Brevet FR2742854A1 — publié le 19970627

ENCEINTE CHAUFFANTE DANS LAQUELLE LA CHARGE A TRAITER CIRCULE SUR DES ROULEAUX DISPOSES EN PORTE-A-FAUX A TRAVERS UNE PAROI ET ROULEAU POUR UNE TELLE ENCEINTE. La présente invention concerne une enceinte chauffante telle qu'un four ou un séchoir. Ces enceintes sont de grande longueur et il est connu de transporter les charges à sécher ou à cuire dans ces enceintes en les entraînant par des rouleaux disposés à travers la paroi de l'enceinte chauffante et régulièrement répartis sur la longueur de celle-ci. Ces rouleaux s'étendent à l'intérieur de l'enceinte sur une partie au moins de sa largeur. Les rouleaux sont entraînés en rotation par des moyens moteurs disposés à l'extérieur de l'enceinte chauffante afin d'assurer la progression des produits dans l'enceinte chauffante. Ces dispositifs d'entraînement par rouleaux sont utilisés pour différents types de traitement thermique ou cuisson. A titre d'exemple l'on peut citer les fours de cuisson pour produits céramiques dans lesquels les produits à cuire sont disposés sur des supports en céramique et/ou alliage métallique se présentant sous forme de cadres munis de barreaux longitudinaux par lesquels ils reposent sur les rouleaux. Dans d'autres réalisations, les supports sont empilés sur des plateaux qui circulent sur les rouleaux. L'on connaît également les fours pour le traitement thermique des produits verriers, spécialement le bombage, dans lesquels des châssis métalliques sont utilisés pour soutenir des gabarits ou squelettes et sont munis de traverses latérales par lesquelles ils reposent sur les rouleaux. il existe encore les fours pour le traitement thermique des pièces métalliques longues telles que des barres ou tubes dans lesquels lesdites pièces métalliques sont entraînées par des galets, de profil adapté à leur géométrie, portés par les rouleaux. De manière préférée, et afin de réduire les masses à chauffer dans l'enceinte et les risques de déformation des rouleaux dus à la chaleur importante qui règne dans ces enceintes de traitement thermique, les rouleaux d'entraînement ne s'étendent pas sur toute la largeur de l'enceinte et sont disposés en porte-à-faux le long des parois longitudinales de l'enceinte. Une première partie des rouleaux, ou partie externe, s'étend à l'extérieur de l'enceinte où elle est supportée et soumise à l'action de moyens moteurs ; une seconde partie, la partie médiane, s'étend dans un orifice traversant la paroi de l'enceinte ; une troisième partie, la partie interne, s'étend à l'intérieur de l'enceinte thermique. Les rouleaux sont usuellement réalisés en matière céramique ou en alliage métallique. Ils sont soit réalisés en une seule pièce, soit en plusieurs pièces reliées les unes aux autres par emmanchement ou frettage. Ces rouleaux sont soumis sur leur partie interne à la température régnant dans le four, pouvant être supérieure à 1400 ec dans des fours de cuisson, ce qui provoque leur échauffement. Cet échauffement les fragilise et provoque leur déformation par flambage du fait de leur montage en porte-à-faux. Du fait de cette déformation, l'entraînement des charges se fait dans de mauvaises conditions. Il peut également se produire des coincements au cours de la rotation du rouleau dans l'orifice traversant la paroi du four. La présente invention tend à proposer une disposition permettant de réduire ces risques de déformation des rouleaux. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue partielle du four en coupe au niveau d'un rouleau pour une première forme de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue partielle du four en coupe au niveau d'un rouleau pour une seconde forme de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue partielle du four en coupe au niveau d'un rouleau pour une troisième forme de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue de côté schématique et partielle du four selon la figure 3. La figure 1 montre un premier exemple de réalisation d'un dispositif suivant l'invention. Le rouleau l est disposé en porte-à-faux à travers la paroi 2 de l'enceinte thermique et est supporté et entraîné en rotation par des moyens moteurs M disposés à l'extérieur de l'enceinte. La charge C représentée