Brevet FR2657953A1 — publié le 19910809

INSTALLATION POUR LA DETERMINATION D'IRREGULARITES DANS LA ROTATION DE ROULEAUX DE TRANSPORT DE FOURS A ROULEAUX La présente invention concerne une installation des- tinée à déterminer des irrégularités dans la rotation de rouleaux de transport de fours à rouleaux. Les fours de ce type sont connus depuis longtemps et sont utilisés, par exemple, dans l'industrie céramique Un four de ce type, désigné par four-tunnel, se subdivise gé- néralement en une zone de montée en chaleur à laquelle fait suite une zone de cuisson et enfin une zone de refroidisse- ment, le produit à cuire traversant le four dans cet ordre. Le produit est guidé par des rouleaux de transport qui, espacés les uns des autres, se succèdent le long du par- cours du four, sur un plan horizontal Les différents rou- leaux de transport s'étendent perpendiculairement au canal du four et donc perpendiculairement à la direction de trans- port du produit, jusqu'aux parois latérales du four ou à travers cellesci et sont guidés à leurs extrémités, par des paliers appropriés, par exemple des roulements à rouleaux et sont mis en rotation, ensemble ou par groupes, par l'in- termédiaire d'un mécanisme d'entraînement, par exemple une transmission à chaînes. Les rouleaux qui tournent tous dans le même sens, peuvent tourner tous à la même vitesse, par exemple lors- qu'est utilisé un mécanisme d'entraînement commun, mais il est possible aussi d'entraîner des groupes de rouleaux à une vitesse différente, pour obtenir que les produits à cuire, guidés sur les rouleaux, soient séparés les uns des autres, par exemple dans la région de la zone de cuisson. Le canal du four est en outre limité par un fond et une voûte et des brûleurs ou des éléments de chauffage électrique, destinés à chauffer le four, sont disposés le long du parcours du four, dans ses différentes zones. Suivant la section transversale du four, les différents rouleaux ont une longueur plus ou moins grande. Les longs rouleaux en particulier posent des problèmes mécaniques, surtout dans les régions à haute température du four Il est vrai que l'on utilise actuellement souvent des matériaux spéciaux, par exemple à base de carbure de silicium, pour la fabrication de ces rouleaux, mais il n'est pas possible d'empêcher totalement que des défail- lances ne se produisent à la longue, par exemple la rup- ture d'un rouleau Dans ce cas, il faut remplacer rapide- ment le rouleau défectueux Dans le cas contraire, les produits à cuire qui continuent d'être évacués en continu par des rouleaux situés en amont, risquent de ne plus être transportés de manière fiable à l'endroit o le rouleau est brisé, ou dans un cas extrême, d'être renversés. Pour détecter une rupture de rouleau de ce type, dans le passé, il a été installé, dans le four, une cellule photoélectrique avec un émetteur à une extrémité du four et un récepteur à l'autre extrémité du four et ce sous le plan des rouleaux L'idée était qu'en cas de rupture, le rouleau se pliant vers le bas active la cellule photoélectrique et indique donc, ainsi, le dommage intervenu. Mais ce procédé s'est révélé non fiable, car toute la zone située au-dessous du plan des rouleaux ne peut être détec- tée optiquement et,suivant le degré et la nature du rouleau en défaut, celui-ci n'entraîne pas toujours une activation de la cellule photoélectrique Le procédé connu a encore pour inconvénient que le défaut n'est signalé qu'en tant que tel Il n'est pas possible de localiser le rouleau défectueux correspondant. L'invention se propose donc d'indiquer la manière de révéler des irrégularités dans la rotation de rouleaux de transport de fours à rouleaux et notamment une rupture de rouleau, de façon rapide et localisable. Pour résoudre ce problème, l'invention part de la réflexion selon laquelle une rotation uniforme du rouleau concerné n'est plus possible, dans le cas o celui-ci est défectueux, notamment brisé En règle générale, les rou- leaux sont entraînés d'un c 6 té Il est évident que dans le cas d'une rupture de rouleau, la partie non entraînée non seulement se plie, mais