Brevet FR2725266A1 — publié le 19960405

i L'invention concerne un dispositif de régulation de la pression de gaz dans des zones voisines d'un four à passage continu. Selon l'invention, le concept "four à passage continu" comprend tous les types de four travaillant en continu, pour lesquels le produit à cuire est amené en un point du four, puis est passé dans le four et est prélevé en un autre endroit. Tant l'état de la technique qu'également l'invention sont décrits plus en détails ci-après, à l'aide de l'exemple d'un four tunnel destiné à cuire des pièces moulées céramiques, sans pour cela limiter l'objet de l'invention. Un four tunnel est subdivisé usuellement en trois zones principales, précisément - en observant dans la direction du transport du produit à cuire - une zone de chauffage, une zone de cuisson et une zone de refroidissement. Comme on peut le voir dans le brevet EP 0 348 603 B1, on se pose le problème du bilan de débit-masse de l'air du four (qui est appelé globalement ci- après gaz) qui doit être réglé en fonction du four et du produit à cuire spécifiques, pour obtenir l'optimum chaque fois souhaité. Les quantités de gaz et leur température sont alors placées en interaction. La qualité du produit à cuire est fonction de façon tout à fait décisive de l'évolution de la température, de l'atmosphère du four et de la quantité de gaz dans les différentes zones du four, ainsi que de la vitesse d'écoulement spécifique du gaz pendant le séjour dans le four. Dans le brevet DE 41 00 232 C2, on décrit un dispositif pour assurer la régulation de la pression de gaz régnant dans une enceinte de four. Il s'agit alors surtout de déterminer la pression de gaz actuelle et, ensuite, de la régler par le biais de la quantité du courant de gaz évacué. Concrètement pour cela il est proposé de régler la pression de gaz par l'intermédiaire d'une amenée réglable d'air froid dans le canal d'évacuation de gaz. Pour assurer la séparation entre des courants de gaz d'une atmosphère différente dans différentes sections d'un four, le brevet EP 0 199 032 Bl décrit un dispositif équipé de moyens pour évacuer au moins une partie du courant de gaz d'une première section de four, directement avant l'autre section de four et, au moins, d'effectuer un recyclage partiel par des canaux de recyclage, dans les parois latérales de la première section de four, ceci sous un angle de 90 degrés + 20 degrés par rapport à la direction d'origine de l'écoulement. En d'autres termes, dans un dispositif, on établit une "barrière de gaz" entre des sections de four voisines. De cette manière, on empêche surtout que se produise un mélange des gaz dans des sections voisines d'un four à passage continu. L'invention part de la constatation qu'un effet analogue, c'est-à- dire une délimitation technique concernant les gaz entre des zones voisines d'un four à passage continu, peut également être obtenu par des voies tout à fait différentes, c'est-à-dire par la régulation de la pression de gaz dans la zone de transition entre des zones voisines. L'invention a pour but également de régler le bilan de débit-masse du gaz, optimisé, adapté au four et au produit à cuire spécifique, entre des zones de four voisines. Dans sa forme de réalisation la plus générale, l'invention concerne un dispositif pour assurer la régulation de la pression d'un gaz dans des zones voisines d'un four à passage continu, présentant les propriétés ci-après: - un premier point de mesure destiné à capter la pression de gaz à une extrémité d'une première zone de four, - un deuxième point de mesure destiné à capter la pression de gaz au début d'une deuxième zone de four directement voisine de la première zone de four, - un organe d'amenée destiné à introduire du gaz dans la deuxième zone de four, à distance du premier point de mesure, - un organe de prélèvement destiné à aspirer du gaz depuis la deuxième zone de four, à proximité directe du deuxième point de mesure, du côté opposé au premier point de mesure. L'organe de prélèvement est alors réglable en fonction des conditions de pression, déterminées en fonction du temps, aux points de mesure, entre les zones de four voisines. En d'autres termes, l'invention