Brevet FR2740207A1 — publié le 19970425

OUTILLAGE DE SECHAGE PAR PRESSAGE AU MOYEN DE PLATEAUX POREUX DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne le séchage par chauffage de produits de forme plutôt plate et comportant une grande quantité d'humidité ou de composants vaporisables, tels que l'eau, les solvants ou certains polymères. Les matériaux concernés sont par exemple des panneaux de bois agglomérés, des tissus, des feutres, des cartons plus ou moins épais, des éléments abrasifs, des noyaux de fonderie, etc. L'invention concerne également les presses de manière générale, car elles sont utilisées pour la réalisation préférentielle de l'invention. En l'occurrence, l'outillage, selon l'invention, est monté sur des presses dans cette réalisation principale. Art antérieur et problème posé Différents procédés de séchage de produits comportant un taux d'humidité très élevé sont utilisés à l'heure actuelle. On peut citer des fours en forme de tunnel, éventuellement munis d'électrodes alimentées en hautes fréquences pour effectuer le chauffage du produit et provoquer l'évaporation de celui-ci. La fabrication d'un certain nombre de produits nécessitant l'obtention de cotes précises amènent à réaliser le séchage et le formage lors d'une seule opération par pressage. En référence à la figure 1, une presse pour mettre en oeuvre de telles opérations comprend principalement un bâti 2 sur lequel est monté coulissant un vérin 3 auquel sont fixés des éléments isolateurs électriques 4 portant eux-mêmes un plateau supérieur hautes fréquences 5S sur la face inférieure duquel est placé un outillage supérieur 6S. Un plateau inférieur 51 est fixé sur le bâti 2 et porte sur sa face supérieure un outillage inférieur 61. La pièce à réaliser 7 est placée sur cet outillage 61 de manière à pouvoir être pressée lors de la descente de la partie mobile, et en particulier de l'outillage supérieur 6S. On remarque que la pièce à réaliser 7 est relativement plate. De plus, on peut réaliser sa forme extérieure en ajoutant des outillages latéraux 8. Ainsi, la pièce à réaliser 7, en l'occurrence une plaque en carton, en bois ou en un autre matériau très humide, est coincée entre les deux outillages supérieur 6S et inférieur 61. De plus, elle est chauffée par les hautes fréquences générées par le plateau supérieur SS. De ce fait, le liquide chauffé, souvent de l'eau, est monté à une température où il a tendance à s'évaporer. Or, cette évaporation ne peut avoir lieu en dehors de la pièce à réaliser 7, puisque celle-ci est en contact direct sur au moins ces deux grandes surfaces, c'est-à-dire enfermée. L'opération de séchage nécessite donc l'ouverture de l'outillage par remontée de l'outillage supérieur 6S, l'opération étant répétée plusieurs fois. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un outillage permettant le séchage de pièces plates de grandes dimensions au moyen d'une presse chauffante sans nécessiter plusieurs opérations d'ouverture et de fermeture de l'outillage. Le nombre d'ouvertures et de fermetures doit être doublé si l'on veut agir sur les deux faces du produit à sécher. Résumé de l'invention A cet effet, l'objet principal de l'invention est un dispositif de séchage par pressage pour sécher des matériaux contenant une grande proportion de fluide, comportant - deux outillages entre lesquels le matériau à sécher est pressé ; et - des moyens de chauffage du matériau ainsi pressé. Selon l'invention, les surfaces de contact des outillages sont poreuses pour permettre l'évaporation du fluide contenu dans le matériau pressé par pénétration de ce fluide dans l'outillage. Un tel dispositif peut également assurer le formage du matériau séché. Dans ce cas, le dispositif se monte sur une presse comportant un bâti fixe auquel est fixé un outillage fixe et un piston mobile sur lequel est fixé un outillage mobile, la mise en forme se faisant par l'intermédiaire des surfaces de contact respectives des outillages fixe et mobile en contact avec le matériau à former et à sécher. De préférence, le dispositif comporte des moyens d'évacuation du liquide évaporé et pénétrant dans l'outillage par la surface poreuse, ces moyens d'évacuation fonctionnant par dépression et étant connectés à chaque outillage. Ces moyens d'évacuation peuvent donc être constitués de moyens de mise en dépression par deux endroits différents de chaque outillage, de manière à pouvoir