ne peut plus tourner Mais la partie entraînée aussi se plie vers le bas par son extrémité libre et la rotation devient au moins iriégu- lière Ceci s'applique par analogie aussi aux rouleaux entraînés des deux côtés. Dans sa forme de réalisation la plus générale, l'in- vention propose une installation destinée à déterminer les irrégularités de la rotation de rouleaux de transport dans des fours à rouleaux, qui est constituée d'une plu- ralité de dispositifs délivrant un signal magnétique,' électromagnétique, acoustique ou optique, au moins un dis- positif étant relié, de manière fixe, à un rouleau, ainsi que d'une pluralité de dispositifs de mesure desti- nés à enregistrer le signal délivré par les dispositifs. Dans un cas normal, les rouleaux tournent à une vitesse constante Un dispositif placé sur un rouleau délivre, soit en continu, soit à intervalles de temps constant, lorsqu'est atteint le dispositif de mesure respectif, un signal correspondant qui est enregistré par le dispositif de mesure Dans un cas qui diffère du cas normal, donc par exemple dans le cas d'une rupture de rouleau, le signal n'est plus du tout reçu par le dis- positif de mesure,ou il est atténué, ou encore retardé. Cet écart par rapport au cas normal peut être constaté par une unité de programmation appropriée et être signalé, par exemple, par des dispositifs de signalisation acous- tiques ou optiques Chaque rouleau possédant son propre dispositif, en cas de défaillance, le rouleau concerné est immédiatement localisable. Les dispositifs émetteurs et récepteurs peuvent être conçus de différentes façons C'est ainsi qu'il est possible de configurer les dispositifs sous la forme d'émetteurs de rayons infrarouges et les dispositifs de mesure sous la forme de récepteurs de rayons infrarouges. Une variante prévoit que les dispositifs sont des émetteurs et les dispositifs de mesure des récepteurs d'une cellule photoélectrique La troisième forme de réalisation fonc- tionne par utilisation d'ultrasons, les dispositifs étant des émetteurs de sons et les dispositifs de mesure des récepteurs de sons. Tous ces dispositifs fonctionnent avec précision et signalent avec exactitude le temps et le lieu de la défaillance. Ceci s'applique aussi à la forme de réalisation préférée dans le cadre de l'invention, dans laquelle les dispositifs sont des aimants Si le flux magnétique varie, une tension est induite et pour une résistance donnée, un courant est produit qui peut être mesuré par des dis- positifs de mesure appropriés (ampéremètre, voltmètre). L'aimant peut être un électro-aimant ou un aimant per- manent, ce dernier étant préféré. Par rapport à toutes les autres formes de réalisa- tion, le dispositif se présentant sous la forme d'un aimant permanent a pour avantage capital de ne pas né- cessiter de lignes électriques d'arrivée qui posent des difficultés de construction, notamment lorsque les rou- leaux tournent Ceci est important en particulier dans les cas o le dispositif suivant l'invention est installé dans le four En effet, dans un four à rouleaux du type précité, les températures peuvent atteindre 1300 O C par exemple dans la zone de cuisson au-dessus des rouleaux, c'est-à-dire là o passent les produits de cuisson Dans ce cas, il est possible éventuellement de protéger l'aimant permanent placé sur le rouleau, par un écran thermique, sans perturber le champ magnétique. En principe, aucune limitation ne s'oppose à ce que les dispositifs soient placés sur les rouleaux Mais il est particulièrement préféré que les dispositifs soient placés sur une partie du pourtour des rouleaux ou fassent partie intégrante fixe du rouleau Par exemple, dans le cas d'une utilisation d'un barreau magnétique, celui-ci est fixé sur la surface du rouleau céramique et tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, pendant la rotation du rouleau Dès que l'aimant permanent parvient dans la région du dispositif de mesure respectif, ce dernier enregistre la tension induite, tant qu'aucune défaillance n'intervient, à intervalles de temps correspondants Si le rouleau se brise, deux cas principaux