vise à établir de façon réglée des conditions de pression identiques dans la zone de transition entre des zones voisines d'un four à passage continu. Avoir des conditions de pression identiques dans des zones voisines a alors directement comme conséquence qu'aucun échange de gaz ne peut se produire entre les zones. En outre, l'invention est décrite à l'aide d'un dispositif monté dans la zone de transition entre une zone de cuisson et une zone de refroidissement d'un four tunnel. Il est connu d'injecter de l'air frais dans la zone de refroidissement d'un four. Selon la température et la quantité de l'air frais, on a une modification des conditions de pression dans la zone de refroidissement. Le dispositif selon l'invention veille à présent à ce que les conditions de pression fluctuantes que l'on a dans la zone de refroidissement ne se transmettent pas à la zone de cuisson voisine. De cette manière, on peut régler individuellement les différentes zones du four à passage continu, ici la zone de cuisson et la zone de refroidissement, obtenant ainsi un passage optimisé dans le four et une qualité améliorée du produit à cuire. Il est décisif pour l'aptitude au fonctionnement du dispositif qu'il y ait coopération entre les deux points de mesure de pression avec l'organe de prélèvement voisin destiné au gaz (l'air de four). Si, par exemple, la valeur de mesure (P2) du deuxième point de mesure est l'objet d'une augmentation au début de la zone de refroidissement, tandis que la valeur de mesure (P1) du premier point de mesure à la fin de la zone de cuisson reste inchangée, il va y avoir alors diminution du rapport P1/P2 à une valeur inférieure à 1. I1 va y avoir prélèvement hors du four, par l'intermédiaire du dispositif de régulation, d'une quantité de gaz augmentée, par l'intermédiaire de l'organe de prélèvement voisin du deuxième point de mesure, à la suite de quoi, la pression P2 va de nouveau diminuer, jusqu'à ce que le rapport P1/P2 s'établisse de nouveau à la valeur 1. Dans le cas inverse, dans lequel la deuxième valeur de mesure (P2) diminue, donc lorsque la pression dans la zone de refroidissement diminue dans la zone de transition vis-à-vis de la zone de cuisson, le rapport Pl/P2 va augmenter à une valeur supérieure à 1. Pour augmenter la pression, on opère alors un étranglement de l'organe de prélèvement par l'intermédiaire du dispositif de régulation cité, jusqu'à ce que la valeur de la pression à cet endroit corresponde de nouveau à la valeur de pression Pi et que le rapport P1/P2 vaille de nouveau 1. La quantité de gaz aspirée par l'intermédiaire de l'organe de prélèvement peut être commandée par l'intermédiaire d'une soupape correspondante, montée dans la conduite de prélèvement. Par conséquent, l'organe de prélèvement est réglable d'une façon telle que le rapport de pression P1/P2, déterminé respectivement à un instant donné, puisse être maintenu constant, à une valeur de 1, en effectuant des modifications de la quantité de prélèvement du gaz dans la deuxième zone de four. La valeur n'est alors naturellement pas constante, de la valeur 1, en fonction du temps, mais la régulation de poursuite décrite fonctionne dans le cas o se produisent des fluctuations. L'organe d'amenée destiné à l'air de refroidissement est disposé à distance des points de mesure et de l'organe de prélèvement, par exemple à l'extrémité de la zone de refroidissement. Il ressort de la description ci-après d'un exemple de réalisation des indications concrètes concernant l'endroit o ceci peut par exemple s'effectuer. Cependant, le point o est disposé l'organe d'amenée est en principe quelconque; on peut également prévoir des conduites d'amenée correspondantes en plusieurs endroits comme ceci est représenté aussi dans l'exemple de réalisation. Il en résulte qu'entre l'organe d'amenée et l'organe de prélèvement peut être disposé un organe de prélèvement supplémentaire, destiné à effectuer un équilibrage du bilan de débit-masse du gaz présent dans la deuxième zone de four. Si par exemple la température et la quantité de l'air amené restent constantes, il va y avoir alors diminution de la quantité de gaz prélevée du premier organe de prélèvement, ceci