inverser le sens d'aspiration du fluide. Dans leur réalisation préférentielle, les outillages ont une structure stratifiée comportant successivement - une fine toile d'acier inoxydable constituée de mailles inférieures à 1/10 mm (0,l0 millimètre) - au moins une couche de toile métallique rigide, placée derrière la fine toile et dont la dimension des mailles est de l'ordre du millimètre ; et - un carter support contre lequel est placé l'ensemble de la fine toile et de la toile métallique rigide. Dans ce cas, on peut compléter les outillages d'au moins une toile intermédiaire placée entre la toile fine et la toile rigide et dont les mailles sont de dimensions intermédiaires. Une autre réalisation des deux outillages prévoit que ceux-ci soient constitués de - une couche, par exemple en bronze poreux ; et - un carter support contre lequel est placée la couche en bronze frittée. Dans une autre . réalisation du dispositif, destinée à être adaptée au séchage en continu, les deux outillages sont constitués chacun de - une fine toile d'acier inoxydable constituée de mailles inférieures au 1/10 mm (0,1 millimètre), flexible et fermée ; et - un jeu de rouleaux de pression parallèles entouré de la fine toile, pour sécher en continu le matériau défilant en permanence entre les deux outillages. Dans ce cas, on peut également utiliser des moyens d'évacuation du fluide pénétrant dans la fine toile et fonctionnant par dépression, ces moyens étant connectés latéralement par rapport aux rouleaux de pression. Les moyens de chauffage sont de préférence des moyens utilisant les hautes fréquences. Description des figures L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, accompagnée de plusieurs figures représentant respectivement - figure 1, un schéma exposant le problème résolu par l'invention ; - figure 2, en coupe, le dispositif selon l'invention dans une première réalisation - figure 3, en coupe, un exemple de la constitution de certains éléments utilisés dans le dispositif selon l'invention ; et - figure 4, le dispositif selon l'invention dans une deuxième réalisation. Description détaillée de deux réalisations de l'invention Première réalisation Elle est représentée par la figure 2 sur laquelle on retrouve les isolateurs électriques 4 solidaires du piston de la presse et auquel sont fixés le plateau supérieur 5S générateur d'ondes HF, c'est-à-dire hautes fréquences. Sur la surface inférieure de celui-ci est fixé l'outillage supérieur l0S. En regard de celui-ci se trouve l'outillage inférieur 10I reposant sur la surface supérieure du plateau inférieur 51 solidaire du bâti de la presse. Entre les deux, a été représentée une plaque de matériau 1 qui doit être séchée et éventuellement formée. Des outillages latéraux 8 peuvent également compléter les outillages supérieur lOS et inférieur 10I pour participer à la confection du produit fini, en l'occurrence de la plaque de matériau 1, en particulier pour confectionner les bords latéraux de celle-ci. Les surfaces respectives de contact des outillages supérieure 10S et inférieure 10I sont poreuses. Elles sont constituées, dans cette réalisation, d'une toile très fine en acier inoxydable. La taille des mailles d'une telle toile est de l'ordre du 10 de mm (0, 10 millimètre), voire même inférieure, c'est-à-dire de quelques micromètres. Cette fine toile métallique est très flexible et donc pas rigide. La très faible dimension des mailles de la fine toile 11 permet de ne pas modifier l'état de surface du produit à sécher. Elle est donc complétée d'une deuxième couche également poreuse constituée d'une toile métallique rigide 12 placée juste contre elle, de manière à lui transmettre la force mécanique de pression à communiquer à la pièce 1 à former et à sécher. Cette toile rigide 12 peut être constituée d'un treillis métallique. Les forces de pression sont communiquées à ces deux éléments poreux 11 et 12 par un carter support 13 placé derrière ces deux éléments. Ce carter rigide 13 reçoit la poussée fournie par le piston de la presse et les isolateurs électriques 4 par l'intermédiaire du plateau supérieur 5S. Un tel outillage supérieur 10S ou inférieur 10I est de préférence équipé de moyens d'évacuation du fluide évaporé qui a pénétré dans la toile métallique rigide 12, par l'intermédiaire de la fine toile 11. Ils peuvent être constitués d'un système de dépression et/ou de surpression. Ainsi, on peut aménager sur les