustible et pour une proportion volumique donnée entre le volume de combustion et le volume du récipient de dosage, la pression finale dans ce récipient de dosage est ainsi déterminée pour une pression initiale prédéfinie. Pour le seuil supérieur et le seuil inférieur de pression, on peut adopter typiquement par exemple lors de l'utilisation de gaz naturel, des valeur respectives de 3 bars et 0,5 bar. Lorsque le récipient de dosage est alimenté par un réseau de gaz, par exemple un réseau de gaz naturel, qui se trouve à une pression un peu inférieure à 3,5 bars, il est facile d'établir dans le récipient de dosage une pres- sion de 3 bars; la même considération s'applique également au cas o on utilise un réservoir d'alimentation dans lequel règne une pression pouvant être réduite. Cependant lorsqu'on opère avec un compresseur, il est plus avantageux, pour des * IqTlonp -oidea %a TuTjgp uaTq Ise Tnb aeqes ep e2eoudmoo ep gagep un %uemaeI3a $e aluenIttod uou %e enlosqe uoçsnqmoo aun %T.uueu2 Tnb ao 'zea-JTe e2ueltm np uoTTsodmoo e1 uoTsTo:ad 0 oeAe jauTmaeqgp %ned uo 'jTTsodsTp Ia% un oeAV ÀuoTsnqmoo ep amnIoA al sjaA a 2sop ap %uaTdToqa np %uemapTdea 'quTmjaeppgJd JinaeTajuT ITnas un, nbsn e2esop ap %uaTdTogi al suep uoOssaOd el ap aeualgp oaae '49aj -sue% %sa ze3 aI 'euama eqo ap aseqd el suep aauoo ad 01 u j9p auemaoexa uoTssazd ap anaTedns ITnaes un,nbsn Nuameuei.s 1UeWMAe.lei 'ZU2 Sp aTuW$jp %uemaeoexa Ga -TI.uenb aun aTueaqo inod 'TdmaaJ ese aemsop ap lueTdToga. a SesstIdumeaJ p aseqd el suea *ueme2aeqo ep aseqd aun %e ea - essTIdmea Sp easeqd aun aToAes B 'seseqd xnep ue anfoejeas uosnqmoo ap amnIoA np ze9 ue uoTequemTIeq eamnlOA pueB1 snld un 4uanbasuoo led %a uoTssaidans alqTej snld aun a2esop ap uaeTdTogJ el anod aTsToqo ap 'sanbTI92zaue suosTBa -8-- 96986Z -9- -R E V E N D I C A T I 0 N S- 1.- Procédé pour doser des combustibles lors de la fabrication de moules en sable de fonderie, suivant lequel on introduit, au-dessus d'un dispositif de moulage, dans une chambre de combustion un combustible ou un mélan- ge combustible qui entre par lui-même en réaction exother- mique, caractérisé en ce qu'on remplit un récipient de dosage d'un combustible ou d'un ou plusieurs composants d'un mélange combustible jusqu'à un seuil supérieur de pression et en ce qu'ensuite, par transfert du combustible dans la chambre de combustion, on fait descendre la pres- sion dans le récipient de dosage jusqu'à un seuil inférieur. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambr e de combustion est balayée avec de l'air frais et est portée à la pression atmosphérique et en ce qu'ensuite un ou plusieurs combustibles différents sont canalisés depuis un ou plusieurs récipients de dosage jusque dans la chambre de combustion. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque composant du mélange combus- tible est introduit dans la chambre de combustion par l'in- termédiaire d'un récipient de dosage correspondant. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on utilise comme composants combustibles des agents aussi bien sous forme gazeuse que liquide ou solide. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que le seuil supérieur ou le seuil inférieur de pression est déterminé en fonction de la différence entre la température de fonctionnement du réci- pient de dosage et la température de fonctionnement de la chambre de combustion. -10- 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce qu'on effectue alternative- ment une égalisation des températures du récipient de dosage et de la chambre de combustion. 7.- Dispositif de dosage associé à une machine de moulage pour la fabrication de moules en sable de fonderie, comportant une chambre de combustion et un dispositif de moulage pouvant être relié à la chambre de combustion ainsi qu'un-dispositif pour introduire dans la chambre de combus- tion un combustible à brûler en produisant une surpression suffisante pour assurer le compactage du sable dans le dispositif de moulage, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le tuyau (29, 30) d'admission du combustible un récipient de dosage (14) dans lequel le combustible peut être introduit pendant une phase de remplissage à partir d'un récipient de stockage, d'un réseau d'alimentation ou d'un compresseur sous une pression supérieure à celle ré- gnant dans la chambre de combustion (1) ou dans le volume de combustion et en ce que des distributeurs de commande (13, 18) permettent la commutation entre la phase de rem- plissage, qui dure jusqu'à ce qu'un seuil supérieur de pression soit atteint dans une zone de mesure de pression, et une phase de chargement, qui dure jusqu'à ce qu'Vn seuil inférieur de pression soit atteint et pendant laquelle le combustible est transféré du récipient de dosage (14) dans la chambre de combustion (1) ou dans le volume de combus- tion. 8.- Dispositif de dosage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les distributeurs de commande (13, 18) sont des vannes commandées qui arrêtent la phase de remplissage ou la phase de chargement lorsqu'un seuil surA- rieur ou un seuil inférieur de pression sont atteints dans la zone de mesure de pression. -i1- 9.- Dispositif de dosage selon l'une des revendi- cations 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il est prévu entre les dispositifs de commande (13, 18) un organe de limitation de pression (17) pouvant être mis en communication avec le récipient de dosage (14). 10.- Dispositif de dosage selon l'une quelconque des revendications 7, 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il est prévu en amont du ou des récipients de dosage (14) un récipient mélangeur (40) servant à mélanger plusieurs com- posants combustibles. 11.- Dispositif de dosage selon l'une quelconque des revendications 7, 8, 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il est prévu entre le distributeur de commande (13) pour la phase de chargement et la chambre de combustion (1) un clapet anti-retour (12) s'ouvrant en direction de la cham- bre de combustion (1). 12.- Dispositif de dosage selon l'une quelconque des revendications 7, 8, 9 ou 11, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le récipient de dosage (14) un dispositif mélangeur servant à homogénéiser des composants combustibles solides. 13.- Dispositif de dosage selon la revendication. 7, caractérisé en ce que le récipient de dosage est agencé sous la forme d'une partie de la chambre de combustion.