Brevet FR2550852A1 — publié le 19850222

La présente invention se rapporte aux fours continus à soles mobiles et concerne notamment, sans pour autant y être limitée, un type de fours continus de cuisson de produits céramiques et refractaires. De maniere générale ce four est destiné au traitement de tous matériaux posés sur la sole ou plancher du four et y entrant froids pour en ressortir à un niveau énergétique équivalent. Pendant la cuisson, il est essentiel pour tous les produits que la charge à traiter soit chauffée v uniformémentet économiquement. Ceci en fonction du coéfficient de dilatation du produit et des contraintes admissibles. Actuellement, les fours continus utilisés pour procéder à ce type de cuissons sont de type tunnel dans lesquels la charge circule à contre courant des fumées. De nombreux progrès tendent à diminuer la consomation spécifique de ces machines; les fours multi-caneaux dans lesquels plusieurs voies de charge circulent à contre sens, sont de celles-là. Comme celle des fours tunnels en U utilisés pour l'emaillage des piéces suspendues. La presénte invention à pour but d'économiser l'énergie nécessaire au traitement thermique et d'améliorer sa qualité en échauffant les produits à traiter à la chaleur de ceux déja en cours de refroidissement. Telle que caractérisée dans les revendications l'invention consiste à favoriser l'échange thermique direct, par rayonnement et convection, entre plusieurs trains d'éléments de plancher mobiles circulant chargés, à contre sens, sur un même plan et dans des directions parallèles. Ainsi, le four a une forme droite . Une seule de ses deux extrémités est ouverte. far elle, entrent et sortent les éléments de plancher mobiles chargés. L'autre extrémité est borgne et portée au plus haut nivéal de température du four. A cet endroit les éléments de plancher chargés éffectuent une translation normale à l'axe du four. Un ou plusieurs éléments de plancher peuvent être translatés simultanément. Par ce moyen, les charges passent d'une voie de circulation à une autre où le sens de circulation est inversé. Le nombre de directions est compris entre deux et un multiple entier de deux ou de trois. Ce procédé impose par son principe même, une relation directe entre la vitesse d'échauffement et de refroidissement des produits. Ceci sans tenir compte des pertes de masse de la charge ni des déperditions calorifiques du four ; cette vitesse d'échauffement est comparable si le nombre de voies entrantes est identique au nombre de voies sortantes. Elle est double Si une voie entrante alimente deux voies sortantes Respectivement, cette vitesse d'échauffement est deux fois plus lente que la vitesse de refroidissement lorsque deux voies entrantes alimentent une seule voie sortante. Le moyen par lequel le changement de voies de circulation est obtenu à l'extrémité borgne du four est réalisé à partir d'un jeu d'éléments de plancher de même dimensions que les éléments porte charge . Ces éléments vides restent en permanence à l'interieur du four et à l'extrémité borgne. Ils se déplacent uniquement pour combler l'espace laissé libre par une charge en cours de translation et pour lui transmettre la force motrice nécessaire aux translations normales à l'axe du four. Pour permettre leur déplacement sur un même plan que les éléments de plancher chargés; les murs sont évidés d'un volume suffisant pour autoriser leur escamotage au fur et à mesure de l'avancement des éléments chargés. Ils n'en ressortent que pour compléter le plancher du four lors des translations normales à son axe .Le nombre minimal d'évidements sous les murs du four est égal au nombre de voies du four majoré de deux. Au maximun il sera majoré de quatre. Le nombre d'éléments de plancher escamotables est au minimum égal au nombre de voies majoré de un. Au maximun, il sera égal au nombre d'évidements prévu sous les murs La" sustentation et le guidage des éléments de plancher escamotable, comme celui des éléments de plancher porte charge,se fait au moyen de billes solidaires de la base de ces éléments. Cette solution permet de pouvoir éffectuer plusieurs translations suivant des axes différants au moyen d'éléments de guidage dont la section est en forme de V. Exactement à chaque intersection de tels segments de guidage, Une cale d'appui est placée pour venir en contact, lors de leurs passages, avec le point inférieur de chaque bille.Cette piéce permet à chaque bille vide rester exactement sur un même plan lors des changements de directions des éléments de plancher. Pour faciliter les translations normales à l'axe du four des éléments de plancher, et pour éviter l'usure de leur surface de contact, les éléments des rames entrantes et sortantes directement adjacents sont immobilisés. Ainsi, pendant cette période, les tensions dues à l'élasticité des rames en compression sont maintenues et il n'existe pas de mouvements de décompression nuisibles à la stabilité et à l'usure des éléments de plancher. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent en ce que la recherche d'une meilleure homogéneite de température dans la charge tende toujours à améliorer le rendement énergétique du four. En effet, l'augmentation du cycle de cuisson facilite le transfer de chaleur entre les charges. La recherche d'une excellente homogénéité en température des charges liée à ce cycle de cuisson , tend à optimiser le rendement de l'échange thermique. Au total, l'on parvient à une consomation énergétique tout à fait intéressante qui tend toujours à diminuer lorsque l'on cherche à améliorer la qualité du traitement thermique . Par son principe meme de fonctionnement , ce type de four peut et doit utiliser des éléments supports ce charge f denses et résistants; ce qui diminue le coût d'entretien du four. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre , donnée uniquement à titre d'exemples nullement limitatifs. Les dessins anexés montrent deux variantes d'un four à deux voies destinées à éxpliquer l'influence du nombre d'évidements quant au défilement de la charge .Le fonctionnement d'un four à trois voies est expliqué en détail en référence aux figures numerotées de quatre à huit. La figure 1 est une vue en plan coupée d'un four à deux voies conforme à l'invention équipé de quatre évidements et de trois éléments escamotables La figure 2 est une vue transversale coupée au niveau de l'extrémité borgne du four de la figure 1 La figure 3 est une vue en plan coupée d'un four à deux voies conforme à l'invention, équipé de six évidements et de quatre éléments escamotables La figure 4 est une vue en plan coupée d'un four à trois voies conforme à l'invention,équipé d'une voie entrante pour deux sortantes, de cinq évidements et de quatre éléments escamotables .La configuration représentée correspond à la limite d'une poussée longitudinale. La figure 5 est une vue comparable à la r figure quatre mais dans une configuration de fin de translation normale à l'axe du four. La figure 6 est une vue comparable à la figure quatre mais dans une configuration correspondant à une poussée longitudinale en cours. La figure 7 est une vue latérale coupée du four représenté sur la figure six La figure 8 est une vue transversale coupéz au niveau de l'extrémité borgne du four représenté sur la figure cinq. La figure 9 est une vue en perspective de l'intersection de deux rails de guidage. Le four à deux voies représenté figure 1 et 2 l'est dans une position de fonctionnement où le vérin 10 a poussé complètement la rame d'éléments de sole chargés 41 42 43 44 45 46 et l'élément vide escamotable 22 est rangé dans son évidement. La porte 30 est fermée et son ventail suiveur 31 s'est déployé à l'horizontale pour combler l'espace libre qui s'est ouvert entre l'élément de plancher chargé 41 et la porte 30 pendant la poussée du vérin 10 . Le mouvement suivant sera une translation des trois éléments vides 21 22 23 et de l'élément chargé 46 . Ces quatre éléments vont garder leurs positions respectives et se déplacer simultanément sous l'action du vérin 11 . Le ventail 31 est replié sur la porte 30 et celle-ci est levée de manière à pouvoir retirer l'élément chargé52 et à en placer un à traiter devant le vérin 10 .La porte 30 refermée suivant la séquence d'ouverture inversée, le vérin 12 pousse l'élément 22 qui transmet son mouvement aux éléments chargés 47 å 51 . Ainsi, à la fin de la poussée du vérin 12, les trois éléments vides 21 22 23 sont alignés entre les vérins 12 et 13 . Le vérin 13 pousse alors le tout de manière à placer l'élément 21 dans son évidement 01 devant le vérin 11. L'élément 22 se trouve sur la voie de chauffage et le vérin 10 entame une nouvelle poussée. Le ventail 31 suit l'avancement de la rame. Un nouveau cycle est en cours. On remarque que dans ce