Brevet FR2509701A1 — publié le 19830121

La présente invention concerne un dispositif pour refroidir des corps moulés plastiques et, en particulier, des anodes en carbone, du genre qui se compose au moins d'un dispositif de reprise, d'un tunnel de refroidissement muni d'un dispositif transporteur et d'un dispositif d'évacuation. Le produit de départ pour la production d'anodes en carbone, destinées par exemple à la fabrication de l'alu- minium par électrolyse ignée, est un mélange de coke de pétrole et de goudron qui est mélangé à une température comprise entre 1300 C et 170 'C et qui est ensuite comprimé dans une installation de damage ou dans une machine à secous- ses pour fournir des anodes crues ou "vertes" Une cuisson s'y ajoute, dans laquelle un corps en carbone conducteur de l'électricité prend naissance par cokéfaction du goudron. Cependant, les anodes crues qui quittent la machine à secousses et qui sont ensuite amenées à un poste de cuisson présentent une résistance mécanique trop faible pour ce trans- port, de sorte qu'un refroidissement est indispensable après la mise en forme Lorsqu'il s'agit de construire un disposi- tif destiné à réaliser le refroidissement correspondant, ce ne sont pas seulement les problèmes thermiques qu'il y a lieu de prendre en compte: en particulier, on rencontre des problèmes quant au maniement des anodes crues qui présentent une faible résistance mécanique et une mauvaise stabilité propre La reprise des anodes et leur transport dans le dispositif de refroidissement doivent être effectués avec des sollicitations mécaniques aussi faibles que possible. Le but de la présente invention est de fournir un dispositif pour refroidir des corps moulés plastiques qui assure de manière simple, non seulement que les anodes soient refroidies efficacement, mais encore qu'elles soient manipu- lées avec autant de délicatesse que possible. Selon l'invention, ce but est atteint grâce au fait que le dispositif transporteur est équipé d'éléments porteurs en forme de grille, et que le dispositif de reprise et le dispositif d'évacuation sont munis chacun d'au moins un élément en coquille, la surface des éléments porteurs au moins étant adaptée à celle des corps moulés. De cette manière, les anodes crues et relativement déformables arrivent à l'intérieur du dispositif de refroidis- sement dans des moules de forme appropriée qui correspondent de façon optimale à leur propre forme et qui produisent sur elles un effet de soutien, de sorte que les sollicitations mécaniques durant le transport à travers le dispositif de refroidissement sont maintenues à un niveau aussi faible que possible Parallèlement, les éléments porteurs en forme de grille du dispositif transporteur assurent un effet de refroidissement optimal, puisque la plus grande partie possible de la surface des anodes est soumise à l'effet d'un fluide refroidisseur Enfin, la surface des éléments porteurs, aussi bien que celle des éléments en coquille, peut épouser la forme des pièces moulées, et il en résulte un maniement d'une délicatesse toute particulière. La description qui va suivre, et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique Elle doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels La figure 1 montre une représentation partielle d'un dispositif de refroidissement selon l'invention dans la zone du dispositif de reprise; La figure 2 montre une représentation partielle d'un dispositif de refroidissement selon l'invention dans la zone du dispositif d'évacuation; La figure 3 représente une vue en perspective hautement schématique d'un élément en coquille selon la présente invention. Le carter du dispositif de refroidissement selon l'invention n'a pas été représenté sur les figures afin de les simplifier; il est réalisé sous la forme d'un tunnel que traversent les pièces moulées 1 à traiter et qui est précédé d'un dispositif de reprise 2 et suivi d'un dispositif d'éva- cuation 3 Il contient un dispositif transporteur 4 qui est réalisé sous la forme d'une bande transporteuse à maillons 4 '; cette dernière est guidée par des poulies de renvoi 5 et 6 dont les profils lui sont adaptés et dont l'une est reliée à un moteur non représenté de type connu La flèche 6 ' indique le sens de déplacement. La bande transporteuse à maillons 4 est composée de maillons individuels 