INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans cette configuration particulière où l’actionneur 9 est installé parallèlement à la surface 3B et fixé à chacune de ces extrémités 9A, 9B, la pièce 1 va pouvoir être excitée selon des modes de flexion et d’extension. L’extension et la contraction du pilier 9 selon l’axe longitudinal X-X induisent des forces d’extension F parallèles audit axe longitudinal et qui sont principalement transmises dans la pièce 1 par les éléments 11A, 11B. Ces forces d’extension F tendent à générer la formation de craquelures à la surface du givre G et une fracturation de celui-ci, pouvant aller jusqu’à le délaminer. Ces forces d’extension F induisent également des moments fléchissants Mf (selon l’axe y sur la ) au niveau des zones de fixation des éléments 11A, 11B, qui agissent comme bras de levier. Ces moments fléchissants Mf provoquent une excitation en flexion de la pièce 1 (ou à tout le moins de la surface 3B) permettant une fracturation et une délamination du givre G. La pièce 1 peut ainsi être excitée selon deux types de modes de façon à optimiser les vibrations de la structure afin d’éliminer rapidement et efficacement le givre G.
Les éléments de fixation 11A, 11B agissant comme bras de levier, la distance d séparant le pilier 9 de la surface 3B joue un rôle important dans l’excitation en flexion. En effet, plus la distance d est importante, plus l’intensité de cette excitation en flexion sera importante. De façon opposée, si la distance d est proche de 0, l’intensité de l’excitation en flexion sera minimale, voire nulle. Aussi, selon un mode de réalisation avantageux, la distance d est comprise entre 0 mm et 10 mm, préférentiellement entre 3 mm et 8 mm. Cette distance d peut être prédéterminée ou réglable, par exemple en utilisant un système de trous oblongs ménagés dans les éléments 11A, 11B et dans lesquels se positionnent les extrémités 9A, 9B. La distance d optimale peut être définie de manière empirique en fonction des caractéristiques du givre G (ex : sa composition, sa microstructure) et/ou de la pièce 1 et/ou selon les modes d’excitation en extension et/ou en flexion à privilégier pour éliminer le givre G.
L’activation de l’actionneur 9 est réalisée par la mise sous tension de ses éléments piézoélectriques 91. Cette mise sous tension est gérée par l’unité de commande 7. À titre d’exemple, le signal de commande généré par l’unité de commande 7 et appliqué à l’actionneur 9 peut avoir une tension comprise entre 20 V et 400 V, sous une intensité de 1 mA à 10 A. Selon un mode de réalisation, la bande de fréquence d’activation de l’actionneur 9 (fréquence des phases d’extension et de contraction du pilier) est comprise entre 1 KHz et 150 KHz et peut atteindre 200 KHz. L’unité de commande 7 peut adapter le signal de commande, en tension et/ou en intensité (ex : signal de commande sinusoïdale ou carré) pour optimiser les performances en termes de contraintes mécaniques générées et/ou de fréquences vibratoires, etc.
L’actionneur 9 de la n’a pas besoin d’être activé à sa fréquence de résonnance propre pour être efficace. Les meilleurs résultats en termes d’efficacité de dégivrage sont obtenus lorsque la fréquence des vibrations générées par l’actionneur 2 correspond à une ou plusieurs fréquences de résonnance de la pièce 1 à dégivrer. Ces fréquences de résonnance dépendent essentiellement de la géométrie, du matériau et de l’épaisseur de la pièce 1 et de l’épaisseur e du givre G sur ladite pièce.
De par sa conception, l’actionneur 9 de la peut être excité sur une large bande de fréquence (par exemple entre 1 KHz et 150 KHz), ce qui offre une large amplitude de réglage en fonction de l’épaisseur du givre. Sa fréquence d’activation peut ainsi être facilement réglée pour s’accorder à au moins une des fréquences de résonnance de la pièce à dégivrer.