cas, la cinématique des charges est disymétrique et/ou discontinue. Les éléments 47 à 51 en refroidissement se déplacent lorsque ceux en cours de chauffe 41 à 46 sont immobiles et réciproquement La figure tois montre un four où le mouvement des charges est symétrique. Représenté dans une position où le vérin 10 à poussé complètement la rame d'éléments chargés 41 à 46 et où le vérin 15 vient de déplacer par une barre à cliquets les deux éléments vides 22 et 24 qui se trouvaient dans les évidements 03 et 04 réspectivement. La porte 30 est fermée et son ventail d'entrée 31 est déployé alors que celui de sortie32 est rentré . Le mouvement suivant sera une translation des éléments vides 21 et 23 adjacents à l'élément chargé 46 , sous l'action f du vérin 11. Ainsi, 'L'élément 46 sera placé sur la voie de refroidissement. Apres ouverture de la porte 30 et extraction de l'élément chargé 52 , mise en place d'une nouvelle charge à traiter et ferméture de la porte 30, ventail 31 lové et ventail 32 déployé . Les vérins 10 et 12 seront ensuite alimentés simultanément et lentement de maniére à éviter les variations de température sur les charges. En fin de poussée, l'élément vide 21 se trouvera dans l'évidement 03 .Les vérins 16 et 14 pousseront les éléments vides 22 et 23 devant les vérins 11 et 15 .Enfin, le vérin 15 par l'intermédiaire de sa barre à cliquets, placera les éléments vides 21 et 23 devant les vérins 16 et 12 respectivement pour qu'un nouveau cycle puisse recommencer. Le four à trois voies est, sur la figure 4, dans une position où le vérin d'entrée 10 vient de finir une poussée d'éléments chargés 40 à46 . La porte 30 est fermée, son ventail 31 d'entée est déployé et ceux de sorties 32 33 sont lovés. Le mouvement suivant représenté figure cinq, est une translation simultanée des éléments vides 21 22 23 24 et de l'élément chargé 46 sous l'action du vérin 13. Ainsi, l'élément 46 est placé sur une des deux voies de refroidissement. L'ouverture de la porte 30 a eu lieu avec toute la procédure connue concernant les venteaux, pour que l'élément 60 soit âté et que l'élément 39 soit placé. Les vérins 18 et 10 seront ensuite alimentés simultanément et lentement. L'élément vide 23 se trouvera dans l'évidement 03 alors que l'élément vide 22 sera chassé de l'évidement 02 . Sur la figure six, le mouvement suivant a été représenté; le vérin 11 a poussé de maniére simultanée les éléments de plancher 21 22 45 23 24 alors que le vérin 19 contenait les contraintes dues à l'élasticitée des rames d'éléments de plancher. Devant de pouvoir alimenter les vérins 10 etl2 , il faudra ouvrir la porte 30 de maniére à pouvoir retirer l'élément chargé 59 et en placer un à traiter qui porterait le numéro 38. RE\ENDIC4TIOS i. Çour continu fixe à sole mobile ou la charte est posée sur des éléments de plancher 41 à 52 ou sole, Ca- ractérisé en ce que 1 entrée et la sortie des charges s'effectuent sur un même plan et car la seule extrémité 30 ouserte du four. 2. Four continu suivant la rexendication 1, caracté risé en ce que chaque soie de produits à traiter 41 à 45 alimente une soie de produits traités 47 à 51. 3. Four continu suivant la resendication 1, caracté risé en ce qu'une voie de produit à traiter 40 à 44 ali mente deux soies de produit traité 45 à 57 et 44 à 55. Réciproquement, qu'une voie de produit traité soit ali mentée par deux voies de produits à traiter. 4. Four continu suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce que le chanaement de voie de circulation des éléments de plancher chargés se fasse à l'intérleur de l'extrémité borgne du four au moyen d'éléments de plan cher escamotables 21 à 24 sous les paroles du four 01 à 04. 5. Four continu suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément de plancher soit équi pé d'un jeu de billes guidées dans un réseau de rails dont la section utile est en forme de V 6. Four continu suivant la revendication 5, caractéri se en ce que l'intersection des rails de guidage soit équi- pée d'une cale venant en contact avec le point inférieur de chaque bille lors de son passage. 7. Four continu suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité des voies de circulation longitudinales soient équipées de systèmes 19 de blocages capables d'immobiliser par rapport aux rails, les éléments de plancher chargés 39 à 44 qui ne sont pas en cours de translation normale à l'axe.