Brevet FR2499231A1 — publié le 19820806

Dispositif de réglac'e de la temnérature dans un four. La présente invention concerne un dispositif pour contrôler la température dans un four, notamment un four-tunnel, lequel dispositif comporte une multiplicité de brûleurs à chacun desquels est associée une vanne à gaz, ces brûleurs formant au moins un groupe, une vanne à gaz principale étant commune à chaque groupe de brûleurs. La longueur des fours-tunnels peut varier de quelques mètres à cent mètres ou plus, leur largeur de plusieurs décimètres à environ cinq mètres et leur hauteur de 20 centimètres à 1,5 mètre. L'entrée et la sortie d'un four-tunnel sont ou- vertes pour permettre l'arrivée et l'évacuation continue des produits; il est également prévu des conduits d'évacuation pour les gaz de fumée et éventuellement des moyens pour in- troduire de l'humidité ou de la vapeur dans le four. Ces caractéristiques d'un four-tunnel rendent difficile le main- tien d'une température uniforme à l'intérieur et en fait un réglage précis de la température, par exemple à une précision de quelques degrés centigrades, est un problème difficile notamment dans le cas des fours-tunnels à chauffage direct. Pour régler correctement la température d'un four-tunnel à chauffage direct, il est souhaitable, en fonction des pro- duits à cuire et de leur quantité, d'allumer, au choix, un nombre donné de brûleurs et de garder les autres brûleurs hors de service, tout en maintenant cependant la température de façon précise à une valeur déterminée. Les installations de réglage de température connues pour les fours-tunnels ne satisfont pas cette exigence, du fait qu'elles comportent des sondes thermiques, telles que des thermocouples, des thermostats à liquide, etc., dont l'inconvénient est que leur surface de mesure de la température est relativement petite et qu'en conséquence la température ne peut être déterminée que dans une petite zone. Un tel appareil de ré- glage de la température dans un four-tunnel est décrit dans le Brevet allemand 1 508 574. Une détermination précise de la température exigerait un très grand nombre de sondes thermiques, ce qui est imprati- cable du fait du coût ainsi entraîné. Comme les installations de réglage de température antérieures ne déterminent la tem- pérature qu'en un nombre donné de points dans le four, la cou- pure d'un certain nombre de brûleurs peut faire différer grandement la température mesurée de la température réelle car il arrive par exemple qu'une sonde thermique soit pb cée au voisinage des brûleurs éteints, ou inversement, au voisi- nage des brûleurs allumés. Une deuxième raison pour laquelle les installations de régla- ge de température connues pour les fours-tunnels ne permettent pas de couper un certain nombre de brûleurs au choix est que, dans ces installations antérieures, il est prévu un by-pass pour le gaz des brûleurs. Lorsque la vanne à gaz des brûleurs est placé en position fermée, SOUS la commande de l'installation de réglage de température, un tel by-pass permet cependant d'alimenter le brûleur avec une quantité minimale de gaz de façon qu'il reste en veilleuse. Si on couDe alors plu- sieurs brûleurs, ce qui peut être souhaitable c o m m e -e x p 1 i q u é précédemment, la pression de gaz dans le by- pass augmente, de sorte que les brûleurs ouverts dégagent une plus grande quantité de chaleur. L'ouverture d'un certain nombre de brûleurs précédemment coupés peut avoir un effet opposé à tel point que, dans ce cas, il existe un risque que la brutale chute de pression dans le by-pass ne provoque l'extinction complète d'un ensemble de brûleurs. C'est en conséquence un but de la présente invention de procurer un dispositif pour régler la température dans un four-tunnel, grâce auquel il est possible à volonté d'ouvrir ou de fermer complètement un certain nombre de brûleurs sans perturber le réglage de la température et sans que la tempéra- ture dans le four soit affectée par la combustion plus ou moins forte des brûleurs ouverts du fait des variations de la pression du gaz dans le by-pass. Dans ce but, la présente invention procure un dispositif du type considéré, dans lequel un élément allongé sensible à la température s'étend pratiquement sur