menant alors directement à ce que, par l'intermédiaire du deuxième organe de prélèvement, soit évacuée une quantité de gaz accrue pour maintenir les conditions de pression de nouveau constantes, au sens décrit. De manière correspondante dans cet exemple de réalisation, le deuxième dispositif de prélèvement est également relié, du point de vue de la technique de mesure, aux deux points de mesure et/ou au premier organe de prélèvement. Le premier organe de prélèvement est alors réglable également en fonction du rapport de pression obtenu à l'aide des points de mesure, comme pour le premier point de prélèvement. Les deux organes de prélèvement sont alors placés dans une relation d'interaction. Pour effectuer par exemple un refroidissement intense, une autre forme de réalisation prévoit de disposer de préférence, lorsqu'on observe dans la direction de passage du four, derrière l'organe d'amenée cité, à son voisinage direct, une conduite de prélèvement de gaz et une conduite d'amenée de gaz, par l'intermédiaire desquelles les quantités de gaz accrues peuvent être amenées et directement prélevées de nouveau. On peut de cette manière effectuer un "refroidissement brusque" en un point local limité. Le dispositif de mesure de pression du type décrit ci-dessus reste indépendant de cela. La puissance de refroidissement du dispositif de refroidissement brusque cité peut être réglée en fonction de la température, une sonde de mesure de température étant disposée de manière correspondante dans le four entre la conduite d'amenée de gaz et la conduite de prélèvement de gaz. Une sonde de température correspondante peut être prévue également dans la zone de premier organe d'amenée. Une optimisation supplémentaire du dispositif est obtenue, pour une forme de réalisation dans laquelle débouche, dans l'organe de prélèvement voisin des points de mesure, une conduite dans laquelle est amené l'air de mélange. A l'aide de l'air de mélange, on peut également obtenir un "étranglement" de la quantité de gaz extraite du four. Un avantage essentiel du dispositif décrit réside dans le fait qu'il peut être l'objet d'un rééquipement d'installation de four existante. En règle générale, il y a déjà une amenée d'air froid. Dans ce cas, concernant la réalisation de base du dispositif, il faut simplement disposer deux points de mesure de pression dans la zone de transition de la zone de cuisson et de la zone de refroidissement, et monter une conduite de prélèvement voisine pour l'air de four. Les autres caractéristiques décrites ci-dessus sont par suite facultatives. Le dispositif peut être disposé non seulement entre la zone de cuisson et la zone de refroidissement dans des fours à passage continu, mais également -en cas de besoin- en tout autre endroit, le principe restant cependant inchangé. Le dispositif est applicable de manière identique pour des fours à rouleaux, des fours tunnels avec des chariots de four, des fours à plaque coulissante ou analogues. Evidemment, l'invention n'est soumise à aucune limitation concernant le type du produit spécifique à cuire. Il faut seulement adapter les différentes parties du dispositif, en dimensions, au cas d'application spécifique. L'invention est décrite ci-après plus en détails à l'aide d'un exemple de réalisation. Cet exemple représente - schématiquement- une zone de refroidissement d'un four tunnel, dans la zone contig e à une zone de cuisson, avec un dispositif selon l'invention pour assurer la régulation de la pression du gaz dans les deux zones. Le numéro de référence 10 décrit la section arrière d'un four tunnel. Le dispositif de transport du produit à cuire est représenté par la flèche T. Au point indiqué par la ligne L, se trouve la zone de transition entre la zone de cuisson B et la zone de refroidissement K. Directement avant la fin de la zone de cuisson se trouve un premier point de mesure de pression 12 avec un capteur de pression correspondant. A son voisinage, est disposé, directement derrière la ligne de séparation L, un deuxième point de mesure 14, au début de la zone de refroidissement K, présentant également un capteur de pression. La pression de gaz est déterminée par les capteurs de pression, aux