de manière schématique au dessin circule usuellement près de l'extrémité interne du rouleau ce qui crée une longueur de porte-à-faux assez importante entre le point d'encastrement du rouleau dans les moyens moteurs M qui sont obligatoirement disposés en zone froide à l'extérieur de l'enceinte et le point de support de la charge. Suivant l'invention, le rouleau l porte au niveau de sa partie médiane traversant la paroi 2 un bouchon circulaire 10 en matière isolante ayant une épaisseur de l'ordre de celle de la paroi de l'enceinte, ce bouchon étant logé avec un jeu minimum dans un orifice correspondant 20 ménagé à travers la paroi du four. Ce bouchon 10 permet d'éviter un échauffement trop important de la partie médiane du rouleau et en conséquence de limiter sa déformation. L'on réduit ainsi les risques de frottements et de coincement contre les parois de l'orifice 20 et l'on améliore la qualité de l'entraînement des charges. Le bouchon 10 présente également l'avantage de fournir des ouvertures, constituées par lesdits orifices 20, pouvant servir de trappes de visite dans la paroi de l'enceinte ce qui facilite les interventions de maintenance. Suivant la variante de réalisation représentée à la figure 1, des lèvres 21 sont disposées le long de l'un et/ou l'autre bord de l'orifice 20 de manière à occulter le plus possible le jeu existant entre la paroi externe du bouchon 10 et la paroi interne de l'orifice 20 et à minimiser ainsi les déperditions de chaleur vers l'extérieur de l'enceinte. La lèvre 21 disposée à l'intérieur de l'enceinte est fixée sur la paroi 20 de celle-ci, tandis que la lèvre disposée à l'extérieur de l'enceinte est fixée au bouchon 10 de manière à ne pas gêner le retrait du rouleau vers l'extérieur de l'enceinte au cours des opérations de maintenance. De manière connue en soi, il est nécessaire de disposer de part et d'autre de l'enceinte des moyens assurant le guidage des charges C au cours de leur traversée du four, celles-ci ayant tendance à dévier de leur direction de transport du fait des déformations des rouleaux et des supports de charges sous l'action de la température. Ce guidage est souvent réalisé à l'heure actuelle par un épaulement formé sur le rouleau, mais cet épaulement présente les inconvénients de ne pouvoir être que de faible hauteur et de fragiliser le rouleau par une diminution de son diamètre dans sa partie d'extrémité portant la charge. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, le bouchon 10 présente une portion 11 dépassant de la paroi 2 vers l'intérieur de l'enceinte de manière à être utilisée comme surface de guidage des charges C. Cette portion 11 peut avantageusement être revêtue d'un matériau résistant au frottement. La mise en oeuvre d'une telle portion de guidage 11 sur le bouchon 10 permet de disposer d'une hauteur importante de guidage des charges. La surface de contact entre la charge et cette portion de guidage entraînée en rotation en même temps que le rouleau 1, est alors assez importante pour contribuer à l'entraînement de la charge dans son déplacement. Cette portion de guidage 11 peut en variante être de même diamètre que le bouchon 10 dans le cas où l'on ne dispose pas de lèvre 21 contre la face de la paroi 2 disposée à l'intérieur de l'enceinte. La variante de réalisation de l'invention représentée à la figure 2 permet de réduire les pertes de chaleur vers l'extérieur de l'enceinte en créant au moins une chicane dans l'espace compris entre le bouchon et l'orifice. A cet effet, le bouchon 3 est conformé en deux parties 30 et 32 de diamètres différents séparées par un épaulement 31. L'orifice 40 de la paroi 4 est, de manière complémentaire, conformé en deux portions 43 et 42 séparées par un épaulement 44. Suivant une autre forme de réalisation non représentée au dessin, l'orifice percé dans la paroi est de diamètre constant et le bouchon présente une portion disposée dans cet orifice et une portion externe de diamètre plus important disposée à l'extérieur de l'enceinte. L'extrémité du bouchon disposée à l'intérieur de l'enceinte peut comme décrit en relation avec la figure 1, être revêtue d'un matériau résistant au frottement de manière à servir de surface de guidage des charges circulant