Brevet FR2844345A1 — publié le 20040312

L'invention concerne un four rotatif destiné à la fusion de produits, en particulier de crasses et de déchets de métaux non ferreux, comportant une cuve pourvue d'une ouverture de remplissage et de vidage, - des moyens de chauffage desdits produits disposés dans ladite cuve, - un support sur lequel ladite cuve est montée à rotation selon un axe de cuve A par l'intermédiaire de moyens de roulement, - des moyens d'entraînement en rotation de ladite cuve, - un châssis sur lequel ledit support est monté mobile entre des positions de service et de vidage dans lesquelles lesdits produits, par leur seul poids, 10 sont sensiblement maintenus à l'intérieur et évacués vers l'extérieur de ladite cuve, respectivement, et - des moyens de basculement dudit support sur ledit châssis entre lesdites positions de service et de vidage. Comme représenté sur la figure 1 du dessin annexé à la présente 15 description, un four rotatif de fusion comporte classiquement une cuve 1 sensiblement cylindrique d'axe A montée à rotation axiale sur un support 3. La cuve 1 est pourvue d'une ouverture axiale 15 destinée à l'introduction et à l'extraction des produits destinés à être fondus, tels que des crasses et des déchets de métaux non ferreux. Le four est pourvu de moyens de chauffage, par exemple d'un brleur 7 disposé à proximité de l'ouverture. Le support 3 de la cuve 1 est monté mobile sur un châssis fixe 5, entre des positions de service et de vidage. Dans la position de service (figure 1), la cuve 1 est orientée selon un axe de 25 service A' sensiblement horizontal de manière que, lors de la rotation de la cuve 1 sur elle-même, les produits ne soient pas entraînés par leur poids vers l'ouverture de la cuve. Dans ce but, un bord périphérique peut obturer, au moins en partie, l'ouverture axiale 15. Dans la position de service, la cuve 1 peut être mise en 30 rotation pour assurer un brassage des produits et une homogénéisation des températures à l'intérieur de la cuve 1. Dans la position de service, la cuve 1 repose sur des galets moteurs sensiblement orientés selon une génératrice de la cuve, c'est-à-dire selon des axes tangentiels à la cuve 1 et coplanaires à l'axe de cuve A. Les pivots de rotation des galets moteurs sont solidaires du support 3. Dans la position de vidage (figure 3), la cuve est inclinée par rapport à l'horizontale, selon un axe de vidage A", de manière que, par gravité, les produits soient dirigés vers l'ouverture 15 de la cuve 1 et puissent s'en échapper. Dans cette position, une rotation axiale de la cuve 1 est également souhaitable pour en faciliter le vidage. Les galets moteurs utilisés pour l'entraînement en rotation de la cuve 1 dans la position de service peuvent également servir à l'entraînement dans la position de vidage ou dans les positions intermédiaires entre positions de service et de vidage. Cependant, les galets moteurs ne sont pas conformés pour reprendre les 15 efforts orientés selon leur axe de rotation. Or, quand la cuve 1 bascule pour son vidage, de tels efforts apparaissent progressivement, au fur et à mesure que l'axe A de la cuve se rapproche de l'axe de vidage A". Pour reprendre les efforts axiaux, en particulier dans la position de vidage, le four est donc classiquement pourvu d'une première butée à billes (non 20 représentée) orientée selon l'axe de cuve A et prenant appui, par exemple, sur le bord périphérique de l'ouverture. Lors du vidage, la reprise du poids de la cuve 1 est donc, au moins en partie, transférée des galets moteurs à la butée à billes. Pour garantir un bon maintien de la cuve 1 sur le support 3 et éviter tout déplacement axial, en particulier lors du positionnement de la cuve 1 en position de 25 service, il est également classique de disposer une deuxième butée à billes (non représentée) prenant appui sur le fond de la cuve 1 de manière à prendre en sandwich la cuve 1 entre les première et deuxième butées à billes. A chaque cycle de production, la cuve 1 se