Brevet FR2546259A1 — publié le 19841123

L'invention concerne un dispositif d'étanchéité pour l'introduction en continu dans une enceinte d'un produit sous forme de bande ou de fil, ledit dispositif comportant au moins un sas et des moyens d'étancheité contrôlant l'entrée et la sortie de l'enceinte. Dans de nombreuses industries telles que le textile, la métallurgie fine, l'électricité, ou l'électronique, les produits semi finis ou finis nécessitent fréquemment des traitements qui pour diverses raisons ne peuvent être exécutés en atmosphè- re libre et/ou à la température ambiante. On connaît des enceintes étanches permettant des traitements chimiques ou thermiques dans lesquelles l'introduction des produits en bandes ou en fils se fait par l'inter- médiaire de rouleaux assurant l'étancheité.Il n'est pas possible lorsque les produits sont fragiles d'utiliser de tels dispositifs et fréquemment les traitements doivent entre faits en discontinu, par fournée. Ce procédé allonge considérablement les temps et nécessite des enceintes de grandes dimensions lorsque l'on désire traiter des longueurs importantes. On a tenté de créer des sas, munis de parois fixes, alimentés en fluide sous pression, mais lorsque les pressions nécessaires aux traitements atteignent quelques bars les débits de fuite deviennent rédhibi- toires. Un dispositif de es type est décrit dans le brevet français 2 307 202 pour assurer la liaison entre deux enceintes. Les enceintes sont reliées par un canal dans lequel circule la bande à traitera Les dimensions du canal sont légèrement supérieures à celles du produit de manière à laisser un certain jeu pour permettre un déplacement sans frottement. Un fluide est injecté dans le canal par des orifices alimentés par une chambre de répartition. La pression du fluide est supérieure à celle de l'enceinte ayant la pression la plus élevée et est asservie à celle-ci par un régulateur relié à une chambre de réeupéra- tion prévue entre la chambre de répartition et l'enceinte. Cette disposition permet de contrôler la répartition du fluide parcourant le canal et limite le passage de l'atmosphère d'une enceinte à l'autre.Il est possible en multipliant les étages de chambrez de répartition et de récupération de limiter fortement le mélange des atmosphères et de régler la pollution admissible Selon une forme de réalisation décrite, le canal a une section bien déterminée ne convenant qu'd un produit d'épaisseur définie. Afin de rendre le dispositif adaptable à différentes épaisseurs, une variante de réalisation envisage de rendre mobile au moins une paroi du eanal.La paroi est alors constituée d'un plateau fixé au pist@n d'un cylindre alimenté par un dispositif de mesure de l'épaisseur du produit0 La distance @elativement importante existant entre le produit et la paroi du canal nécessite un débit de fluide important. Lorsque le produit, par exemple an tissu, est enduit d'une ma- tière susceptible d'être entraînée par son diluant lorsque, celui-ci est évaporé dans des conditions non contrôlées, il ne peut eGe soumis i l'action directe d'un fluide de barrage et le dispositif décrit ne peut convenir e Selon l'invention, le dispositif a pour but de permettre l'introduction en continu d'un produit dans une enceinte dans laquelle doivent être maintenues des conditions d'ambiance particulières. Le dispositif comporte un sas monté sur l'entrée de l'enceinte dans lequel est prévu un joint à coussins gonflables coopérant avec le produit à introduire, éventuellement par l'intermédiaire de moyens d'entraînement. Le dispositif selon l'invention est remarquable en ce que les moyens d'étanchéité placés à l'entrée du sas comporte un joint à coussins gonflables, lesdits coussins étant placés de part et d'autre du plan longitudinal défini par la bande de produit et symétriquement, la longueur des coussins étant supérieure à la largeur de la bande de produit et les directrices des coussins étant perpendiculaires audit plan, et en ce que les moyens d'étanchéité placés à la sortie du sas sont constitués par un joint d'étan- cheité appuyant de part et d'autre de la bandes les moyens d'étanchéité d'entrée et de sortie du sas