dans l'enceinte. Le mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 3 constitue une variante permettant d'améliorer le maintien du rouleau en porte-à-faux. Dans ce mode de réalisation, le rouleau est constitué d'un rouleau 17 en matériau réfractaire, céramique ou alliage métallique, supporté par un arbre support 57. Cet arbre support 57 porte une pince 56 à au moins deux bras à laquelle est fixé le rouleau 17. La pince 56 peut également se présenter sous la forme d'un tube creux. Cette pince 56 comporte deux bagues 51 et 52 disposées à distance l'une de l'autre dans la direction axiale. La bague 51 est disposée à l'intérieur de la paroi de l'enceinte, tandis que la bague 52 est disposée à l'extérieur de ladite enceinte. Le rouleau 17 est monté dans ces deux bagues et fixé en translation et en rotation par rapport à celles-ci et donc à la pince 56 soit par un moyen mécanique, tel que la goupille 58, soit par frettage sur l'une des bagues. Des moyens de compensation des différences de dilatations entre les bagues 51, 52 et le rouleau 17 peuvent avantageusement être prévues. Ces moyens sont par exemple constitués d'une pièce métallique ondulée insérée entre chacune des bagues et le rouleau. Le bouchon 3 est formé au niveau de la zone médiane du rouleau disposée dans l'orifice 40 de la paroi 4 et enferme une partie de la pince 56 comprenant la bague 51. Par une telle disposition, les charges supportées par le rouleau sont supportées en deux points, concrétisés par les bagues 51 et 52, dont l'un est situé au niveau de la paroi 4 donc assez près du point d'application des charges. Un tel montage permet de fournir un dispositif à rouleaux en porte-à-faux supportant dans de meilleures conditions les charges que les dispositifs du type de ceux représentés aux figures 1 et 2 dans lesquels le rouleau n' est supporté qu'en un point situé à l'extérieur de l'enceinte loin du point d'application des charges. L'arbre support 57 est porté par deux paliers 59 et entraîné en rotation par tout moyen moteur 50. La présente invention concerne encore un dispositifs permettant de limiter la charge supportée par chacun des rouleaux. Les charges se déplaçant dans le four doivent nécessairement être de longueur telle qu'elles sont en appui sur plus de deux rouleaux afin de ne pas risquer qu'elles basculent dans l'espace séparant deux rouleaux. C'est pourquoi les produits à traiter sont disposés sur des chariots lorsqu'ils sont de petites dimensions. Lorsque l'enceinte et ses différents composants sont à l'état neuf, le chariot et les rouleaux sont rectilignes et le chariot s'appuie sur plusieurs rouleaux ce qui répartit la charge sur ces rouleaux et limite ainsi la charge supportée par chacun de ces rouleaux. En étant soumis aux températures importantes régnant dans l'enceinte, ces différents constituants se déforment, le chariot n'est plus plan et les rouleaux sont incurvés ce qui amène leur extrémité libre à se déplacer sur un cercle au lieu de tourner sur elle-même. Le chariot n'est alors soutenu que par deux rouleaux ce qui augmente considérablement la charge que chacun des rouleaux peut être amené à supporter. Pour remédier à ce problème, l'invention propose des moyens permettant de soulager les rouleaux de la charge qui leur est appliquée. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 3, les paliers 59 de l'arbre support 57 sont solidaires d'un châssis articulé 61 porté par un support fixe 62. Un moyen élastique, par exemple un vérin 63, est attelé en un point du châssis articulé 61 afin de fournir une force de réaction à la force appliquée sur le rouleau 17 par la charge C et soulager ainsi le rouleau 17. Ce châssis peut être un polygone déformable comme représenté ou tout autre système de suspension permettant la transmission des efforts verticaux appliqués aux rouleaux vers le moyen élastique. Suivant la variante de réalisation représentée à la figure 4, les rouleaux sont supportés par des moyens permettant de plus d'adapter leur position en hauteur à la forme de la charge de manière à ce qu'ils restent en contact avec ladite charge. Les châssis déformables portant chaque rouleau sont adaptés de manière à permettre un déplacement en hauteur du vérin dans l'orifice 