4 " qui sont reliés les uns aux autres par des articulations 7, et chaque maillon 4 " comporte un élément porteur 8 sur lequel peuvent être transportées à travers le dispositif de refroidissement selon l'invention des pièces moulées cylindriques I qui sont ici des anodes crues Les éléments porteurs 8 présentent une forme qui est adaptée à celle des corps moulés 1, et ils sont avantageuse- ment fixés aux maillons 4 k' de manière à pouvoir être facile- ment interchangés, de sorte que, s'il en est besoin, il est possible de remplacer les divers éléments porteurs relati- vement rapidement, par exemple afin de refroidir des anodes de dimensions différentes. Cependant, il est particulièrement avantageux d'équiper les divers maillons 'k" d'éléments porteurs de dimensions différentes, et ce, par exemple, de telle manière que deux séries d'éléments porteurs de dimensions différentes soient disposées de manière alternee sur la bande transpor- teuse à maillons k' Des anodes de deux dimensions différen- tes peuvent ainsi être traitées dans le dispositif de refroidissement selon l'invention sans qu'il soit nécessaire de changer la bande transporteuse à maillons k' Cependant, il est également possible de monter des éléments porteurs de plus de deux tailles différentes. Les éléments porteurs 8 sont réalisés sous la forme de grilles, de telle façon que le fluide refroidisseur, qui sort de buses 9 montées fixes à l'intérieur du dispositif de refroidissement au-dessus et au-dessous de la bande transpor- teuse à maillons, peut atteindre pratiquement de toutes parts les corps moulés maintenus dans les éléments porteurs 8, de sorte que l'on obtient un effet de refroidissement optimal. Les buses sont reliées à des conduits qui n'ont pas été représentés sur les figures et qui amenent un fluide de refroidissement approprié Cependant, il est également envisageable de disposer ces buses d'amenée d'un fluide refroidisseur seulement au-dessous ou au-dessus de la bande transporteuse à maillons 4 '. Pour l'essentiel, le dispositif de reprise 2 se compose d'un él" ment en coquille ou en berceau 10 et d'un ensemble il qui comprend un piston et un cylindre et qui sera appelé "vérin" dans ce qui va suivre L'élément en coquille 10 est relié au vérin 11 par l'intermédiaire d'une articulation 12 qui permet un mouvement; de pivotement autour d'un axe qui s'étend perpendiculairement au plan de la figure En outre, l'élément en coquille 10 est muni à ses quatre extrémités opposées d'éléments de guidage, parmi les- quels on peut voir sur la figure les éléments 13 et 14 Ces éléments de guidage sont conçus de telle manière qu'ils permettent, à volonté, des mouvements de rotation de l'élé- ment en coquille autour d'un axe de pivotement 13 ' qui passe par l'élément de guidage 13 et s'étend perpendiculairement au plan de la figure 1, ou d'un axe de pivotement 14 ' qui peut être défini de façon analogue, ainsi que cela sera décrit plus loin. Les corps moulés 1 à refroidir sont chacun poussés axialement, dans un premier temps, sur un élément en coquille du dispositif de reprise 2 au moyen, par exemple, d'un vérin hydraulique qui n'a pas été représenté sur la figure, l'élément en coquille ayant été amené à cette fin dans sa position représentée en traits pleins sur la figure Avant de les introduire dans le dispositif de refroidissement propre- ment dit, on soumet les corps moulés 1 à une vérification de l'exactitude de leurs dimensions Pratiquement, cette opéra- tion peut être faite de manière largement automatisée au moyen d'appareils du commerce de type quelconque, de sorte qu'il est inutile de la décrire ici Le dispositif de reprise 2 selon l'invention permet d'écarter les corps moulés 1 ' dont les dimensions ne sont pas conformes et, par exemple, de les évacuer par un plan incliné 15 en direction de la flèche 16. Cette mise à l'écart des corps moulés non conformes se fait en amenant l'élément en coquille 10, depuis sa position basse représentée sur la figure, jusqu'à la position repérée 18 et représentée en traits interrompus, et ce, en sortant la tige 17 du vérin 11 avec rotation simultanée autour de l'axe de pivotement 13 ' Le corps moulé non conforme 1 ' quitte alors l'élément en coquille et roule sur le plan incliné 15 pour être ensuite mis au rebut ou retraité. Grâce à un basculement analogue