En outre, le fait que l’actionneur 9 puisse être excité sur une large bande de fréquences permet de simplifier la conception du système de dégivrage. En effet, dans certaines installations, le système de dégivrage peut comporter plusieurs actionneurs disposés sur différentes pièces. Par exemple, une aile d’avion est généralement formée par différentes plaques dont la taille et/ou la forme peut varier. Pour une installation du système de dégivrage sur cette aile d’avion, des actionneurs 9 sont fixés sur tout ou partie de ces plaques (c.-à-d. les pièces mécaniques au sens de l’invention). Il n’est alors pas nécessaire de dimensionner spécifiquement chacun des actionneurs en fonction de la taille et/ou de la forme de la plaque sur laquelle il est fixé. Les actionneurs peuvent au contraire tous être identiques, et par exemple dimensionnés pour fonctionner sur la même plage comprise entre 30 KHz et 60 KHz. Il suffit alors de régler de manière singulière la fréquence d’activation de chacun des actionneurs pour l’accorder spécifiquement à au moins une des fréquences de résonnance de la plaque correspondante.
Lorsqu’une pièce 1 à dégivrer doit être excitée avec une densité de puissance plus importante dans l’actionneur (à cause de sa taille et/ou de sa forme et/ou de son matériau et/ou de l’épaisseur du givre G), l’actionneur 9 peut comporter des contrepoids. Il s’agit du second mode de réalisation illustré sur la . Un premier contrepoids 93A est positionné au niveau de la première extrémité 9A du pilier 9, et un deuxième contrepoids 93B est positionné au niveau de la seconde extrémité 9B dudit pilier. Chaque extrémité du pilier 9 est ainsi pourvue d’un contrepoids. Ces contrepoids 93A, 93B sont identiques et disposés symétriquement par rapport au milieu du pilier 9 de sorte que l’ensemble est équilibré. Les contrepoids 93A, 93B peuvent être fixés rigidement sur la tige 92 ou sur les éléments de fixation 11A, 11B, par exemple au moyen d’éléments de visserie ou au moyen de soudures. La masse des contrepoids 93A, 93B dépend de la fréquence de résonance recherchée pour l’actionneur et peut par exemple varier de 10 g à 500 g. En particulier, la masse des contrepoids 93A, 93B est choisie de façon à faire correspondre la fréquence de résonance de l’actionneur 9 avec la fréquence de résonance d’un mode de vibration de la pièce à dégivrer.
Un actionneur 9 selon la fonctionne de manière optimale lorsqu’il est activé à sa propre fréquence de résonnance, mais offre de bons résultats en termes de dégivrage pour des fréquences d’activation inférieures à sa fréquence de résonnance. Aussi, ce type d’actionneur 9 est préférentiellement utilisé lorsqu’une ou plusieurs fréquences de résonnance de la pièce à dégivrer ne varient pas significativement selon l’épaisseur du givre G. L’actionneur 9 est alors configuré (notamment par le choix des masses des contrepoids 93A, 93B) de sorte que sa fréquence de résonnance propre soit accordée à au moins une de ces fréquences de résonnance de la pièce à dégivrer.
Quel que soit son mode de réalisation, l’actionneur 9 peut également être utilisé pour détecter et mesurer, ou à tout le moins évaluer, l’épaisseur e du givre G. Selon un mode de réalisation, cette information sur la présence et/ou l’épaisseur du givre G est utilisée comme donnée d’entrée du processus d’activation du système de dégivrage : si la valeur de l’épaisseur mesurée/évaluée est inférieure à une valeur seuil, alors le mode dégivrage n’est pas activé. A contrario, si la valeur de l’épaisseur mesurée/évaluée est supérieure ou égale à une valeur seuil, alors le mode dégivrage est activé. Et la fréquence d’activation de l’actionneur 9 pourra être adaptée à cette épaisseur mesurée/évaluée.
Selon un mode de réalisation, la détection et la mesure d’épaisseur de givre sont basées sur une analyse des données d’impédance de l’actionneur 9, afin d’effectuer une identification d’une ou plusieurs fréquences de résonnance de la pièce 1. Cette analyse est préférentiellement réalisée par l’unité 7.
La fréquence de résonnance Fe de la pièce 1, sans givre, à un mode de résonnance est du type :
Le procédé débute par une étape 100 de détermination du point de fonctionnement du moteur par le calculateur. On détermine un ensemble de paramètres représentatifs du point de fonctionnement comprenant au moins le régime N et le couple, et éventuellement des paramètres supplémentaires comme la température du liquide de refroidissement (température d’eau) Teau.