endroits correspondants de la zone de cuisson ou de refroidissement. Des capteurs de pression partent des lignes allant à une unité d'évaluation 16 et, de là, à un calculateur 18. Dans le dispositif de transport T est disposé, directement derrière le deuxième point de mesure 14, une conduite de prélèvement de gaz 20, par l'intermédiaire de laquelle du gaz peut être aspiré hors de la zone de refroidissement T. Du calculateur 18 part une ligne 22 allant à un servomoteur 24, à l'aide duquel un clapet d'étranglement 26 situé à l'intérieur de la conduite de prélèvement 20 peut être réglé, comme ceci va être décrit ci-après. A distance de la conduite de prélèvement 20 débouche, dans la zone de refroidissement K, une conduite d'amenée d'air froid 28. La quantité d'air froid amenée est également réglable par une soupape 30 pouvant être commandée au moyen d'un moteur 32, et notamment ici, en fonction de la température de four régnant dans cette zone de refroidissement K. Cette température est déterminée par une sonde de mesure de température 34 qui est disposée - en observant dans la direction de transport T- en amont de la conduite d'amenée 28, la valeur de température étant introduite dans un régulateur de température 36 qui envoie, de manière correspondante à la température chaque fois mesurée, un signal au servomoteur 32 et règle ainsi la quantité d'air froid amené. Entre la conduite de prélèvement 20 et la conduite d'amenée 28 est disposée une autre conduite de prélèvement 38 dont la structure correspond à celle de la conduite de prélèvement 20. Ici également la quantité de gaz respective à aspirer peut être commandée par un clapet d'étranglement (une soupape) 40, à l'aide d'un moteur 42 qui reçoit (par la ligne 46) les signaux correspondants venant d'un régulateur de débit-masse 44, le régulateur de débit-masse 44 étant relié (conduite 48) au calculateur 18, du point de vue de la technique de mesure. A l'extrémité du four tunnel 10, donc à la fin de la zone de refroidissement K, sont disposées deux autres conduites 50, 52, la conduite 52 située côté extrémité servant à l'amenée d'air froid et la conduite 50 placée en amont servant à l'aspiration de gaz. La figure montre que les deux conduites 50, 52 sont placées à proximité directe et qu'entre elles est disposée une sonde de mesure 54, qui mesure la température actuelle à cet endroit dans l'enceinte de four et l'envoie, par une ligne 56, à un régulateur de température 58, qui commande à son tour un moteur 60 (par la ligne 62); le moteur 60 commande une soupape 64, montée dans la conduite d'amenée 52, et commande ainsi la quantité d'air froid amenée. La conduite de prélèvement 50 est de construction correspondante et comprend une soupape 66 qui est pilotée par un moteur 68 pour prendre la position souhaitée, le moteur 68 recevant son signal par une ligne 70 depuis un régulateur de débit-masse 72 qui est relié à son tour, du point de vue de la technique de mesure, au régulateur de température 58, par une ligne 74. Le mode de fonctionnement du dispositif est le suivant: par le premier point de mesure 12, on mesure en continu la pression actuelle (Pi) à la fin de la zone de cuisson B. De manière analogue, par le deuxième point de mesure 14, on détermine en continu la valeur de pression actuelle (P2) au début de la zone de refroidissement K. Par l'intermédiaire de l'unité d'évaluation 16, on évalue les valeurs P1 et P2 dans le calculateur 18. Si, par exemple, par une augmentation d'amenée d'air froid faite par la conduite 28, la pression P2 dépasse la valeur de la pression Pl, par l'intermédiaire du servomoteur 24, le clapet d'étranglement 26 va ensuite être ouvert, de sorte qu'un prélèvement accru de gaz depuis la zone de refroidissement K va s'effectuer, à la suite de quoi la valeur de pression P2 va diminuer. Le servomoteur 24 et, ainsi, le clapet d'étranglement 26 sont ramenés à la position initiale dès que Pi est égale à P2. Les conditions de pression à la fin de la zone de combustion coincident donc avec celles que l'on a au début de la zone de refroidissement, de sorte qu'aucun échange d'atmosphère en peut se produire entre les deux zones. Dans le cas inverse, on procède