peuvent se présenter: d'une part, l'aimant se trouve précisément dans la position dans laquelle le dispositif de mesure respectif enregistre le champ magnétique correspondant La défaillance est alors signalée par le fait que le champ magnétique n'est pas interrompu par une poursuite de la rotation du rouleau. -D'autre part, la défaillance est signalée par le fait que le dispositif de mesure n'enregistre plus de tension ou de flux de courant, après le laps de temps correspon- dant, parce que le rouleau est à l'arrêt. Ceci s'applique notamment lorsque les dispositifs sont placés à l'extrémité non entraînée des rouleaux (de préférence à l'extérieur du four) Mais à l'extrémité entraînée aussi, il se produit des irrégularités de rotation du rouleau qui peuvent être enregistrées de ma- nière analogue D'autres irrégularités du rouleau, par exemple une flexion en forme de banane, peuvent aussi être enregistrées suivant l'invention, par exemple par un champ magnétique supérieur ou inférieur à la valeur normale, à un instant donné. Les dispositifs de mesure correspondants doivent être placés, de préférence, sous le plan des rouleaux, car à cet endroit la place disponible est plus grande ou parce que, dans le cas d'une disposition dans le four, les températures y sont bien inférieures à celles régnant dans l'enceinte de four proprement dite En règle générale, les dispositifs de mesure sont placés à peu près dans le même plan vertical que les dispositifs, afin qu'ils puissent recevoir de façon optimale les si- gnaux magnétiques, électromagnétiques, acoustiques ou optiques. Pour des raisons de coût, il est possible de renon- cer, éventuellement, à associer un dispositif de mesure à chaque dispositif et il est possible de prévoir, pour deux dispositifs voisins, un seul dispositif de mesure qui est alors placé, de préférence, exactement au milieu, entre (et au-dessous) des rouleaux correspondants Par une dis- position décalée des dispositifs sur les rouleaux respec- tifs, les signaux peuvent être reçus décalés dans le temps, ce qui permet de constater, même avec un seul dispositif de mesure qu'un rouleau ne fonctionne plus correctement, mais aussi quel rouleau est défectueux. Il a déjà été dit précédemment que les signaux reçus par les dispositifs de mesure sont enregistrés et analysés, de préférence, dans un système informatique A cet effet,les données de tous les dispositifs de mesure sont, de préfé- rence, introduites et traitées dans un système informa- tique commun qui, dans le cas o l'intensité ou la succes- sion des signaux d'un dispositif de mesure diffère de celle enregistrée en fonctionnement normal délivre un signal d'alerte correspondant Ce signal d'alerte peut, éventuel- lement, aussi, assurer une coupure simultanée de l'entra - nement des rouleaux, de manière à permettre le remplace- ment immédiat du rouleau défectueux. Diverses autres caractéristiques de l'invention res- sortent de la description détaillée qui suit Un mode de réalisation de l'invention est représenté à titre d'exemple non limitatif au dessin annexé: La figure unique est une vue en coupe transversale d'un four à rouleaux 10 avec parois latérales 14,15, un fond 19 et une voûte 20. Plusieurs rouleaux 10 espacés les uns des autres, s'étendent horizontalement à travers l'enceinte de four 24, passent latéralement à travers les parois de four 14, et sont guidés extérieurement dans des supports de rou- leaux 16 Les rouleaux 12 sont entraînés à leur extrémité droite sur la figure, par une transmission à chaînes commune (non représentée). Le produit à cuire qui est représenté ici de manière schématique en 18, repose sur les rouleaux 12, disposés dans un plan horizontal. Dans l'exemple de réalisation représenté un barreau magnétique 26 est placé sur chaque rouleau 12 Dans la position représentée du rouleau 12, ce barreau se trouve exactement sur la face inférieure du rouleau 12, mais en fonctionnement normal, il tourne évidemment en continu avec celui-ci, dans le sens des aiguilles d'une montre. Au-dessous de chaque rouleau 12 est placé un dispo- sitif de mesure 28 se présentant