toute la longueur du four et des moyens règlent la position de chaque vanne à gaz principale sous la commande de cet élément sensible à la température, des moyens étant également prévus pour détecter la pression du gaz pour un groupe de brûleurs, ces moyens pouvant également commander les moyens de règlage de la position de chaque vanne à gaz principale. Du fait que, selon la présente invention, l'élément sensible à la température est disposé sur toute la longueur du four, cet élément est capable de déterminer de façon précise la température moyenne dans le four, quel que soit le nombre de brûleurs allumés. Dans une réalisation préférée de l'invention, cet élément sen- sible à la température est un conducteur nickel/chrome 80/20 enroulé en hélice, qui, pour stabiliser les caractéristiques, a été artificiellement vieilli pendant quelque temps, par exemple trois heures, à une température d'environ 1500 supé- rieure à la température maximale pouvant régner dans le four. On a constaté qu'un tel élément sensible à la température était très stable et avait une réponse linéaire. Les moyens destinés à maintenir une pression de gaz minimale dans les brûleurs ouverts sont reliés aux moyens de commande de la vanne à gaz principale de telle manière que, lorsque la position de la vanne à gaz commandée par l'élément sen- sible à la température est inférieure à celle exigée pour maintenir cette pression minimale, la vanne à gaz est amenée dans une position plus ouverte sous l'influence de la com- mande de pression minimale. Dans le cas des longs fours-tunnels, il est bien entendu possible que le dispositif de réglage de toepérature selon l'invention ne Q règle pas la température dans tout le four, mais dans ce cas chaque section de four peut avoir son propre dispositif de ré- glage de température. Comme le réglage de température selon l'invention permet sans difficulté de couper un certain nombre de brûleurs tout en maintenant la température désirée, on peut, au moyen d'une réalisation préférée du réglage de température selon l'invention, résoudre un autre problème se présentant avec des dispositifs conventionnels à savoir que, lorsqu'il y a une interruption dans le flux ou courant de produits trans- portés à travers le four, la température peut s'écarter]ocale- ment de la température désirée d'une façon notable. En fait, s' il survient une telle interruption au voisinage d'un certain nombre de brûleurs, la chaleur dégagée par les brûleurs infé- rieurs du four n'est pas absorbée par le produit à cuire, mais au contraire s'élève et influe directement sur la température dans la portion supérieure du four. Même si les brûleurs infé- rieurs brûlent à leur réglage minimal, cette influence est si forte que le réglage de la température au voisinage de cette interruption du courant de produits à cuire est totalement perturbé et les produits en cours de transport en amont de l'interruption ainsi que ceux se trouvant en aval, sont brûlés. Dans une réalisation préférée de l'invention, il est prévu des moyens pour détecter si des produits à cuire dans le four sont présents sur les moyens de transport, des moyens pour émettre des signaux d'horloge proportionnels à la vitesse de transport à travers le four, et des moyens pour ouvrir ou fermer une ou plusieurs vannes à gaz sous la commande des moyens de détection et des signaux d'horloge. Si alors les moyens de détection des produits ne détectent pas de produits à l'entrée du four, les vannes à gaz des brû- leurs sont fermées à l'endroit de l'interruption et grâce aux impulsions d'horloge, le signal qui permet la fermeture d'un certain nombre de brûleurs est envoyé aux brûleurs successifs à une vitesse égale à celle des moyens de trans- port, tandis que les brûleurs qui étaient d'abord fermés à l'endroit de l'interruption sont rouverts, de sorte que c'est seulement à l'endroit de l'interruption qu'aucun brûleur n'est ouvert. Il est également naturellement possible d'avancer ou de retarder le signal de fermeture des brûleurs par rapport à l'endroit de l'interruption dans le courant de produits, si cela est souhaitable. On a constaté que, grâce au réglage de température selon l'invention combiné aux moyens pour détecter une interruption dans le courant de produits, il est possible de maintenir la température du four avec une précision de 1 C, même s'il y a des intervalles dans les- quels il n'y a aucun produit sur les moyens de transport. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, d'une réalisation préférée en liaison avec le dessin joint, sur lequel: la figure 1 est un schéma-blocdui dispositif de réglage de température selon l'invention; et la figure 2 est un schéma-bloc du dispositif de réglage de la température dans le cas d'une interruption dans le cou- rant de produits. Dans le pont de Wheatstone 1, auquel du courant est amené par une source de courant continu 2, 3 désigne un fil sensi- ble à la température enroulé en hélice dont l'impédance varie sous l'influence des variations de température. Les entrées 4 et 5 d'un amplificateur 6 sont reliées à deux noeuds opposés du pont. La sortie 7 de l'amplificateur est reliée à l'entrée 8 d'un convertisseur analogique/numérique 9, qui, à son tour, est relié à une unité d'affichage 10, sur laquelle on peut lire la température régnant dans le four. La sortie 7 de l'amplificateur 6 est également reliée à l'entrée d'inversion d'un amplificateur différentiel 13. L'entrée de non-inversion de l'amplificateur 13 est reliée au curseur d'un potentiomètre 14. Les bornes du potentiomètre 14 sont reliées aux bornes d'une source de tension de réfé- rence U1. La sortie 15 de l'amplificateur 13 est reliée par l'intermédiaire d'un redresseur 16 à l'entrée 17 d'un circuit modulateur de largeur d'impulsion 18, dont la sortie peut émettre un signal approprié pour commander la position de la vanne à gaz principale du four par l'intermédiaire d'un dis- positif approprié. Un manomètre 19, connu en soi, est monté dans le trajet d'ali- mentation des brûleurs en gaz et ce manomètre peut émettre un signal de sortie dont l'amplitude donne une indication de la pression réelle du gaz. Le manomètre 19 est relié à l'en- trée d'un amplificateur 21 dont la sortie 22 est reliée à l'en- trée 23 d'un convertisseur analogique/numérique 24, qui à son tour est relié à une unité d'affichage 25. On peut lire sur cette dernière la pression régnant dans le conduit d'arri- vée du gaz aux brûleurs. La sortie 22 est également reliée à l'entrée d'inversion 27 de l'amplificateur différentiel 29. L'entrée de non-inversion 28 de l'amplificateur différentiel est reliée au curseur d'un potentiomètre 26, aux deux bornes duquel sont reliées les bornes d'une source de tension de référence U2- La sortie 30 de l'amplificateur 29 est égale- ment reliée, par l'intermédiaire d'un redresseur 21, à l'en- trée 17 du circuit modulant la largeur d'impulsion 18. Le réglage de température représenté sur la figure 1 fonc- tionne comme suit. Le pont 1 est dimensionné pour 6tre en équilibre à 0 C. Lorsque la température régnant dans la section du four considérée diffère de 0 C, le pont n'est ?499231 plus en équilibre et un signal est présent à la sortie 7 de l'amplificateur 6, ce signal étant proportionnel à la température moyenne dans le four. Ce signal est traité dans un convertisseur analogique/numérique 9 de telle manière qu'on puisse lire sur l'unité d'affichage 10 la température du four en degrés centigrades. La température désirée dans le four est réglée par le potentiomètre 14. Si alors la tem- pérature du four est inférieure à la température désirée, le signal à la borne d'entrée 11 de l'amplificateur diffé- rentiel 13 sera inférieur au signal du potentiomètre à la borne 12. En conséquence, un signal positif sera présent à la sortie de l'amplificateur différentiel, ce signal étant proportionnel à la différence entre les tensions aux bornes 12 et 11. Le redresseur 16 est monté de telle manière qu'il ne laisse passer que les signaux positifs; en conséquence, le signal à la borne 15 pourra atteindre l'entrée 17 du cir- cuit modulant la largeur d'impulsion 18 et ce circuit émet un signal de sortie tel que le degré d'ouverture de la vanne à gaz principale est réglé par un dispositif approprié non représenté. Lorsque le signal à la borne 11 est supérieur à celui à la borne 12, et qu'en conséquence la température dans le four est supérieure à la température désirée, un signal négatif est présent à la sortie 15 de l'amplificateur 