déterminent une chambre susceptible d'être alimentée par un fluide sous pression. Les explications et figures données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée0 La figure 1 représente une vue partielle en coupe d'une enceinte équipée d'un exemple de réalisation du dispositif d'étanchéité selon leinvention9 La figure 2 est une coupe partielle selon II II de la figure lo La figure 3 est une vue partielle en coupe d'un autre exemple de réalisation d'une partie du dispositif d'étanchéité selon l'invention. La figure 1 représente une partie d9une enceinte 1 dont l'entrée est équipée d'une forme de réalisation du dispositif d'étancheité. Afin de per- mettre l'isolement par rapport à l'ambiance extérieure, l'enceinte est équipée à sa sortie d'un dispositif semblable. L'enceinte représentée schématiquement comporte les organes nécessaires à la réalisation des températures et/ou des conditions d'atmosphère désirées. Ces organes, étant classiques, ne seront pas décrits. Sur l'entrée de l'enceinte est fixé un sa 2 traversé selon un plan longitudinal par le produit à traiter 3. Selon l'exemple représenté9 ce produit se présente sous forme d'une bande d'une largeur inférieure à la largeur du sas. De part et d'autre du plan longitudinal et symétriquement sont fixés sur les parois opposées 4,5 du sas des coussins gonflables 6,7 de longueur légèrement ou même notablement supérieure à la largeur de la bande de produit à traiter. xes directrices des coussins sont disposées perpendiculairement an plan de la bande. Les coussins sont susceptibles de venir en contact de la bande selon une des directrices. Une chambre 89 définie en aval des coussins entre ceux-ci et l'entrée de l'enceinte, est mise, par exemple, sous une pression égale ou infé- rieur à la pression régnant dans l'enceinte pour éviter le passage de l'atmosphère extérieure dans l'enceinte. Afin de diminuer les fuites entre l'enceinte 1 et la chambre 8p on a prévu i la sortie du sas un joint d'étanchéité de sortie constitué de deux joints 9,10 appuyant de part et dBautre de la bande Ces joints peuvent entre des joints à lèvres frottantes ou des joints gonflables.La pression de ces joints sur la bande est réglée soit par un fluide comprimé comme représenté sur la figure, soit par un ressort mécanique e La partie du sas en amont du joint gonflable constitués par les coussins gonflables 6,7 comporte éventuellement une deuxième chambre 11 isolée de l'ambiance par un joint d'étanchéité d'en- trée formé par deux joints 12913 frottant sur la surface de la bande. La pression dans la chambre 11 est maintenue légèrement inférieure à celle de l'ambiance, comme il sera ultérieurement expliqué, aussi la pression que les oints 12,13 auront à exercer sur la bande sera très faible Suivant la nature des traitements exécutés dans l'enceinte ou la nature du fluide introduit dans la première chambre 8, il peut être souhaitable de ne pas laisser les fuites s'évacuer dans l'atmosphère aussi 9 il a été prévu une tubulure d'évacuation 14 qui peut éventuellement être branchée sur une pompe d'aspiration non représentée. En amont de l'entrée du sas par rapport au sens de défilement de la bande indiqué par la flèche 15 se trouve une partie des moyens d'entraîne- ment de la bande, constitués classiquement de rouleaux 16,17. Selon l'exemple de réalisation représenté et plus particulièrement adapté à des produits fragiles, tels par exemple des pièces de tissus, les moyens d'entraînement comprennent en outre deux bandes sans fin d'entraînement 18,19 serrées l'une contre l'autre sur une partie de leur longueur. Les bandes sont naturellement appliquées sur le tissu du fait de la différence de pression du sas et de l'atmosphère. Cette disposition permet l'entraînement du tissu sans le marquer localement et évite qu'il se déplace longitudinalement ou transversalement sous l'effet du gradient de pression Les moyens d'entraînement des bandes peuvent entre constitués par les deux rouleaux 16,17 déjà cités et par deux autres rouleaux 20,21 placés à l'entrée et à l'intérieur de l'enceinte 1. Ces rouleaux peuvent appliquer légèrement les bandes sur le tissu en évitant les contraintes locales