de l'élément en coquille 10 jusqu'à la position repérée 19 et représentée en traits interrompus, les corps moulés 1 dont les dimen- sions sont conformes sont amenés à un élément porteur 8 du dispositif transporteur 4 qui, à cette fin, est amené dans la position repérée 8 ', et ils arrivent de cette manière dans le dispositif de refroidissement Au cas ou, ainsi que cela a été représenté sur la figure, la bande transporteuse à maillons 4 ' du dispositif transporteur 4 comporte deux types d'éléments porteurs 8 " et 8 "' de dimensions différen- tes qui se suivent de manière alternée, l'entraînement associé à cette bande doit naturellement être réalisé de telle façon qu'il soit possible d'arrêter l'élément porteur E concerné dans la position 8 ' qui sert à-la reprise des corps moulés I à partir de l'élément en coquille 10 Ceci se fait au moyen d'un dispositif de commande approprié du moteur d'entraînement, mais la conception d'un tel dispositif est à la portée d'un technicien moyen, de sorte que sa descrip- tion détaillée est ici superflue. Du côté de l'évacuation, les corps moulés refroidis sont transmis de manière analogue à partir des éléments porteurs 8, dès qu'ils ont atteint une position repérée 8 "", à un élément en coquille 10 ' du dispositif d'évacuation 3. Le cas échéant, une nouvelle vérification de la conformité dimensionnelle est réalisée à ce moment, les pièces moulées de rebut 1 " arrivant sur un plan incliné 15 ' et roulant dans le sens de la flèche 16 ', cependant que les pièces conformes sont évacuées en les poussant axialement par rapport à l'élément en coquille 10 ' Elles peuvent également être posées verticalement, ce qui se fait par un mouvement de pivotement de l'élément en coquille 10 ' autour d'un axe situé dans le plan de la figure 2. Selon une variante, il est également possible d'évacuer les pièces moulées de rebut 1 " en les poussant axialement ou, éventuellement, de les poser verticalement. Les pièces moulées conformes arrivent dans ce cas sur le plan incliné 15 ' grâce à un mouvement de pivotement de l'élé- ment en coquille 10 ' qui a lieu de manière analogue à celui de l'élément en coquille 10, et elles roulent ensuite en direction de la flèche 16 '. En plus des possibilités qui ont déjà été décrites, et selon une variante, on peut également trier les pièces de rebut 1 " en les saisissant et en les soulevant entre les mâchoires 20 d'un équipement de grue 21 d'un type courant dans l'industrie qui permet deux mouvements de pivotement perpendiculaires l'un par rapport à l'autre et réalisés grâce à un moteur, ces pièces étant ensuite empilées en position debout ou en position couchée Bien entendu, il est également possible de soulever les pièces conformes au moyen de l'équipement de grue 21 et, par voie de conséquence, d'évacuer les pièces non conformes par poussée axiale, ou de les poser verticalement, ou encore de les évacuer par le plan incliné 15 '. Il y a lieu de remarquer que l'évacuation des pièces moulées non conformesdu côté de leur introduction peut également avoir lieu par poussée axiale, ce qui peut se faire aussi bien dans le même sens que celui du chargement des pièces moulées à refroidir que dans le sens contraire. La figure 3 représente une vue en perspective d'un élément en coquille 10 qui montre le principe de ses possi- bilités de basculement A cette fin, l'élément en coquille 10 est équipé d'éléments de guidage 13, 14, 13 " et 14 " qui sont réalisés sous la forme de cylindres creux et dont les perçages respectifs 13 ''', 14 ''', 13 "" et 14 "" s'étendent axialement par rapport à l'élément en coquille 10 En face de ces perçages, mais montés fixes, se trouvent des vérins 23 dont les tiges respectives constituent des tourillons 24, lesquels peuvent être introduits dans les perçages 13 ''', 14 ''', 13 "" et 14 "" On réalise ainsi les axes de pivotement 13 ' et I 4 '- de l'élément en coquille 10 par coopération entre les éléments de guidage 13 et 13 ", d'une part, et les éléments de guidage 14 et 14 ", d'autre part, avec deux tourillons 24 qui leur correspondent respectivement et qui peuvent être embrayés et débrayés grâce à des moyens hydrauliques Bien entendu, les tourillons 24 peuvent également être déplacés par des moyens pneumatiques ou électriques Ainsi, par exemple, il est possible de réaliser un mouvement