13. Ce signal ne peut traverser le redresseur 16 de sorte que le circuit 18 n'est pas commandé et que la vanne à gaz reste en principe fermée. Cependant, afin d'être sûr que dans ce cas les brtleurs ou- verts continuent à brûler en veilleuse, le manomètre 19 est monté dans le conduit d'arrivée du gaz aux brûleurs. Le mano- mètre 19 envoie à traves l'amplificateur 21 un signal indi- quant la pression régnant dans le conduit de gaz. Ce signal est envoyé par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique/ numérique 24 à l'unité d'affichage 25 sur laquelle on peut lire la pression existante dans l'unité appropriée. On peut régler la pression minimale désirée au moyen du po- tentiomètre 26. Ce réglage de pression minimale fonctionne, pour le reste, comme le réglage de température. Ceci signifie que ce n'est que si la pression mesurée est inférieure à la pression minimale réglée désirée qu'un signal positif sera présent à la sortie 30 de l'amplificateur 29 et qu'il pourra atteindre l'entrée 17 du circuit 18 en traversant le redres- seur 31. Si la pression mesurée est supérieure à la pression minimale réglée, le signal de sortie à la borne 30 sera né- gatif et ne pourra atteindre le circuit 18. Du fait du fonc- tionnement du circuit décrit ci-dessus, le circuit modulant la largeur d'impulsion maintiendra la vanne à gaz dans la position d'ouverture nécessaire pour la pression minimale si un signal positif est présent à la borne 30, qui soit supé- rieur au signal à la borne 15, et le circuit 18 ouvrira davantage la vanne à gaz si un signal positif est présent à la borne 15 qui soit supérieur à celui à la borne 30. La figure 2 montre le circuit servant à régler les brûleurs individuels du four dans le cas d'une interruption dans le courant de produits à cuire. Un détecteur 31 a sa sortie re- liée à l'entrée des données d'un registre à décalage 34 à entrée série et sorties parallèles, et la sortie d'un dispositif 32 produisant des impulsions à une fréquence pro- portionnelle à la vitesse de transport d'une bande convoyeuse dans le four est reliée à l'entrée d'impulsion d'horloge 35 du registre à décalage 34. Le détecteur 31 et le dispositif générateur d'impulsions 32 peuvent chacun être réalisés d'une manière connue en soi. Les sorties 36, 37 du registre à déca- lage 34 dont le nombre est déterminé par le nombre de brûleurs à régler dans le four et peut par exemple être de vingt, sont toujours reliées à une vanne à gaz commandée à distance associée à chaque brûleur. En pratique, chaque brûleur est équipé de sa propre vanne à gaz en liaison avec une protection contre la sortie de gaz si par exemple la pression de gaz chute pendant quelques ins- tants et que le brûleur s'éteint ou par exemple si le brûleur 249923 1 24 9923 s'est éteint du fait d'une rafale de vent. Dans ce cas, la vanne à gaz associée au. brûleur. se ferme sous l'influence d'un dispositif connu en soi afin d'éviter toute fuite de gaz. Le dispositif pour détecter l'absence de produits fonc- tionne comme suit. Si le détecteur 31, qui par exemple peut être un élément photosensible, détecte qu'il n'y a pas de produits sur la bande convoyeuse, il émet un signal tel que, à l'arrivée de l'impulsion suivante du générateur d'impul- sions 32, le registre à décalage 34 émet un signal à sa pre- mière sortie 36, lequel signal assure que la vanne à gaz cor- respondant au brûleur associé à la première sortie est fer- mée. A la deuxième impulsion suivante en provenance du géné- rateur d'impulsions, le signal de la première sortie apparaît sur la deuxième sortie 37 et fait fermer la vanne à gaz du brûleur associé à cette sortie. Tant que le détec- teur n'a pas détecté un produit, il continue à émettre un signal de sortie tel qu'à l'instant de la deuxième impulsion, la première sortie 36 du registre à décalage reste activée et qu'en conséquence le brûleur associé à cette sortie reste fermé. Lorsque le détecteur détecte un produit sur la bande convoyeuse, la première sortie 36 n'est plus activée à l'ins- tant de la deuxième impulsion et le brûleur associé est ré- allumé. Il apparaît clairement que, de cette manière, on obtient une zone de brûleurs non ouverts qui s'étend sur pratiquement la même largeur que la largeur de la zone de la bande convoyeuse sur laquelle il n'y a pas de produits. On obtient également que le groupe de brûleurs fermés se déplace en synchronisme avec le déplacement de cette zone vide sur la bande convo- yeuse à travers le four. Si on le désire, il est également possible, en utilisant des moyens appropriés, que la zone des brûleurs fermés soit en avance ou en retard par rapport à la zone vide de la bande convoyeuse. 