qui risqueraient de marquer le produit. Ces bandes d'une largeur supérieure à la largeur du produit à transpor- ter s'appliquent étroitement contre les deux faces du produit et l'entraînent sans lui faire subir de contraintes de traction. Les bandes 18,19 sont guidées à l'intérieur et à l'extérieur de l'enceinte par des rouleaux de guidage 22,23,24,25. La partie non représentée de lBeneeinte comporte les mêmes dispositifs d'entraînement et de guidage.La constitution des bandes d'entraînement sera précisée ultérieurement. Le produit amené dans l'enceinte peut éventuellement être suspendu sur un cadre de stockage qui permet à la fois d'augmenter la durée du transit et d'absorber b éventuels à coups lors du démarrage ou de l'arrêt de l'installation. Le joint à coussins gonflables est consti- tué de deux coussins 6 et 7 éventuellement identiques disposés de part et d'autre de la bande de produit 3 ou des bandes d'entraînement 18,19. Selon une forme de réalisation chaque coussin est formé d'une enveloppe souple et imperméable maintenue à ses extrémités transversales dans des flasques 26 (rig 2) ayant une forme identique à celle de la section droite désirée lorsque le coussin est gonflé.La section droite des coussins peut eAtre choisie dans une large gamme de formes mais doit de préférence être $la même pour chaque coussin afin que les génératrices de contact éventuel des coussins avec la ou les bandes soient dans un même plan perpendiculaire. Cette précaution est particulièrement souhaitalble pour un produit ne présentant pas une grande rigidité et risquant 9 du fait des pressions exercées par le fluide de fuite entre le coussin et la bande 9 de déformer cette dernière. Selon une forme préférée de réalisation, représentée sur la figure 1, la section droite des coussins présente dans le sens d'entraînement indiqué par la flèche 15 , une partie convexe demi circulaire 27 disposée par rapport à la surface des paroir opposées 4 et 5 du sas de manière que le diamètre joignant ses extrémités soit approximativement perpendiculaire auxdites surfaces. L'extrémité supérieure de la partie demi circulaire 27 est relié à la face 4 ou 5 par une partie convexe de grand rayon de courbure 28. Suivant un exemple de réalisation des coussins, 11 enveloppe souple se présente sons forme d'un tube dune longueur égale à la largeur du sas0 Les extrémités du tube sont enfilées sur les flasques gabarits 26 qui dans la forme de réalisation précédem- ment décrite sont constitués de pièces présentant une partie convexe demi circulaire 27 raccordée à une de ses extrémités à une partie rectiligne 29 perpendi culairement à son diamètre et à l'autre extrémité 33,34 de son diamètre à une partie convexe de grand rayon de courbure 28, les deux parties 28S29 se rejoignant selon une partie angulaire 910 Les flasques portant au moins une tubulure d t alimentation 30 en fluide sous pression et munies de leur enveloppe tube, sont fixées sur les parois latérales opposées du sas0 Les parties arrière angulaires 31 des coussins sont fixées par une barrette 35 de façon étanche contre les parois ~supérieure et inférieure 4,5 du sas en amont des arrivées de fluide de pressurisation 32 de la chambre 8. Pratiquement la distance séparant les sommets 33,34 des flasques est nulle. Le joint pouvant s'adapter à des variations d'épaisseur importantes de la bande de l'ordre du centimètre sans que soient modifiés de manière significative ces paramètres de fonctionnement. Lorsque l'on utilise des bandes d'entrai- nement la hauteur du coussin sera égale à la demi hauteur du sas diminuée de l'épaisseur de la bande d'entraînement. Selon une forme de réalisation de bandes d'entraînement pour produits fragiles, tels que des tissus, tricots etcO elles sont de préférence formées d'un matériau souple, imperméable et sont recouvertes côté extérieur, d'un revêtement facilitant le glissement sur les Surfaces fixes des joints0 Le fonctionnement du dispositif selon 11 invention et en particulier d'un dispositif avec banes d'entraînement est le suivants Le produit, par exemple un tricot tubulaire est introduit à plat entre les deux bandes d'entraînement 18,19 et traverse à