40. Les vérins 63 supportant des rouleaux 17 d'une même zone sont soumis à la même pression en étant reliés à une conduite de pression 64 dont la pression mesurée en 66 est contrôlée par un régulateur 65 à une valeur fixe ou variable. Chaque vérin 63 équilibre la force d'appui de la charge C tandis que l'équilibre des forces appliquées aux rouleaux d'une même zone est assuré par la liaison isobare. La hauteur de chaque rouleau 17 est ainsi adaptée à la forme du support de charge. La déformation de la charge représentée au dessin est bien entendu très largement exagérée, celle-ci étant en pratique de l'ordre de quelques millimètres. Ce dispositif peut également être mis en oeuvre pour faire dévier les charges circulant dans le four en direction de l'une ou l'autre des parois en soulevant ou abaissant tous les rouleaux de la zone par une modification de la pression dans la conduite 64. REVENDICATIONS 1. - Enceinte chauffante dans laquelle la charge (C) à traiter circule sur des rouleaux (1, 17) disposés en porte-à-faux à travers une paroi (2, 4) longitudinale et supportés et entraînés en rotation par des moyens disposés à l'extérieur de l'enceinte, caractérisée en ce que les rouleaux (1, 17) portent au niveau de leur partie médiane traversant la paroi (2, 4) un bouchon circulaire (10, 3) en matière isolante ayant une épaisseur de l'ordre de celle de la paroi (2, 4) de l'enceinte, ce bouchon (10, 3) étant logé avec un jeu minimum dans un orifice correspondant (20, 40) ménagé à travers la paroi du four. 2. - Enceinte selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit bouchon (10, 3) est en matière isolante. 3. - Enceinte selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que des lèvres (21) sont disposées le long de l'un et/ou l'autre bord de l'orifice (20) de manière à occulter le plus possible le jeu existant entre la paroi externe du bouchon (10) et la paroi interne de l'orifice (20). 4. - Enceinte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bouchon (10, 3) présente une portion (11) dépassant de la paroi (2, 4) vers l'intérieur de l'enceinte de manière à être utilisée comme surface de guidage des charges C. 5. - Enceinte selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite portion (11) est revêtue d'un matériau résistant au frottement. 6. - Enceinte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bouchon (3) est conformé en deux parties (30, 32) de diamètres différents séparées par un épaulement (31). 7. - Enceinte selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'orifice (40) de la paroi (4) est, de manière complémentaire, conformé en deux portions (43, 42) séparées par un épaulement (44). 8. - Enceinte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que - le rouleau est constitué d'un rouleau (17) en matériau réfractaire supporté par un arbre support (57) portant une pince (56) à au moins deux bras à laquelle est fixé le rouleau (17), - ladite pince (56) comporte deux bagues (51, 52) disposées à distance l'une de l'autre dans la direction axiale de manière qu'une bague (51) soit disposée à l'intérieur de la paroi de l'enceinte tandis que l'autre bague (52) est disposée à l'extérieur de ladite enceinte, - le bouchon (3) enferme une partie de la pince (56) comprenant la bague (51) disposée à l'intérieur de la paroi de l'enceinte. 9. - Enceinte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de support situés à l'extérieur de l'enceinte sont solidaires d'un châssis articulé (61) porté par un support fixe (62), un moyen élastique (63) étant attelé en un point du châssis articulé (61) afin de fournir une force de réaction à la force appliquée sur le rouleau (1, 17) par la charge (C). 10. - Enceinte selon la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens élastiques, constitués par des vérins (63), supportant des rouleaux d'une même zone sont soumis à la même pression en étant reliés à une conduite de pression (64) dont la pression est contrôlée par un régulateur (65) à une valeur fixe ou variable. 11. - Rouleau destiné à être mis en oeuvre dans une enceinte chauffante suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il porte au niveau de sa partie médiane un bouchon circulaire (10, 3) en matière isolante.