de manière correspondante dans le sens inverse à celui de l'explication donnée ci-dessus. Selon les besoins, le calculateur 18 peut également être conçu de manière à ouvrir ou fermer non seulement le clapet d'étranglement 26, mais également la soupape 40 montée dans la conduite de prélèvement 38, afin de prélever déjà ici une quantité de gaz accrue depuis la zone de refroidissement K, ou bien de réduire la quantité de gaz prélevée. Les conduites 50, 52 situées à la fin de la zone de refroidissement K servent à effectuer un refroidissement brutal du produit à cuire pour pouvoir enlever celui-ci à la sortie de four 76, directement depuis les moyens auxiliaires de cuisson. On amène alors par la conduite 52 -en fonction de la température- de l'air de refroidissement (sonde de température 54) et l'on effectue de nouveau un prélèvement directement en amont par la conduite de prélèvement 50, de sorte qu'à cet endroit on a un échange de gaz accru et ainsi un effet de refroidissement accru. 1l REVENDICATIONS 1. Dispositif de régulation de la pression d'un gaz dans des zones voisines d'un four à passage continu (10), présentant les propriétés ciaprès: 1.1 un premier point de mesure (12) destiné à capter la pression de gaz Pl à une extrémité d'une première zone de four (B), 1.2 un deuxième point de mesure (14) destiné à capter la pression de gaz P2 au début d'une deuxième zone de four (K) directement voisine de la première zone de four (B), 1.3 un organe d'amenée (28) destiné à introduire du gaz dans la deuxième zone de four (K), à distance du deuxième point de mesure (14), 1.4 un organe de prélèvement (20) destiné à aspirer du gaz depuis la deuxième zone de four (K), à proximité directe du deuxième point de mesure (14), du côté opposé au premier point de mesure (12), 1.5 l'organe de prélèvement (20) étant susceptible d'être réglé en fonction du rapport de pression (P1:P2), déterminé en fonction du temps, aux points de mesure (12, 14), entre les zones de four (B, K) voisines. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'organe de prélèvement (20) est susceptible d'être réglé de manière que le rapport de pression (P2:P1) déterminé à un moment donné est maintenu constant, à une valeur de 1, par modification de la quantité de prélèvement de gaz dans la deuxième zone de four (K). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'organe de prélèvement (20) est constitué d'une conduite d'aspiration dans laquelle une soupape (26) est disposée d'une façon susceptible d'être commandée. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel entre l'organe d'amenée (28) et l'organe de prélèvement (20) est disposé un organe de prélèvement (38) supplémentaire, destiné à équilibrer le bilan des débits-masse du gaz se trouvant dans la deuxième zone de four (K). 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le deuxième organe de prélèvement (38) est réglable en fonction des rapports de pression (Pl:P2) recueillis à l'aide des points de mesure (12, 14). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel -dans la direction de passage dans le four- en aval de l'organe d'amenée (28) et à proximité directe, sont disposés, pour effectuer une amenée, respectivement un prélèvement d'une plus grande quantité de gaz, un organe d'amenée de gaz (52), respectivement une conduite de prélèvement de gaz (50). 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la quantité d'amenée, respectivement de prélèvement de gaz, dans la zone de la conduite d'amenée de gaz (52) et de la conduite de prélèvement de gaz (50), est réglable en fonction de la température (54) 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel une conduite destinée à assurer une amenée réglable d'air de mélange débouche dans l'organe de prélèvement (20) voisin des points de mesure (12, 14). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le gaz introduit par l'organe d'amenée (28) est réglable en fonction de la température. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 9, dans lequel le premier point de mesure (12) est associé à une zone de combustion (B) et le deuxième point de mesure (14) est associé à une zone de refroidissement (K) du four à passage continu.