côtés des outillages inférieur 10I et supérieur 10S des chambres latérales 14 dans l'une desquelles on peut créer une dépression ou une surpression au moyen d'un ventilateur. Ces chambres 14 peuvent être reliées à l'extérieur par des conduites 16 ou à d'autres systèmes de dépression ou de surpression. Il est ainsi possible de créer un sens de circulation de l'air à travers les outillages inférieur 10I et supérieur 10S en créant d'un côté une surpression et de l'autre côté une dépression. Ainsi, le fluide chauffé et partiellement vaporisé, qui a pénétré dans la toile métallique rigide 12, peut être évacué rapidement. Le sens de circulation de l'air par les moyens d'évacuation du fluide peut être inversé.Cela permet d'entretenir le matériel, notamment en remédiant aux éventuels phénomènes de colmatage et de création de différentes sortes de bouchons. On souligne que les deux outillages inférieur 10I et supérieur 10S peuvent être équipés tous les deux de ces mêmes éléments. Le chauffage de la pièce à sécher et à former 1 est de préférence apporté par un système de hautes fréquences. Ainsi, le plateau supérieur 5S peut être équipé de moyens HF générant l'apport de calories nécessaires au chauffage de la pièce 1. On note d'ailleurs que certaines presses sont équipées de systèmes hautes fréquences et sont déjà utilisées pour appliquer un champ hautes fréquences uniforme à leur plateau portant les outillages destinés à d'autres opérations que le séchage. Un tel système de chauffage implique donc bien entendu que le produit à sécher soit diélectrique. D'un autre côté, ce système de chauffage a pour avantage que la presse peut assurer deux fonctions différentes qui sont le chauffage et la pression mécanique nécessaires à l'évaporation du fluide contenu dans la pièce à sécher. On note également que l'outillage peut être chauffé par le plateau et transmettre par contact surfacique avec la pièce 1 une partie des calories nécessaires au chauffage. De plus, l'utilisation du chauffage par hautes fréquences permet de chauffer de manière très homogène le produit contenant le liquide ou les solvants à évaporer. On signale qu'il permet également de concevoir un procédé de séchage continu, tel qu'il va être décrit dans la suite de la description. On note également que le chauffage de certains produits à sécher peut permettre de réaliser des réactions chimiques, telles que des polymérisations. En référence à la figure 3, la structure des éléments poreux des outillages peut être complétée de la matière suivante. Sur cette figure, on retrouve la fine toile d'acier inox 11 en dessous de laquelle se trouve la toile métallique rigide 12. Néanmoins, on peut prévoir entre ces deux éléments poreux, une ou plusieurs couches poreuses intermédiaires, référencées respectivement 18A, 18B et 18C. Les mailles de ces trois couches intermédiaires ont des dimensions progressivement supérieures, tout en restant dans une fourchette de dimensions comprises entre celles des mailles de la fine toile 11 et de la toile métallique rigide 12. De tels produits sont en vente dans le commerce par la Firme BDPP. Ces différentes couches peuvent avoir différentes fonctions. Par exemple, la première couche intermédiaire 18A peut protéger la fine toile 11 contre l'endommagement.La deuxième couche intermédiaire 18B peut déterminer la finesse de séparation des éléments filtrés par cette aspiration et/ou distribuer le drainage vers la toile métallique rigide 12. On signale que les éléments poreux de l'outillage peuvent être également constitués d'une plaque de bronze poreux, ou fritté élaboré à base de billes de bronze, et entourée d'un carter. Des canalisations débouchant sur la surface de contact peuvent être prévues pour favoriser l'évaporation. Deuxième réalisation En référence à la figure 4, on envisage de procéder au séchage d'un produit à sécher se présentant sous la forme de grandes bandes plates, en faisant défiler en continu ce type de produit entre deux outillages de séchage selon l'invention. Dans ce cas, il est nécessaire de rendre mobile la partie de l'outillage en contact avec le matériau 21 défilant sous forme de bandes. Cette partie peut être constituée par une toile métallique 22 relativement fine pour être flexible. Celle-ci est guidée par une chaîne continue constituée de patins poreux 24 maintenus entre eux par des articulations 26.Chacun des outillages supérieur 20S ou inférieur 