Brevet FR2527978A1 — publié le 19831209

La présente invention concerne une installation d'alimentation en eau d'une presse de vulcanisation comprenant une vessie alimentée successivement en eau surchauffée et en eau de refroidissement et couramment appelée "water-bag". Les presses de vulcanisation de type "water-bags comportent un moule métallique en deux parties portant en creux les sculptures du pneumatique et une vessie en caoutchouc prenant la place de la chambre à air. Le cycle de fabrication comprend généralement 1 - La mise en place de l'enveloppe à vulcaniser dans la presse. 2 - Une opération de galbage obtenue en remplissant la vessie avec de la vapeur. 3 - Une opération de pressage obtenue en remplissant la vessie avec de l'eau surchauffée et en la faisant circuler. 4 - Une opération de refroidissement obtenue par circulation d'eau froide dans la vessie. 5 - Une opération de vidange naturelle. 6 - Une opération de vidange forcée par mise sous vide. La présente invention vise à fournir une installation d'alimentation en eau surchauffée et en eau de refroidissement dans de telles presses qui permette, d'une part, d'économiser l'énergie et qui soit, d'autre part, d'un fonctionnement relativement simple. A cet effet, la présente invention a pour objet une installation d'alimentation en eau surchauffée et en eau de refroidissement d'une presse de vulcanisation comprenant une vessie alimentée successivement en eau surchauffée et en eau de refroidissement, caractérisée en ce qu'elle comprend un récipient rempli d'eau sous pression de vapeur et comportant de haut en bas une zone d'eau surchauffée, une zone d'eau à température moyenne et une zone d'eau froide, et des moyens pour effectuer successivement les opérations suivantes a - le resnplissage de la vessie avec de l'eau provenant de la zone d'eau à température moyenne, b - la circulation dans la vessie d'éau provenant de la zone d'eau surchauffée, c - la vidange de l'eau surchauffée contenue dans la vessie vers la zone d'eau à température moyenne sous la poussée de l'eau provenant de la zone d'eau froide, d - la circulation dans la vessie d'eau provenant de la zone d'eau froide, et e - la vidange de l'eau froide présente dans la vessie. L'invention sera exposée ci-après plus en détail et comparée avec la technique antérieure à l'aide des dessins. Sur ces dessins la Fig. 1 représente une installation selon la technique antérieure, et la Fig. 2 représente une installation selon la présente invention. L'installation représentée sur la Fig. 1 est une installation classique d'alimentation d'une presse de type "water-bag". Elle comprend un réservoir 1 contenant de l'eau surchauffée maintenue sous pression de vapeur. La vapeur est amenée par un conduit 2. L'eau surchauffée est amenee à la vessie en caoutchouc 3 de la presse de type "water-bag" par un conduit 4 sous l'action d'une pompe 5. Le conduit 4 est muni d'une vanne de commande 6. L'eau surchauffée sortant de la vessie 3 est ramenée au récipient 1 d'eau surchauffée par un conduit 7 muni d'une vanne 8. La vessie 3 est également raccordée à un circuit de refroidissement qui comprend une bâche d'eau de refroidissement 9, un conduit 10 d'amenée, une pompe 11 sur ce conduit, un échangeur de refroidissement 12 et une vanne 13 commandant l'introduction dans la vessie 3. La sortie de la vessie est commandée par une vanne 14 disposée sur un conduit 15 raccordé à la bâche de refroidissement 9. En outre, la sortie de la vessie 3 est raccordée à un conduit 16 commandé par une vanne 17. Le conduit 16 communique avec une bâche d'eau de vidange. Cette bâche 18 est raccordée par ailleurs par un conduit 19 muni d'une pompe 20 au récipient 1. Le fonctionnement de cette installation de type classique est le suivant: l'ouverture des vannes 6 et 8 permet, grâce à la pompe 5, de remplir la vessie 3 avec de l'eau surchauffée, puis de faire circuler cette eau surchauffée à l'intérieur de la vessie 3. Lorsque l'opération de pressage à chaud est terminée, on procède alors au refroidissement. Les vannes 13 et 14 sont ouvertes et, grâce à la pompe 11, l'eau surchauffée contenue dans la vessie 3 est refoulée dans la bâche 9 et de l'eau froide est en voyée dans la vessie 3 pendant le temps nécessaire au refroidissement. Lorsque le refroidissement est obtenu, l'eau froide contenue dans la vessie est vidangée dans la bâche 18 par ouverture de la vanne 17. On constate que, dans une telle installation, l'eau froide qui est vidangée dans la bâche 18 doit être réchauffée dans le récipient 1 sous pression de vapeur