déforme, sous l'effet de variations thermiques. Cette déformation est typiquement de l'ordre de 1 mm par 30 mètre pour une variation de 1000C. Les première et deuxième butées entravent la dilatation axiale de la cuve. Il en résulte des contraintes physiques susceptibles d'endommager la cuve 1 ou les butées. La cuve 1 et les butées doivent être dimensionnées de manière à pouvoir supporter de telles contraintes. Le surdimensionnement est à l'origine de cots élevés et d'un encombrement important. En outre, il ne permet pas d'exclure le risque de fissures dans la cuve 1 ou dans les butées. Il existe donc un besoin pour un four de fusion apte à supporter efficacement et à moindre cot les effets de la dilatation axiale de la cuve. Selon l'invention, on atteint ce but au moyen d'un four rotatif destiné à la fusion de produits, en particulier de crasses et de déchets de métaux non ferreux, comportant - une cuve pourvue d'une ouverture de remplissage et de vidage, - des moyens de chauffage desdits produits disposés dans ladite cuve, - un support sur lequel ladite cuve est montée à rotation selon un axe de cuve A par l'intermédiaire de moyens de roulement, - des moyens d'entraînement en rotation de ladite cuve, - un châssis sur lequel ledit support est monté mobile entre des positions de 15 service et de vidage dans lesquelles lesdits produits, par leur seul poids, sont sensiblement maintenus à l'intérieur et évacués vers l'extérieur de ladite cuve, respectivement, et - des moyens de basculement dudit support sur ledit châssis entre lesdites positions de service et de vidage. Ce four est remarquable en ce qu'il comporte en outre des moyens de blocage axial de ladite cuve par rapport audit support, lesdits moyens de blocage étant disposés sensiblement dans un plan unique, sensiblement perpendiculaire audit axe de cuve, de manière à ne pas entraver la dilatation de ladite cuve. Comme on le verra plus en détails dans la suite de la description, une telle 25 disposition des moyens de blocage permet d'éviter de bloquer axialement la cuve entre deux moyens de blocage fixes, et empêche donc que la dilatation de la cuve ne génère des contraintes physiques par compression entre ces deux moyens. Selon d'autres caractéristiques préférentielles de l'invention, - lesdits moyens de blocage axial sont disposés à proximité d'un fond de ladite 30 cuve, ledit fond faisant face à ladite ouverture; - lesdits moyens de blocage axial comportent une couronne d'orientation comprenant des bagues de support et de cuve, montées à rotation selon l'axe de cuve l'une par rapport à l'autre et fixées sur ledit support et sur ladite cuve, respectivement; - ladite bague de cuve est positivement couplée à un arbre d'un moteur desdits moyens d'entraînement; - ladite couronne comporte des moyens de blocage axial desdites bagues de cuve et de support l'une par rapport à l'autre; - ledit four comporte des moyens de soutien de ladite cuve comprenant au moins 10 un galet monté sur ledit support à rotation selon un axe de galet B parallèle audit axe de cuve A, ledit galet prenant appui sur une virole circulaire coaxiale à l'axe de cuve A et solidaire de ladite cuve; - ledit galet est monté sur ledit support par l'intermédiaire d'au moins une entretoise élastique conformée pour maintenir un contact entre ladite virole et 15 ledit galet, quelle que soit la position angulaire de ladite cuve autour dudit axe de cuve A; - ladite entretoise comporte au moins une rondelle ressort de type Belleville disposée en compression entre une semelle de galet et ledit support; - ladite entretoise comporte au moins un couple de rondelles ressorts de type 20 Belleville montées tête-bêche, et disposées en compression entre ladite semelle de galet et ledit support; - ledit support est monté sur ledit châssis en rotation selon un axe de support C, ledit four comportant une conduite de cheminée comprenant une portion amont d'aspiration, une portion aval de refoulement et un joint tournant coaxial audit axe 25 de support C connectant lesdites portions d'aspiration et de refoulement. L'invention concerne également l'utilisation d'une couronne d'orientation comme moyen de roulement d'une cuve d'un four de fusion sur un support. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans 30 lequel - les figures 1 et 2 représentent des vues schématiques, de face et de gauche, d'un four de fusion selon l'invention; - la figure 3 représente une vue schématique d'un four de fusion selon l'invention dans une position de vidage; - la figure 4 représente un détail d'un four selon l'invention, en coupe suivant un plan P représenté sur la figure 2; - la figure 5 représente une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de galet; - la figure 6 représente une vue en coupe d'un détail du dispositif de galet représenté sur la figure 5. Sur la figure 1, le four est représenté en partie en coupe transversale selon le plan P représenté sur la figure 2. On se reporte à présent aux figures 1, 2 et 3. Le four rotatif selon l'invention comporte une cuve 1 sensiblement cylindrique d'axe A monté à rotation axiale sur un support 3. Le support 3 est monté mobile par rapport à un châssis fixe 5. Le four comporte encore un brleur 7 apte à chauffer un espace intérieur 9 de la cuve 1. Le four comporte enfin une hotte 11 et 15 une cheminée 13 destinées à évacuer les fumées. La cuve 1 comporte une ouverture axiale 15 par laquelle les produits à chauffer, par exemple des crasses et des déchets de métaux non ferreux, peuvent être introduits ou extraits de l'espace intérieur 9 de la cuve 1. Selon l'invention, la cuve 1 est montée à rotation axiale sur le support 3 par 20 l'intermédiaire de moyens de roulement. Ces moyens de roulement comportent de préférence, selon la terminologie classiquement utilisée, une " couronne d'orientation " 17, par exemple une couronne d'orientation de la société Rollix du groupe DEFONTAINE. La couronne 17 sert également de moyens de blocage axial de la cuve 1 25 par rapport au support 3. Selon l'invention, la couronne 17 est disposée sensiblement dans un plan P' sensiblement perpendiculaire à l'axe de cuve A. Toujours selon l'invention, le four ne comporte aucun autre moyen de blocage axial disposé dans un autre plan. Avantageusement, la dilatation de la cuve 1 n'est donc pas entravée par le blocage 30 axial de la cuve 1 par rapport au support 3. Classiquement, la couronne d'orientation 17 comporte, à la manière d'un roulement à billes, une bague intérieure 17i (voir figure 4) montée à rotation par rapport à une bague extérieure 17e par l'intermédiaire de billes ou de toupies 18 interposées entre lesdites bagues intérieure et extérieure. Selon l'invention, une des bagues intérieure et extérieure, dite "bague de support", est fixée au support 3, et l'autre, dite "bague de cuve", est fixée à la cuve 1. Le montage de la couronne est exposé plus en détail dans la suite de la description (figure 4). De préférence, la bague de cuve est fixée à proximité d'un fond 19 de la 10 cuve 1, faisant face à l'ouverture 15. Avantageusement, la couronne d'orientation 17 maintient la cuve 1 solidaire du support 3 et reprend efficacement les efforts radiaux et axiaux et les moments de renversement auxquels est soumise la cuve 1. A la différence de galets moteurs orientés selon l'axe A de la cuve 1, 15 l'efficacité de la couronne 17 reste satisfaisante quelle que soit la position du support 3. Pour éviter une usure prématurée de la couronne 17, le four comporte de préférence des moyens de soutien complémentaires destinés à réduire les efforts repris par la couronne 17, en particulier lorsque la cuve est disposée dans la 20 position de service. De préférence, les moyens de soutien comprennent au moins un galet 44 monté à rotation autour d'un pivot 46 solidaire du support 3. Le galet 44 est monté à rotation selon un axe de galet B parallèle à l'axe de cuve A. De préférence, une virole 50 disposée à la périphérie de la cuve 1 et d'axe de cuve A prend appui sur le galet 44. Un