9 X9923 e Le réglage de température d'un four-tunnel tel que décrit précédemment permet, d'une manière simple, de maintenir la température du four constante à approximativement ut degré centigrade près, dans les conditions de fonctionnement les plus variables. Naturellement, un grand nombre de réalisa- tions sont possibles à l'intérieur du domaine de l'invention. Ainsi, on peut choisir à volonté la dimension de la section de four réglée par le réglage de température ainsi que le nombre de brûleurs réglés. On peut monter des réglages de température séparés pour les brûleurs supérieurs et les brû- leurs inférieurs; le dispositif pour détecter la présence ou l'absence de produits peut être relié, par exemple, seule- ment aux brûleurs inférieurs. Les nombreuses variations possibles dans la réalisation électronique des circuits de réglage de température tombent également dans le cadre de l'invention. 2'?9923 i Revendications. 1. Dispositif pour régler la température dans un four, qui comporte une multiplicité de brûleurs à chacun desquels est associée une vanne à gaz, ces brûleurs formant au moins un groupe et une vanne à gaz principale étant commune à chaque groupe de brûleurs, caractérisé en ce qu'un élément allongé (3) sensible à la température s'étend pratiquement sur toute la longueur du four et que des moyens (18) règlent la position de chaque vanne à gaz principale sous la commande de l'élément sensible à la température, des moyens (19) étant également prévus pour mesurer la pression de gaz pour un groupe de brûleurs, ces moyens pouvant également commander les moyens de réglage (18) de la position de chaque vanne à gaz principale. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément sensible à la température (3) est inclus dans un circuit de pont (1) dont la sortie est couplée à une borne d'entrée (11) d'un circuit amplificateur (13), à l'autre borne d'entrée (12) duquel est reliée une tension de référence ré- glable (U1), la borne de sortie (15) du circuit amplificateur étant reliée par l'intermédiaire d'un redresseur (16) à la borne d'entrée (17) du circuit capable de régler la position de la vanne à gaz principale, et en ce que les moyens pour détecter la pression de gaz comportent un manomètre (19) dont la borne de sortie est reliée à une borne d'entrée (27) d'un deuxième amplificateur (29) à l'autre borne d entrée (28) duquel est reliée une deuxième tension de référence réglable (U2), la borne de sortie (30) du deuxième amplificateur étant également reliée par l'intermédiaire d'un deuxième redresseur (31) à la borne d'entrée du circuit de réglage de la vanne à gaz principale, l'agencement étant tel que le signal de sortie du premier ou du deuxième amplificateur, qui a la plus grande valeur absolue à la borne d'entrée du circuit de réglage de la vanne à gaz principale détermine la-position de cette vanne à gaz. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens (31) pour détecter si les produits à cuire dans le four sont présents ou non sur un moyen de transporteur dans le four, des moaey 32) pour émettre des signaux d'horloge proportionnels à la vitesse du transporteur dans le four, et des moyens (34) pour ouvrir ou fermer une ou plusieurs vannes à gaz associées aux brûleurs sous la commande des moyens de détection et des signaux d'horloge. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens pour ouvrir ou fermer une ou plusieurs vaines à gaz comportent un registre à décalage (34) et que les signaux de sortie de ce registre à décalage sont opérationnels, en réponse à l'absence de produits sur le transporteur dans le four, pour fermer les brûleurs au voisinage de cette zone d'interruption. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément sensible à la température est un conducteur nickel/ chrome 80/20 enroulé en hélice.