Le procédé se poursuit par une étape 200 de détermination d’un débit d’air Qair, d’un débit de carburant Qcarb, d’un taux d’EGR τegr et d’un taux de répartition initial So entre débit de gaz EGR-LP et débit de gaz EGR-BP, qui sont aptes, selon l’état de la technique, à permettre la production du couple moteur C tout en assurant une pluralité de prestations déjà mentionnées plus haut, notamment l’obtention d’une concentration d’oxydes d’azotes à la sortie du moteur [NOx]eo. A l’étape 200, cette concentration d’oxydes d’azotes à la sortie du moteur [NOx]eo, qui correspond aussi à la concentration d’oxydes d’azote en amont des dispositifs de dépollution, est déterminée, par exemple grâce à un capteur de concentration ou par un modèle.
Le procédé comprend ensuite un ensemble d’étapes itératives qui sont mises en œuvre dès que le calculateur détecte que le point de fonctionnement (étape 100) est suffisamment stabilisé, et dont le déroulement est interrompu s’il détecte qu’il ne l’est plus. Par exemple, pour conclure à la stabilité, le calculateur peut par exemple calculer la dérivée temporelle du régime dN/dt et du couple dC/dt et constater que ces deux dérivées sont inférieures à des seuils respectifs.
Le procédé comprend une étape 300 dans laquelle, selon l’invention, la valeur du taux de répartition S est remplacée par une valeur modifiée. La première valeur retenue correspond au taux de répartition initial So.
Le procédé comprend une étape 400 dans laquelle on calcule le débit total de gaz recyclés Qegr, le débit de gaz EGR-HP Qegrhp et le débit de gaz EGR-LP Qegrlp, à partir du débit d’air Qair, du taux d’EGR τegr et du taux de répartition S, en se servant des équations 1 et 2.
Le procédé comprend ensuite une étape 500 de calcul du débit de gaz d’échappement Qech à l’entrée du premier dispositif de dépollution 15, avant que des gaz EGR-LP soient prélevés le cas échéant. Il s’agit de la somme du débit d’air Qair, du débit de carburant Qcarb (qui peut être éventuellement négligé dans le cas d’un moteur diesel fonctionnant en mélange pauvre) et du débit de gaz EGR-LP Qegrlp.
Dans le cadre de l’invention, au moins un dispositif de dépollution apte à avoir une action de traitement des oxydes d’azote est traversé par les gaz d’échappement avant que des gaz EGR-LP soient prélevés. Dans l’exemple particulier de la , il s’agit du premier dispositif de dépollution 15, qui comprend un piège à oxydes d’azote, et du deuxième dispositif de dépollution 16, qui comprend un catalyseur SCR.
On supposera dans la suite pour simplifier la présentation du procédé que, contrairement au cas présenté à la , les gaz EGR-LP sont prélevés dès la sortie du premier dispositif de dépollution. Cependant le procédé est facilement adaptable mutatis mutandis dans le cas où plusieurs dispositifs de dépollution successifs sont traversés avant le point de prélèvement des gaz EGR-LP (par exemple deux dans le cas de la ).
A l’étape 600 du procédé, on calcule le débit d’oxydes d’azote QNOx,ech entrant dans le premier dispositif de dépollution 15. Il s’agit du produit du débit Qech calculé à l’étape 400 et de la concentration d’oxydes d’azote [NOx]eo déterminée à l’étape 200.
A l’étape 700, on calcule le débit volumique de gaz d’échappement Qech,vol à l’entrée du premier dispositif de dépollution, à partir du débit (massique) Qech calculé à l’étape 500, en se servant de l’équation des gaz parfaits et à partir de la pression et de la température à l’entrée ou dans ledit dispositif.
A l’étape 800, on en déduit la vitesse volumétrique horaire dans le premier dispositif de dépollution, en divisant le débit volumique Qech,vol de l’étape 700 par le volume du pain catalytique dudit dispositif.
Le procédé se poursuit par une étape 900 dans laquelle on détermine une pluralité de paramètres supplémentaires qui exercent une influence sur l’efficacité de traitement des NOx (réduction des NOx en diazote N 2 et en eau H 2 O)) du premier dispositif de dépollution. Ces paramètres dépendent de la nature du dispositif. Dans l’exemple de la , s’agissant d’un piège à oxydes d’azote, on déterminera au moins la température T et la masse d’oxydes d’azote déjà stockée dans le piège. Par exemple, dans le cas d’un catalyseur SCR, on détermine au moins la température, le débit de réducteurs injectés et la quantité d’ammoniac AS stockée dans le catalyseur SCR.
