Brevet FR2754479A1 — publié le 19980417

La présente invention a pour objet un dissipateur d'énergie formant dispositif de piège à crasses pour un système d'alimentation en métal ou alliage liquide des empreintes d'un moule. De façon classique, l'alimentation en métal ou en alliage liquide des empreintes d'un moule se fait par l'intermédiaire d'une conduite de descente dont l'extrémité inférieure est raccordée à un ou plusieurs canaux d'alimentation sensiblement horizontaux. Chaque canal d'alimentation est raccordé à des empreintes du moule par l'intermédiaire d'attaques. Ces attaques sont réparties sur la longueur de la canalisation d'alimentation. Lors de la phase de remplissage en métal ou en alliage liquide des empreintes, deux types de problèmes se posent: Le premier problème qui se pose est lié au fait qu'une onde de surpression plus ou moins amortie parcourt le système d'alimentation constitué par la descente et le canal, cette onde qui remonte d'aval en amont fait subir au système d'alimentation un choc et chaque attaque ne commence à débiter dans l'empreinte qu'au moment où le tronçon du canal correspondant à cette attaque est mis en pression. Le deuxième problème correspond au fait que le front du métal liquide circulant dans la descente puis dans le ou les canaux d'alimentation est au contact de l'air, il se produit une oxydation du métal ou de l'alliage créant ce qu'on appelle habituellement des crasses. On comprend aisément que, si ces crasses viennent à pénétrer dans les empreintes du moule, la pièce moulée risque de présenter des défauts. Dans ce but, on a déjà mis au point différents dispositifs de piège pour ces crasses. Comme on l'a déjà indiqué, on connaît différents dispositifs pour piéger les crasses qui se créent lors de l'introduction du métal dans le système d'alimentation des empreintes. Ces dispositifs de piégeage peuvent être du genre centripète et ils sont situés en amont des attaques de remplissage des empreintes. Ils sont conçus pour regrouper les crasses généralement moins denses que le métal vers le centre et vers le haut des pièges en les soumettant à un champ de gravitation centripète. Avec de tels systèmes, le métal le plus propre dans les pièges se situe en périphérie et vers le bas. On connaît également des pièges dits rectilignes qui reposent sur le fait que les crasses sont plus légères que le métal coulé et qu'elles finissent par décanter. Quel que soit le type de piège considéré, dans les installations connues, un piège est prévu en amont ou en aval des différentes attaques de raccordement à l'empreinte. De plus, aucun des pièges mentionnés ci-dessus ne permet d'absorber l'onde de choc créée lors du début du remplissage du système d'alimentation en métal liquide ou en alliage liquide. Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif qui constitue à la fois un absorbeur efficace de l'onde de choc créée lors de la phase initiale de remplissage et un piège efficace pour les crasses créées lors de la phase de remplissage du système d'alimentation. Pour atteindre ce but, selon l'invention, le dispositif dissipateur d'énergie formant piège à crasses pour un système d'alimentation en métal ou alliage liquide des empreintes d'un moule comprenant une conduite de descente, un canal d'alimentation et une pluralité d'attaques pour raccorder ledit canal aux empreintes, ledit canal présentant une extrémité ouverte, se caractérise en ce qu'il comporte une conduite d'alimentation dont une première extrémité est raccordée à l'extrémité ouverte dudit canal et un réservoir vertical, présentant un fond et une paroi sensiblement cylindrique, ladite conduite d'alimentation présentant une deuxième extrémité raccordée audit réservoir à proximité de son fond et sensiblement tangentiellement à ladite paroi latérale, par quoi le métal ou l'alliage pénétrant dans ledit réservoir est animé d'un mouvement centripète créant un vortex apte à retenir à sa partie supérieure et en son centre les crasses contenues dans le métal ou l'alliage. On comprend que, grâce au fait que le piège est constitué de telle manière qu'il permette la création d'un vortex, on a une absorption de l'énergie du courant du métal ou de l'alliage liquide dans la phase initiale de remplissage, évitant ainsi ou diminuant sensiblement la création de l'onde de choc en retour. De plus, cet effet de vortex permet le piégeage des crasses à sa partie supérieure et à son centre. En outre, du fait que le réservoir est raccordé à l'extrémité du canal et donc en aval de l'ensemble des attaques d'alimentation des empreintes, il n'y a aucun retour de métal vers ces attaques du fait que le réservoir présente un volume suffisant pour éviter ce phénomène. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode préféré de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles: - la figure 1 est une vue schématique en perspective montrant l'implantation du dispositif de piège de crasses dans le système d'alimentation en métal ou alliage liquide; - la figure 2 est une vue en élévation du piège à crasses; - la figure 3 est une vue de dessus de ce même piège; et - la figure 4 est une vue de côté du piège à crasses. En se référant tout d'abord à la figure 1, on va décrire l'implantation du dissipateur d'énergie formant dispositif de piège à crasses qui sera désigné ultérieurement par "piège à crasses". Sur la figure 1, on a représenté le système d'alimentation en métal liquide ou en alliage liquide 10 des empreintes 12 du moule. Ce système d'alimentation 10 est essentiellement constitué par une conduite de descente 14 dont l'extrémité inférieure 14a est raccordée à un canal d'alimentation 16 qui, dans le cas de la figure, est sensiblement horizontal. Les empreintes 12 sont