moteur 60, ou un groupe moto-réducteur, solidaire du support 3, entraîne en rotation par rapport au support 3 la bague de cuve, et donc la cuve 1. Le support 3 est monté à rotation sur le châssis 3 autour d'un axe de 30 support C sensiblement horizontal et perpendiculaire à l'axe de cuve A. Pour faciliter le basculement de la cuve 1, l'axe de support C est de préférence disposé à proximité de l'ouverture 15. Le four selon l'invention comporte encore des moyens de basculement 62, représentés symboliquement, aptes à entraîner en rotation le support 3 autour de l'axe de support C entre les positions de service et de vidage. La hotte 11 est de préférence fixée à la cuve 1 et conformée pour capter efficacement les fumées s'échappant de l'ouverture 15. La hotte 11 est connectée à l'environnement extérieur par l'intermédiaire d'une conduite de cheminée sensiblement rigide 13. Selon l'invention, la conduite 13 comporte une portion amont d'aspiration 13a, une portion aval de refoulement 13b et un joint tournant 70 disposé entre la 10 portion amont 13a et la portion aval 13b. Les portions amont 13a et aval 13b de la conduite de cheminée 13 sont conformées de manière que l'axe du joint tournant 70 soit confondu avec l'axe de support C de rotation du support 3 sur le châssis 5. Avantageusement, cette disposition du joint tournant 70 permet un basculement de la cuve 1 sans manipulation spécifique de la hotte 11 ni de la 15 conduite de cheminée 13. On se reporte à présent à la figure 4. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 4, la cuve 1 est fixée à la bague intérieure 17i par l'intermédiaire d'une embase 72 soudée sur le fond 19 de la cuve 1. Des trous de fixation 74, passants, sont régulièrement disposés à la 20 périphérie de la bague intérieure 17i. En regard des trous de fixation 74, l'embase 72 comporte des trous traversants 76. La fixation de la bague 17i sur l'embase 72 est assurée au moyen d'une pluralité de vis 77 traversant de part en part la bague 17i et l'embase 72, et serrées au moyen d'écrous 78. De préférence, la bague de cuve 17i comporte une denture intérieure 80 25 engrenant dans des dentures d'un pignon 82 lui-même entraîné par le groupe motoréducteur 60. De préférence, les dentures s'étendent sur toute l'épaisseur de la bague afin d'optimiser la transmission des efforts, entre la bague et le pignon 82. La bague extérieure 17e est fixée au support 3. A cet effet, elle comporte 30 une pluralité de trous de fixation traversants 84 disposés en regard de trous traversants 86 percés à travers le support 3. Les trous 84 et 86 sont traversés par des vis 88 serrées au moyen de boulons 90. Les billes 18, disposées entre les bagues de cuve 17i et de support 17e, sont conformées de manière à entraver tout déplacement axial d'une de ces bagues par rapport à l'autre. On se reporte à présent aux figures 5 et 6. Pour assurer un bon contact entre la virole 50 et le galet 44 quelle que soit la position angulaire de la cuve 1 autour de l'axe de cuve A, et ce en dépit de la présence de déformations locales de la virole 50, des entretoises élastiques 96 sont disposées entre le support 3 et une semelle de galet 98 sur laquelle sont fixées des pattes 100 de support du pivot 46. La solidarisation de la semelle 98 et du support 3 est assurée au moyen de dispositifs goujons 99 - écrous traversant de part en part la semelle de galet 98 et une semelle de support 102 fixée au support 3 et faisant face à la semelle de galet 98. De préférence, des rondelles ressorts de type Belleville 104, plus 15 couramment appelées " rondelles Belleville ", sont enfilées, selon des axes D, sur chacun des goujons 99, et partiellement serrées entre les semelles 98 et 102. De préférence encore, au moins une rondelle Belleville (1041) est disposée tête-bêche avec une des rondelles Belleville qui lui sont adjacentes (1042) (voir figure 6), selon un empilage dit " en série ". L'ensemble des rondelles Belleville 104 20 exerce ainsi une force variable s'opposant au rapprochement des semelles 98 et 102, poussant donc en permanence le galet 44 sur la virole 50. Avantageusement, l'utilisation de rondelles Belleville montées tête-bêche permet un ajustement rapide de la distance entre les semelles 98 et 102 par simple ajustement du nombre de rondelles Belleville enfilées sur chacun des goujons 99. 