pour être à nouveau utilisée pour le remplissage. De plus, l'eau surchauffée contenue dans la vessie 3 en fin d'opération de pressage doit être refroidie par i'échangeur 12 pour être utilisée dans le circuit de refroidissement. Une installation selon la présente invention est représentée sur la Fig. 2. Cette installation comprend un récipient vertical 21 comportant de haut en bas une zone de vapeur 22, une zone d'eau chaude 23, une zone d'eau à température moyenne 24 et une zone d'eau froide 25. La vapeur sous pression est amenée dans la zone 2.2 par un conduit 26. La pression de vapeur est par exemPle de 20 bars et la température de la zone 22 est d'environ 2100C. La zone 23 est également à environ 2100C. De l'eau est prélevée de la zone 23 au voisinage de sa partie - férieure par un conduit 27 sous l'action d'une pompe et est pulvérisée en 29 dans la zone de vapeur 22. De l'eau est prélevée au voisinage de la partie inférieure de la zone d'eau à température moyenne 24 par un conduit 30 sous l'faction d'une pompe 31. L'eau est réinjectée au voisinage de la partie supérieure de la zone 24. Sur le conduit 30, en amont de la pompe 31, se raccordent deux conduits 32 et 33 par l'intermédiaire de vannes à trois voies, respectivement 34 et 35. Le conduit 32 se raccorde à la partie supérieure de la zone d'eau surchauffée 23, tandis que le conduit 33 se raccorde à la partie inférieure de la zone d'eau froide 25. L'action des vannes 34 et 35 permet d'ajuster la température de l'eau contenue dans la zone 24 par appoint régulé d'eau surchauffée ou d'eau froide en provenance respectivement des zones 23 et 25. Un conduit 36 muni d'une pompe 37 prélève de l'eau à la partie supérieure de la zone d'eau froide 25 et la fait passer à travers l'échangeur de refroidissement 38 avant de la renvoyer à la partie inférieure de la zone d'eau froide 25. Dans le cas d'une pression de vapeur surchauffée de 20 bars, les températures des zones 24 et 25 peuvent être maintenues par exemple respectivement à 1500C et à 350C. Dans les zones 23, 24 et 25, grâce aux circulations d'eau sous l'action des pompes 28, 31 et 37, on obtient dans chacune de ces zones une température relativement homogène sauf évidemment à la limite entre zones où l'on a un gradient de température. La seule différence de densité permet de maintenir sans difficulté les trois zones superposées. Un conduit 39 prélève sous l'action d'une pompe an l'eau contenue à la partie supérieure de la zone d'eau surchauffée 23, et l'amène à la vessie 41 de la presse de type "water-bag". L'admission à la vessie est commandée par une vanne 42. L'eau surchauffée est évacuée de la vessie par un conduit 43 commandé par une vanne 44 et envoyée dans la partie inférieure de la zone d'eau surchauffée 23. En outre, un conduit de dérivation 45 est disposé entre les conduits 39 et 43. Ce conduit 45 est commandé par une vanne à trois voies 46 disposée sur le conduit 39. Ce conduit de dérivation 45 permet une régulation supplémentaire de la température de l'eau surchauffée amenée à la vessie 41, par exemple à 1900C. Un conduit 47, commandé par une vanne 48 se raccorde à la partie supérieure de la zone d'eau à température moyenne 24 et amène l'eau à température moyenne à la vessie 41. La zone d'eau à température moyenne 24 se raccorde en outre à sa partie inférieure à un conduit 49 commandé par une vanne 50 et relié à la sortie de la vessie 41. Un conduit 51 relié à la partie inférieure de la zone d'eau froide 25 et comportant une pompe 52 et une vanne de commande 53 amène l'eau froide de la zone 25 à l'entrée de la vessie 41. Par ailleurs, un conduit 54 commandé par une vanne 55 évacue l'eau froide sortant de la vessie 41 et l'amène dans la partie supérieure de la zone froide 25. Enfin, un conduit 56 muni d'une vanne 57 relie la sortie de la vessie 41 à un réservoir 58. L'eau contenue dans ce réservoir peut être évacuée par un conduit 59 se raccordant au conduit 54 sous l'action d'une pompe 60, vers la partie supérieure de la zone d'eau froide 25. Le fonctionnement de cette installation est le suivant a - On effectue le remplissage de la vessie 41 par de l'eau provenant de la zone à température moyenne 24 par le conduit 47 en ouvrant la vanne 48. b - On fait ensuite circuler de l'eau surchauffée au moyen de la pompe 40 en ouvrant les vannes 42 et 44. Cette opération correspond à l'opération de vulcanisation proprement dite du pneumatique à l'intérieur de la presse. c - Lorsque l'opération de vulcanisation est terminée, on chasse l'eau surchauffée contenue dans la vessie 41 