Le procédé se poursuit encore par une étape 1000 dans laquelle on détermine la valeur de l’efficacité ε red de traitement du premier dispositif. On peut notamment utiliser une cartographie établie par des essais préalables en fonction des valeurs de la vitesse volumétrique horaire VVH de l’étape 700 et des différents paramètres déterminés à l’étape 900.
A l’étape 1100, on détermine le débit d’oxydes d’azote à la sortie du circuit d’échappement QNOx,tp , dit aussi débit de NOx « tail pipe », selon l’équation 3 suivante :
QNOx,tp = (1 – ε red ) × QNOx,ech
Selon l’invention, le procédé comprend ensuite une étape 1200 dans laquelle on fait varier le taux de répartition S par rapport à la valeur précédemment déterminée et stockée dans le calculateur à l’étape 300.
Il est donc proposé une courroie de transmission pour convoyeur à rouleaux présentant des gorges concaves en acier ou en plastique, la courroie comportant : un corps à base élastomère comprenant une portion dorsale et une portion ventrale formée d’une denture unique, dont une surface externe présente une forme convexe qui est configurée pour coopérer avec une gorge concave d’un rouleau ; un ensemble de câblés de traction noyés dans le corps entre la portion dorsale et la portion ventrale du corps ; et un revêtement agencé au niveau de la surface externe de la denture définissant, avec la forme de la surface externe de la denture, un coefficient de frottement non nul et inférieur ou égal à 0,8 avec la gorge concave d’un rouleau.
Ainsi, grâce à l’invention on assure une amélioration du couple transmissible par la courroie et sa stabilité. En effet, en utilisation, la surface de contact entre la courroie et le fond de la gorge du rouleau est élevée grâce à la forme convexe de la denture de la courroie qui s’adapte à la forme concave de la gorge. De plus, la combinaison de cette forme convexe de la denture avec le revêtement agencé au niveau de la surface externe de la denture permet de définir le coefficient de frottement de la courroie dans la gorge à une valeur maîtrisée. Avec un coefficient de frottement maîtrisé et la présence de câblés améliorant le module de traction de la courroie, le couple transmissible peut être maîtrisé. Par ailleurs, cela limite les risques de retournement de la courroie lorsque celle-ci monte sur le côté de la gorge, en particulier dans une partie en courbe d’un convoyeur.
La courroie, selon l’invention, peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises isolément les unes avec les autres ou en combinaison les unes avec les autres : le coefficient de frottement est supérieur ou égal à 0,3 ; l’ensemble de câblé de traction définit un module de traction de la courroie compris entre 500 N et 1500 N, avantageusement comprise entre 800 N et 1500 N, et de préférence compris entre 800 N et 1200 N ; les câblés de l’ensemble de câblés sont en un matériau à base de polyamide ou de polyester ; le revêtement, partiellement noyé dans la denture, est choisi parmi un tricot, un tissu, un non-tissé ou un ensemble de fibres ; le revêtement est en un matériau choisi parmi le polyamide, le polyester, des fibres cellulosiques, par exemple de coton, un mélange de fibres cellulosiques et de polyuréthane ou une combinaison de ceux-ci ; le corps est en un matériau choisi parmi l’éthylène-propylène-diène monomère, le copolymère éthylène-propylène, le polybutadiène, le polyuréthane ou le caoutchouc naturel ; le corps est en un matériau choisi parmi l’éthylène-propylène-diène monomère ou le copolymère éthylène-propylène, et le revêtement est un film en matière thermoplastique au moins en partie réticulée, comprenant au moins 30% de polyéthylène, le film thermoplastique recouvrant la surface externe de la denture ; le film comporte des particules et/ou des fibres de graphite, de bisulfure de molybdène et/ou de polytétrafluoroéthylène.
L’invention concerne également un convoyeur comportant une pluralité de rouleaux à gorges concaves en acier ou en plastique, dans lequel les rouleaux sont reliés entre eux deux à deux par une courroie telle que décrite dans ce qui précède, de sorte que le revêtement de la courroie soit au contact des gorges concaves des rouleaux.