25 Des rondelles Belleville de différentes épaisseurs peuvent être utilisées. Le degré d'élasticité procuré par les rondelles Belleville 60 dépend du nombre de couples de deux rondelles Belleville 104, - 1042 disposées têtebêche et est donc avantageusement facilement et précisément réglable. Le fonctionnement du four de fusion selon l'invention est le suivant. Après dégagement du brleur 7 de l'ouverture 15 de la cuve 1, on introduit les produits à chauffer dans l'espace intérieur 9. Le brleur 7 est remis en place puis activé. Sensiblement simultanément, le moteur 60 est mis en marche et entraîne en rotation le pignon 32, la couronne intérieure 17i et la cuve 1. La cuve 1 étant sensiblement horizontale (figures 1 et 2) et tournant autour de son axe A, les produits introduits dans l'espace intérieur 9 sont brassés sans être 5 entraînés vers l'ouverture 15. Le poids de la cuve est repris par les galets 44 et par la couronne d'orientation 17. Sous l'effet de la montée de la température, la cuve 1 se dilate. Si la dilatation axiale est entravée du côté du fond 19 par la présence de la couronne 17, elle n'est entravée ni par les galets 44 ni par aucun moyen de butée 10 axiale antagoniste qui serait par exemple disposé à proximité de l'ouverture 15. La cuve 1 peut donc librement s'allonger du côté de l'ouverture 15. Quand les produits introduits dans l'espace intérieur 9 sont fondus et doivent être évacués de la cuve 1, le brleur 7 est déplacé de manière à laisser libre l'ouverture 15 et les moyens 62 de basculement sont activés de manière à déplacer 15 le support 3 en rotation autour de l'axe de support C. Pour maintenir une bonne homogénéité des températures des produits fondus, la cuve 1 est maintenue en rotation par le moteur 60. Au fur et à mesure du basculement du support 3, le poids de la cuve et des produits, jusque là repris principalement par les galets 44 et la couronne 17, est 20 progressivement transféré sur la couronne d'orientation 17. Dans une position théorique de vidage dans laquelle l'axe A de la cuve serait vertical, l'ensemble du poids de la cuve 1 serait supporté par la couronne d'orientation 17 seule. Le basculement de la cuve 1 entraîne celui de la hotte 7 et de la portion 25 amont du conduit de cheminée 13a. Comme le support 3, la portion amont 13a tourne autour de l'axe de support C par l'intermédiaire du joint tournant 70. Avantageusement, aucune manipulation de la hotte 7 ou de la conduite de cheminée 13a n'est donc nécessaire pour effectuer le basculement de la cuve 1. Quand l'axe de cuve A est suffisamment incliné par rapport à l'horizontale, les produits se déversent par gravité à travers l'ouverture 15. Le déversement se poursuite jusqu'au vidage complet de l'espace intérieur 9 (figure 3). La cuve 1 est alors repositionnée sensiblement à l'horizontale. De nouveaux produits peuvent être introduits dans l'espace intérieur 9 et un nouveau cycle de chauffage peut débuter. Avantageusement, après repositionnement de la cuve 1 à l'horizontale, il 5 n'est nullement nécessaire de réinstaller la hotte 7 ou la conduite de cheminée 13a, qui reviennent automatiquement, avec la cuve 1, dans leur position de service. Comme la dilatation lors de la montée en température, la rétractation de la cuve 1 lors de la baisse de température n'est entravée par aucun couple de butées antagonistes. Comme cela apparaît clairement à présent, la couronne d'orientation 17 permet de reprendre le poids de la cuve 1 et des produits qu'elle contient quelle que soit la position angulaire du support 3 par rapport au châssis 5. Aucun moyen de butée n'est donc nécessaire pour s'opposer au déplacement ou à la dilatation axiale de la