l'entrée de l'enceinte de traitement 19 par exemple une étuve, un sas 2 isolé de l'atmosphère par le joint constitué des coussins gonflables 697 opposés deux à deux de part et d'autre des bandes d'entrainement0 A sa sortie, le produit passe dans un dispositif semblable à celui de 11 entrée. A la mise sous pressiondu joint gonflable, la pression dans la chambre 8 du sas est nulle et les coussins sont gonflés åusqu9à une pression Pj pour laquelle ils vienent s'appliquer contre les bandes d'entraînement et les parois 4 ou 5 du sas. Le jeu entre le coussin et la bande, designé par le terme hauteur de vol#, est nul. En injectant un débit de fluide dans la chambre 8 lapression monte jusqu'à une valeur P pour laquelle correspond une position d'équilibre ménageant un jeu#pour l'écoulement du fluide entre la bande d'entrainement et le coussin. Si l'on maintient constantes les pressions Pj et P et que l'on diminue l'épaisseur du tissu, le jeu tend à augmenter. Le coussin se déforme pour accompagner la bande avec une sensibilité d'autant plus grande que le jeu est plus faible La figure 2 montre en coupe et partiellement comment se déforment les coussins gonflables 6,7 au voisinage des bandes d'entraînement 18,19 qui enserrent totalement le prouit 3 à traiter. Le jeu ou hauteur de vol est approximativement constante sur toute la largeur des coussins. Par suite du maintien de chacun des coussins formant le joint gonflable, par sa partie aval et de la grande souplesse de la paroi, le rayon de courbure du coussin montre une grande sensibilité à la surpression pouvant exister dans la chambré 8, définie entre les coussins et l'entrée de l' enceinte et en fait indirectement un régulateur de la pression de l'enceinte.Si la pression monte dans l'enceinte elle se répercute dans la chambre 8 puisque les joints 9,10 qui les séparent n'assurent pas l'étancheité absolue L'acoroissement de pression de la chambre 8 réduit la surpression relative donc le rayon de courbure du coussin.Le jeu augmente rapidement entre les cous- sins et les bandes d'entraînement et provoque une chute de pression dans la chambre e A l'inverse une diminution de pression conduit à la fermeture du jeu9 et du fait de l'alimentation permanente de la chambre 8, à une remontée de pression dans cette dernière. Pour éviter un passage de l'atmosphère de la chambre 8 dans l'enceinte, il suffit de maintenir cette dernière en très légère surpression par rapport à la chambre par un petit débit permanent de fluide de traitement. La régulation de pression de l'ensemble revient alors à maintenir constante la pression du joint grâce à un régulateur de source d'air comprimé par exemple. Dans ce cas, la pression de l'enceinte s'ajuste à la valeur de la pression du joint dans le rapport P PJ réglé par construction des coussins. Le joint à coussins d'air constitue en outre comme déjà mentionné un clapet de sécurité pour l'enceinte. La seconde chambre 11 en amont du joint forme une zone de récupération de l'atmosphère de l'enceinte, en cas de rupture accidentelle d'un coussin, limitée par les joints racleurs 12,13. Le mode de fonctionnement du dispositif d'étancheité est le même quelle que soit la nature du fluide introduit dans la chambre 8e Le fluide utilisé peut entre un gaz, par exemple de l'air, un liquide par exemple de l'eau, ou une combinaison gaz liquide par exemple une suspension d ' eau dans l'air ou de la vapeur.Afin d'éviter l'entrée du fluide de la chambre B dans l'enceinte, la pression dans cette dernière est maintenue légèrement supérieure celle de la chambre 8 de manière que la fuite éventuelle se produisant au joint d'entrée 9,10 soit dans le sens enceinte vers chambre. La pression du joint 9,10 sur la bande est réglée de manière à réaliser la meilleure étancheité possible pour le minimnm de frottement. Pour certaines utilisations, il peut entre intéressant d'avoir dans eneeiSte une pression inférieure à la pression atmosphérique. La figure 5 illustre un mode de réalisa tion permettant cette possibilité. Si la pression dans la chambre 11 est toujours légèrement inférieure à la pression atmosphé- rique, la pression dans la chambre 8 doit être inférieure à