20I doit comporter au moins deux rouleaux de pression 23, autour desquels passent la toile métallique 22 et la chaîne, et positionnés de manière à ce qu'ils maintiennent tendues la fine toile métallique 22 et la chaîne. L'aspiration est réalisée par un caisson supérieur 27S d'aspiration et de pression placé au milieu de la chaîne supérieure. De même, un caisson inférieur d'aspiration 27I est placé au milieu de la chaîne inférieure. L'ensemble se complète par un système de chauffage hautes fréquences au moyen d'un plateau supérieur 25S, de manière analogue à celui décrit dans la première réalisation. La liaison entre les outillages supérieur 20S et inférieur 20I avec leurs plateaux respectifs se réalise au moyen de flasques latéraux, non représentés, dans lesquels sont placés les systèmes de paliers permettant aux rouleaux de pression 23 de tourner librement sous l'effet du défilement du produit à sécher 21. Bien entendu, les plateaux supportant les outillages supérieur 20S et inférieur 20I doivent communiquer à ces derniers des forces antagonistes de pression, de manière à procéder, en collaboration avec l'apport de calories, au séchage du produit 21. Un système de ventilation peut être également prévu pour organiser une circulation d'air entre les rouleaux de pression 23, de manière à favoriser l'évacuation du fluide vaporisé et pénétrant à travers la toile métallique 22. REVENDICATIONS 1. Dispositif de séchage par pressage pour sécher des matériaux (1, 21) contenant une très forte proportion de fluide, comprenant - deux outillages (lOS, 10I, 20S, 20I) destinés à presser le matériau à sécher ; et - des moyens de chauffage du matériau (5S, 25S), caractérisé en ce que les surfaces de contact des outillages (lOS, 10I, 20S, 20I) sont poreuses pour permettre l'évaporation d'une partie du fluide contenu dans le matériau pressé (1, 21) par pénétration de ce fluide dans les outillages (lOS, 10I, 20S, 20I). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'évacuation (14, 15, 16) du fluide qui a pénétré dans l'outillage (lOS, 10I, 20S, 20I) par les surfaces poreuses (11, 12, 22), ces moyens d'évacuation fonctionnant par dépression et/ou surpression étant connectés à chacun des outillages (10S, 10I, 20S, 20I). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'évacuation (14, 15, 16) fonctionnant par dépression et/ou surpression sont connectés aux outillages (10S, 10I, 20S, 20I) en deux endroits différents de chacun de ces outillages, pour pouvoir inverser le sens d'évacuation. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des outillages (10S, 10I) possède une structure stratifiée comprenant - une fine toile d'acier inoxydable (11) constituée de mailles dont la dimension est inférieure à 1/10 mm (0,10 millimètre) - une couche de toile métallique rigide (12) dont la dimension des mailles est de l'ordre du millimètre et placée derrière la fine toile (11) - un carter support (13) contre lequel est placé l'ensemble de la fine toile (11) et de la toile rigide (12). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les outillages (lOS, 10I) possèdent chacun au moins une toile intermédiaire (18A, 18B, 18C) entre la fine toile (11) et la toile rigide (12) et dont la dimension des mailles est intermédiaire entre la dimension des mailles de la fine toile (11) et celle de la toile rigide (12). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les outillages peuvent être réalisés sous la forme d'une couche de bronze poreux complétée d'un carter support. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les outillages (2 OS, 20I) comprennent chacun - une fine toile d'acier inoxydable (22), constituée de mailles dont la dimension est inférieure au 1/10 mm (0,10 millimètre), flexible et fermée sur elle-même ; et - un jeu de rouleaux de pression (23) parallèles entre eux, ce jeu étant entouré de la fine toile (22) pour sécher en continu le matériau à sécher (21) défilant en permanence entre ces deux outillages (20S, 20I). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'évacuation du fluide qui a pénétré dans la fine toile (22), ces moyens d'évacuation fonctionnant par dépression et/ou surpression et étant connectés latéralement par rapport aux rouleaux de pression (23). 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de chauffage sont des moyens utilisant les hautes fréquences constitués d'au moins un plateau chauffant HF (5S, 25S).