au moyen d'eau froide prélevée dans la zone d'eau froide 25, sous l'action de la pompe 52, les vannes 53 et 50 étant ouvertes. L'eau est ainsi injectée dans la zone d'eau à température moyenne 24 et peut servir dans une autre opération de remplissage telle que définie sous (a). d - On procède ensuite au refroidissement proprement dit de la vessie 41 en faisant circuler de l'eau froide provenant de la zone 25 sous l'action de la pompe 52, les vannes 53 et 55 étant ouvertes. e - On procède enfin à la vidange de la vessie 41 dans le réservoir 58, la vanne 57 étant ouverte. L'eau contenue dans le réservoir 58 peut être réinjectée dans la zone d'eau froide 25. Contrairement à ce qui se passe dans le cas d'une installation classique, on effectue ainsi un chauffage préalable de la vessie 41 par de l'eau à température moyenne, avant d'effectuer la circulation de l'eau surchauffée. A la fin de l'opération de vulcanisation, l'eau surchauffée est d'ailleurs récupérée dans la zone d'eau à température moyenne et cette eau peut être réutilisée lors du cycle suivant. On réalise ainsi une économie d'énergie appréciable qui est sensiblement égale à l'énergie calorifique nécessaire pour réchauffer la masse d'eau contenue dans la vessie depuis la température de la zone d'eau froide jusqu'à la zone d'eau à température moyenne. En outre, l'eau froide qui est vidangée en fin d'opération est réintroduite dans la zone d'eau froide et ne doit pas être réchauffée, comme dans la technique antérieure. Il convient, en outre, de souligner que le fonctionnement d'une telle installation est particulièrement aisé puisqu'il ne nécessite pas de régulation de la circulation des fluides entre les différentes zones. Il convient de noter également que des variantes sont possibles. C'est ainsi, qu'il serait possible de diviser le récipient contenant les quatre zones en deux récipients, l'un contenant par exemple la zone de vapeur, la zone d'eau surchauffée et une zone d'eau à température moyenne et le second contenant une zone d'eau froide et une zone d'eau à température moyenne reliée à la zone d'eau à température moyenne du premier récipient, si des questions d'encombrement se posaient. REVENDICATIONS 1. Installation d'alimentation en eau surchauffée et en eau de refroidissement d'une presse de vulcanisation comprenant une vessie (41) alimentée successivement en eau surchauffée et en eau de refroidissement, caractérisée en ce qu'elle comprend un récipient (21) rempli d'eau sous pression de vapeur et comportant de haut en bas une zone d'eau surchauffée (23), une zone d'eau à température moyenne (24) et une zone d'eau froide (25), et des moyens pour effectuer successivement les opérations suivantes a - le remplissage de la vessie (41) avec de l'eau provenant de la zone d'eau à température moyenne (24), b - la circulation dans la vessie (41) d'eau provenant de la zone d'eau surchauffée (25), c - la vidange de l'eau surchauffée contenue dans la vessie (41) vers la zone d'eau à température moyenne (24) sous la poussée de l'eau provenant de la zone d'eau froide (25), d - la circulation dans la vessie (41) d'eau provenant de la zone d'eau froide (25), et e - la vidange de l'eau froide présente dans la vessie (41). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens pour réintroduire dans la zone d'eau froide (25) l'eau froide vidangée de la vessie (41). 3. Installation selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour prélever de l'eau à l'intérieur de chaque zone et la réinjecter dans le même zone de fa çon à obtenir une température sensiblement homogène à l'intérieur de chaque zone. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'à l'intérieur de chaque zone l'eau est prélevée au voisinage de l'une des extrémités verticales de la zone et réinjectée au voisinage de l'autre extrémité de la zone. 5. Installation selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un échangeur de refroidissement (38) pour refroidir l'eau prélevée dans la zone d'eau froide (25) avant sa réinjection dans la même zone. 6. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de régulation de la température de la zone d'eau à température moyenne (24). 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits moyens de régulation comprennent des moyens pour prélever de manière contrôlée de l'eau de la zone d'eau surchauffée (23) et l'amener dans la zone d'eau à température moyenne '24) et des moyens pour prélever de manière contrôlée de l'eau dans la zone d'eau froide (25) et l'amener dans la zone d'eau à température moyenne (24).