de rotation autour de l'axe de pivotement 13 ' en embrayant les tourillons 24 associés aux éléments de guidage 13 et 13 ", en débrayant simultanément les autres tourillons et en rétractant la tige de piston 17, et inversement en ce qui concerne l'axe de pivotement 14 ' Selon une variante, si l'on souhaite poser verticalement les pièces moulées, un mouvement de pivotement,. autour de l'axe 22 par exemple, est nécessaire Ceci peut être réalisé au moyen d'un dispositif analogue,-donc par montage des éléments de guidage correspondants et des touril- lons embrayables et débrayables qui leur sont associés. Pour éviter de surcharger les figures, le système hydraulique qui commande les déplacements des tourillons 24 n'a pas été représenté La conception d'un tel système, ainsi que celle d'une commande pneumatique ou électrique, est parfaitement à la portée d'un technicien moyen, et elle ne présente aucune difficulté particulière. Il y a lieu de noter que, bien entendu, l'utilisa- tion du dispositif de refroidissement selon l'invention n'est pas limitée au refroidissement d'anodes en carbone Au contraire, il est évident qu'il peut être utilisé avantageu- sement dans tous les cas o il s'agit dg soumettre à un refroidissement des pièces moulées, cylindriques par exemple, qui sont plastiques et qui présentent une faible résistance mécanique. REVENDICATIONS - 1 Dispositif pour refroidir des corps moulés plas- tiques, et, en particulier, des anodes en carbone, du genre qui se compose au moins d'un dispositif de reprise, d'un tunnel de refroidissement muni d'un dispositif transporteur, et d'un dispositif d'évacuation, caractérisé en ce que le dispositif transporteur ( 4) est équipé d'éléments porteurs ( 8) en forme de grille, et en ce que le dispositif de reprise ( 2) et le dispositif d'évacuation ( 3) sont munis chacun d'au moins un élément en coquille ( 10), la surface des éléments porteurs ( 8) au moins étant adaptée à celle des corps moulés ( 1). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif transporteur ( 4) est équipé d'élé- ments porteurs ( 8) de dimensions différentes. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments porteurs ( 8) de dimensions différen- tes sont disposés en séries régulières sur une bande trans- porteuse ( 4 ') à maillons qui constitue le dispositif transporteur ( 4). 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à-3, caractérisé en ce-que -le dispositif de reprise ( 2) et/ou le dispositif d'évacuation ( 3) comprennent au moins un élément en coquille ( 10) qui peut pivoter autour d'un axe situé dans un plan horizontal. 5 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de reprise ( 2) et le dispositif d'évacuation ( 3) comprennent chacun un ensemble ( 11) composé d'un piston et d'un cylindre qui agit de préférence vertica- lement. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 4 et 5, caractérisé en ce que les éléments en coquille ( 10) sont équipés d'éléments de guidage ( 13, 13 ", 14, 14 ") permettant à volonté des mouvements de rotation autour de divers axes de pivotement ( 13 ', 14 ') qui s'étendent dans un plan horizontal. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments de guidage ( 13, 13 ", 14, 14 ") sont des organes en forme de cylindres creux qui coopèrent avec des tourillons ( 24) pouvant être embrayés et débrayés par des moyens hydrauliques, pneumatiques ou électriques. 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 6 et 7, caractérisé en ce que chaque paire d'éléments de guidage ( 13, 13 ", 14, 14 ") constitue un axe de pivotement ( 13 ', 14 '), les éléments de chaque paire étant disposés aux extrémités opposées d'un élément en coquille ( 10). 9 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les tourillons ( 24) sont reliés à un ensemble ( 23) composé d'un piston et d'un cylindre qui les actionne. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 9, caractérisé en ce que les éléments en coquille ( 10) sont en outre montés pivotants autour d'au moins un axe ( 22) qui s'étend perpendiculairement aux axes de pivote- ment ( 13 ', 14 ') dans un plan horizontal. 11 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 10, caractérisé en ce que des buses ( 9) destinées à vaporiser un fluide refroidisseur sont disposées au-dessous et/ou au-dessus du dispositif transporteur ( 4).