sous la forme d'un volt- mètre, et ce, de telle manière qu'il puisse recevoir et enregistrer une tension induite par l'aimant permanent 26 et représentée ici de manière schématique par une ligne en pointillés, lorsque l'aimant permanent 26 est associé au dispositif de mesure 28, de la manière représentée Les signaux reçus sont transmis par les dispositifs de mesure 28 à un système informatique central qui n'est pas repré- senté ici. Si l'un des rouleaux 12 se brise, son extrémité non entraînée (à gauche sur la figure) ne tourne plus L'aimant permanent 26 correspondant est arrêté Il s'ensuit que le dispositif de mesure 28 contrairement au cas normal ne reçoit plus la tension induite après chaque rotation com- plète du rouleau 12 correspondant Dans ce cas,la défail- lance est signalée, soit dans le dispositif de mesure 28 lui-même, soit dans le système informatique central, la défaillance, mais aussi le rouleau défectueux pouvant être déterminés aussitôt Ce rouleau peut alors être remplacé sans délai par un rouleau intact. REVENDICATIONS - 1 Installation destinée à déterminer des irrégula- rités dans la rotation de rouleaux de transport ( 12) dans des fours à rouleaux ( 10), caractérisée en ce qu' elle est constituéed'une pluralité de dispositifs ( 26) délivrant un signal magnétique, électromagnétique, acoustique ou optique au moins un dispositif 26)étant relié, de manièrefixe, à un rouleau ( 12) et en ce qu'elle comporte une pluralité de dispositifs de mesure ( 28) destinés à enregistrer le signal délivré par les dispositifs ( 26). 2 Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dispositifs ( 26) sont des aimants, notam- ment des aimants permanents et les dispositifs de mesure ( 28), des amperemètres ou des voltmètres. 3 Installation selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que les dispositifs ( 26) sont des émetteurs de rayons infrarouges et les dispositifs de mesure ( 28), des récepteurs de rayons infrarouges. 4 Installation selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que les dispositifs ( 26) sont des émetteurs et les dispositifs de mesure ( 28) sont des récepteurs d'une cellule photoélectrique. Installation selon la revendication 1, carac- térisée en-ce que les dispositifs ( 26) sont des émetteurs de sons et les dispositifs de mesure ( 28) des récepteurs de sons. 6 Installation selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisée en ce que les dispositifs ( 26) sont placés sur une partie du pourtour des rouleaux. 7 Installation selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisée en ce que les dispositifs ( 26) sont situés à l'extrémité des rouleaux ( 12), côté palier, à l'extérieur du four ( 10). 8 Installation selon la revendication 7, caracté- risée en ce que les dispositifs ( 26) sont placés à l'extrémité non entraînée des rouleaux ( 12). 9 Installation selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisée en ce que les dispositifs de mesure ( 28) sont placés au-dessus du plan des rouleaux. 10 Installation selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 9, caractérisée en ce que les dispositifs de mesure ( 28) sont placés à peu près dans le même plan vertical que les dispositifs ( 26). 11 Installation selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 10, caractérisée en ce qu'un dispositif de me- sure ( 28) est associé à chaque dispositif ( 26) 12 Installation selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 10, caractérisée en ce qu'un dispositif de mesure ( 28) enregistrant les signaux de deux dispositifs ( 26) associés aux rouleaux ( 12), est placé entre deux rouleaux ( 12). 13 Installation selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 12, caractérisée en ce que les dispositifs de mesure ( 28) enregistrent, en fonction du temps, les si- gnaux reçus par les dispositifs ( 26). 14 Installation selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 13, caractérisée en ce que les dispositifs de mesure ( 28) déclenchent un signal, lorsque l'intensité ou la succession des signaux diffère de celle enregistrée en fonctionnement normal.