raccordées au canal 16 par des attaques telles que 18 constituant des dérivations sur le canal d'alimentation principal 16. Le canal 16 présente une extrémité ouverte 16a opposée à la conduite de descente 14. L'absorbeur d'énergie formant piège à crasses portant la référence générale 20 est relié à l'extrémité ouverte 16a de la canalisation d'alimentation 16, et donc à l'extrémité aval de la canalisation d'alimentation. Dans l'exemple montré sur la figure 1, on a envisagé le cas où le système d'alimentation ne comporte qu'un seul canal d'alimentation. Il va de soi que plusieurs canaux d'alimentation tels que 16 pourraient être raccordés à la conduite de descente 14. Dans ce cas, chaque canal d'alimentation serait équipé à son extrémité ouverte 16a d'un piège à crasses 20 du type qui sera décrit ultérieurement. En se référant maintenant aux figures 2 à 4, on va décrire un mode préféré de réalisation du piège à crasses selon l'invention. Celui-ci est essentiellement constitué par un réservoir 22 et par une conduite d'alimentation 24. Le réservoir 22 a, de préférence, une forme cylindrique et est limité par une paroi latérale cylindrique 26, un fond de préférence bombé 28 et une partie supérieure 30. La hauteur et la section du réservoir 22 dépendent de la hauteur métallostatique et de l'échelonnement du remplissage. La conduite d'alimentation 24 présente une portion terminale 24a qui débouche dans le réservoir 22 à proximité de son fond, c'est-àdire de préférence juste au dessus de la partie bombée 28. L'extrémité ouverte 24b de la conduite d'alimentation 24 est raccordée, comme on l'a déjà expliqué, à l'extrémité ouverte 16a du canal d'alimentation 16 du système d'alimentation. Comme le montre mieux la figure 4, la portion terminale 24a de la conduite d'alimentation 24 présente d'une part, dans un plan vertical, c'est-à-dire selon la direction de l'axe vertical XX' du réservoir 22 une angulation a dont la valeur est de préférence est comprise entre 0 et 60 degrés. Cette angulation est telle que la portion terminale aille en s'élevant. Comme le montre également la figure 3, cette même portion terminale 24a présente une portion coudée dont l'angle au centre b est sensiblement égal 90 degrés. En d'autres termes, la portion terminale 24a, en projection sur un plan horizontal, constitue un quart de cercle. En outre, la portion terminale 24a de la conduite d'alimentation 24 se raccorde tangentiellement à la paroi latérale 26 du réservoir 22. Ainsi, le métal ou l'alliage liquide circulant dans la conduite d'alimentation 24 pénètre tangentiellement dans le réservoir 22 qui a une section droite circulaire. Ce mode d'alimentation induit dans le réservoir 22 un mouvement centripète du liquide créant ainsi un phénomène de vortex. En d'autres termes, le liquide pénétrant dans le réservoir 22 est animé d'un mouvement tourbillonnaire autour de l'axe vertical XX' du réservoir. De plus, du fait de l'angulation a ascendante, l'écoulement du liquide dans le réservoir comporte également une composante selon une direction verticale, c'est-à-dire selon la direction de l'axe XX'. Cette composante initiale favorise un mouvement ascensionnel du liquide à l'intérieur du réservoir 22, ce qui évite totalement ou très largement un mouvement de reflux de ce liquide par rapport au réservoir 22. On comprend que, grâce aux caractéristiques du piège à crasses, celui-ci remplit non seulement sa fonction classique de piège à crasses du fait que le mouvement centripète à l'intérieur du réservoir 22 maintient les crasses dans sa partie centrale et dans la partie supérieure du liquide le remplissant mais que, de plus, le mouvement de vortex créé permet de dissiper au moins une partie de l'énergie du front du liquide pénétrant dans le réservoir par dissipation partielle de l'énergie liée au mouvement centripète du liquide dans le réservoir 22. Il est également important d'observer qu'un seul dispositif de piège à crasses est à prévoir par canal d'alimentation et que ce réservoir étant connecté à l'extrémité du canal d'alimentation, il peut s'adapter aisément à des systèmes d'alimentation de type standard déjà existant. REVENDICATIONS 1. Dispositif dissipateur d'énergie formant piège à crasses pour un système (10) d'alimentation en métal ou alliage liquide des empreintes (12) d'un moule, ledit système comprenant une conduite de descente (14), un canal d'alimentation (16) et une pluralité d'attaques (18) pour raccorder ledit canal aux empreintes, ledit canal présentant une extrémité ouverte (16a), ledit dispositif se caractérisant en ce qu'il comporte une conduite d'alimentation (24) dont une première extrémité (24b) est raccordée à l'extrémité ouverte dudit canal et un réservoir vertical (22), présentant un fond (28) et une paroi latérale (26) sensiblement cylindrique, ladite conduite d'alimentation présentant une deuxième extrémité raccordée audit réservoir à proximité de son fond et sensiblement tangentiellement à ladite paroi latérale, par quoi le métal ou l'alliage pénétrant dans ledit réservoir est animé d'un mouvement centripète créant un vortex apte à retenir à sa partie supérieure et en son centre les crasses contenues dans le métal ou l'alliage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième extrémité (24a) de la conduite d'alimentation (24) présente en projection dans un plan horizontal, une portion coudée correspondant à un quart de cercle. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la deuxième extrémité (24a) de ladite conduite d'alimentation (24) comporte une portion qui, en projection sur un plan vertical, présente une angulation ascendante a. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite angulation a est comprise entre 0 et 60 degrés.