cuve 1, en particulier dans la direction de son ouverture 15. On évite ainsi l'apparition de contraintes internes dans la cuve 1 et/ou dans le support 3. La fiabilité et la longévité du four de fusion selon l'invention en est donc accrue. REVENDICATIONS 1. Four rotatif destiné à la fusion de produits, en particulier de crasses et de déchets de métaux non ferreux, comportant - une cuve (1) pourvue d'une ouverture (15) de remplissage et de vidage, - des moyens de chauffage (7) desdits produits disposés dans ladite cuve (1), - un support (3) sur lequel ladite cuve (1) est montée à rotation selon un axe de cuve (A) par l'intermédiaire de moyens de roulement, - des moyens (60) d'entraînement en rotation de ladite cuve (1), - un châssis (5) sur lequel ledit support (3) est monté mobile entre des positions de service et de vidage dans lesquelles lesdits produits, par leur seul poids, sont sensiblement maintenus à l'intérieur et évacués vers l'extérieur de ladite cuve (1), respectivement, et - des moyens de basculement (62) dudit support (3) sur ledit châssis (5) entre lesdites positions de service et de vidage, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de blocage axial (17) de ladite cuve (1)'par rapport audit support (3), lesdits moyens de blocage (17) étant disposés sensiblement dans un plan (P') unique, sensiblement perpendiculaire 20 audit axe de cuve (A), de manière à ne pas entraver la dilatation de ladite cuve (1). 2. Four rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de blocage axial sont disposés à proximité d'un fond (19) de ladite cuve (1), ledit fond (19) faisant face à ladite ouverture (15). 3. Four rotatif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de blocage axial comportent une couronne d'orientation (17) comprenant des bagues de support (17e) et de cuve (17i), montées à rotation selon l'axe de cuve (A) l'une par rapport à l'autre et fixées sur ledit support (3) et sur ladite cuve (1), respectivement. 4. Four rotatif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite bague de cuve (17i) est positivement couplée à un arbre d'un moteur desdits moyens d'entraînement (60). 5. Four rotatif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 5 ladite couronne (17) comporte des moyens de blocage axial (18) desdites bagues de cuve (17i) et de support (17e) l'une par rapport à l'autre. 6. Four rotatif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de soutien de ladite cuve (1) comprenant au moins un galet (44) monté sur ledit support (3) à rotation selon un axe de galet (B) 10 parallèle audit axe de cuve (A), ledit galet (44) prenant appui sur une virole (50) circulaire coaxiale à l'axe de cuve (A) et solidaire de ladite cuve (1). 7. Four rotatif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit galet (44) est monté sur ledit support (3) par l'intermédiaire d'au moins une entretoise élastique (96) conformée pour maintenir un contact entre ladite virole (50) et ledit galet 15 (44), quelle que soit la position angulaire de ladite cuve (1) autour dudit axe de cuve (A). 8. Four rotatif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite entretoise (96) comporte au moins une rondelle ressort de type Belleville (104) disposée en compression entre une semelle de galet (98) et ledit support (3). 9. Four selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite entretoise (96) comporte au moins un couple de rondelles ressorts de type Belleville (1041,1042) montées tête-bêche, et disposées en compression entre ladite semelle de galet (98) et ledit support (3). 1O.Four rotatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé 25 en ce que ledit support (3) est monté sur ledit châssis (5) en rotation selon un axe de support (C), et en ce que ledit four comporte une conduite de cheminée comprenant une portion amont d'aspiration (13a), une portion aval de refoulement (13b) et un joint tournant (70) coaxial audit axe de support (C) connectant lesdites portions d'aspiration (13a) et de refoulement (13b).