la pression atmosphérique par une régulation suivant la flèche F. Il en résulte une inversion du joint par rapport à son attache. Le fonctionnement est similaire à celui du dispositif précédemment décrit, la pression dans le joint étant supérieure à la pression atmosphérique qui est elle-même supérieure à la pression dans la chambre 8, la régulation du joint réglant de même la pression dans l'enceinte 1. Le dispositif décrit peut équiper es fours ou enceintes permettant le traitement de tissus fragiles tels que coton, soie s laine etc. mais égalez ment celui de nombreux produits plans supportant difficilement un frottement mécanique ou une pression de contact excessive tels que tôle peinte ou émaillée. papier, bande imprimée etc. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'étanchéité pour l'intro duction en continu dans une enceinte d'un produit en forme de bande ou de fil, le dispositif comportant au moins un sas, des moyens d'étancheité placés à l'entrée et à la sortie du sas et des moyens d'entraînement du produit, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité placés à l'entrée du sas comporte un joint à coussins gonflables (6,7) lesdits coussinslétant placés de part et d'autre du plan longitudinal défini par la bande de produit (3) et symétriquement, la longueur des coussins étant supérieure à la largeur de la bande de produit et les directrices des coussins étant perpendiculaires audit plan, et en ce que les moyens té placés à la sortie du sas sont constitués par un joint d'étanchéité de sortie (9,10) appuyant de part et d'autre de la bande, les moyens d'étanchéité d'entrée et de sortie du sas déterminent une chambre (8) susceptible dextre alimentée par un fluide sous pressions 2. Dispositif selon la revendication 19 caractérisé en ce que chaque coussin gonflable (6,7) est formé d'une enveloppe tubulaire souple et impermea'- ble maintenue à ses extrémités par deux flasques (26) ayant une forme identique à celle de la section droite désirée lorsque le coussin est gonfle, au moins un des flasques est muni d'une tubulure d'admission de fluide sous pression, chaque coussin est fixé sur les côtés latéraux du sas de manière symétrique. 30 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les flasques présentent une partie convexe semi circulaire (27) raccordée à une de ses extrémités à une partie rectiligne (29) perpendiculairement à son diamètre et à l'autre extrémité (33,34) de son diamètre à une partie convexe de grand rayon de courbure (28), lesdites deux dernières parties (28,29) se rejoignant selon une partie angulaire (31). 4. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les coussins sont fixés sur les côtés latéraux du sas de manière que les extrémités (33,34) correspondantes des deux flasques: soient approximativement en contact, les parties rectilignes (29) en appui entre les parois (4,5) du sas étant disposées parallèlement au plan de la bande (3) de produit, 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'entraî- nement comprennent deux bandes d'entraînement (18,19) sans fin serres l'une contre l'autre sur une partie de leur longueur par la différence de pression du sas et de l'atmosphère et par deux rouleaux (16,17) disposés à l'entrée du sas et par au moins deux rouleaux (20,21) disposés à l'entrée et à l'intérieur de l'enceinte (i). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une deuxième chambre (11) est prévue en amont du joint gonflable, ladite chambre étant isolée de l'ambiance par un joint d'étancheité d'entrée (12,13) coopérant avec les moyens d'entraî- nement (18,19). 7. Dispositif selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ee que.la pression dans la chambre (8) déterminée entre le joint gonflable (6,7) et les moyens d'étancheité de sortie (9,10) est inférieure à la pression dans l'enceinte. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un espace de hauteur déterminé est maintenu entre la bande (3,17,18) et le soumet des coussins (6,7) par réglage au débit de fluide dans la chambre (8). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pression d'enceinte 1 est réglée par la pression régnant dans les coussins (6,7).