Le convoyeur, selon l’invention, peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises isolément les unes avec les autres ou en combinaison les unes avec les autres : la courroie présente une hauteur strictement inférieure à une profondeur de la gorge la recevant ; les gorges concaves des rouleaux sont en un matériau plastique choisi parmi un polyamide, un polypropylène ou un matériau composite à base de fibres noyées dans une résine thermoplastique ou thermodurcissable ; la courroie est installée entre les rouleaux avec une tension de pose comprise entre 60 N/brin et 100 N/brin.
La représente une vue schématique d’un convoyeur à rouleaux droit selon l’art antérieur,
La représente une vue schématique d’un convoyeur à rouleaux en courbe selon l’art antérieur,
La représente une vue schématique en coupe longitudinale d’un rouleau à gorges concaves avec une courroie de transmission classique selon l’art antérieur,
La représente une vue schématique en coupe longitudinale d’une autre forme de rouleau à gorges concaves avec une courroie de transmission classique selon l’art antérieur,
La représente une vue schématique en coupe transversale de la courroie de transmission pour convoyeur à rouleaux à gorges concaves selon l’invention,
La représente une vue schématique perspective et en coupe partielle de la courroie de la ,
La représente une vue schématique en coupe transversale de la courroie selon l’invention, illustrant en particulier différents taux de pénétration du revêtement au niveau de la surface externe de la denture du corps de la courroie,
La représente une vue schématique en coupe transversale d’une forme de réalisation de la courroie selon l’invention, définissant en particulier les cotes de la courroie,
La représente une vue photographique en coupe transversale de la courroie de la ,
La représente une vue schématique en coupe longitudinale d’un mandrin, autour duquel est placé des matériaux de courroie, et d’un manchon de tricot tels qu’utilisés lors de la fabrication d’une courroie selon l’exemple de réalisation,
La représente schématiquement l’étape de traitement thermique dans un four à passage et l’étape de refroidissement du procédé de fabrication selon l’invention.
Dans un mode de réalisation présenté à la , le traitement thermique 120 est réalisé dans un four à passage 20. Avantageusement, l’étape 120 de traitement thermique et l’étape 130 de refroidissement ont lieu dans un environnement protecteur vis-à-vis de la contamination de surface. On peut noter que le traitement thermique 120 peut alternativement être réalisé dans un four sous vide. Ces environnements spécifiques ont pour objectif de prévenir la formation de calamine ou toute autre contamination à la surface de la tôle corruguée. Ces contaminations de surface sont à éviter pour s’affranchir d’une étape de décapage (mécanique, chimique ou autre) après le traitement thermique. Toutefois, le procédé selon l’invention peut également comprendre une étape de décapage après le traitement thermique 120, notamment dans le cas où l’environnement du traitement thermique n’est pas protecteur vis-à-vis de la contamination de surface.
Avantageusement, le procédé de fabrication selon l’invention peut comprendre en outre, préalablement au traitement thermique 120, une étape 115 de nettoyage de la tôle corruguée. L’étape 115 de nettoyage vise à éliminer toutes les traces de polluants présents sur la tôle corruguée, notamment des corps gras ou des copeaux métalliques.
Comme illustré à la , la tôle corruguée est posée sur une sole mobile 21, par exemple un tapis ou un ensemble de rouleaux, qui traverse le four 20 de part en part. Par la mise en mouvement de la sole 21 selon la direction 22, la tôle corruguée se déplace à l’intérieur 20 dans une première zone 23 appelée zone d’entrée. La zone d’entrée 23 est une zone sans chauffe. Par contre, dans le cas d’un environnement contrôlé, la zone d’entrée 23 est sous environnement contrôlé. Ainsi, sans rupture de l’environnement, par translation de la sole selon la direction 22, la tôle corruguée est ensuite transférée dans une deuxième zone 24 appelée zone de chauffe. L’étape 120 de traitement thermique a lieu dans la zone de chauffe 24, zone dans laquelle la tôle corruguée est exposée à la température cible pendant une durée adéquate. A titre d’exemple, pour une tôle corruguée d’un acier inoxydable avec une teneur, exprimée en masse, en nickel et en azote respectivement de 6% et 0,15% et une zone de chauffe 24 réglée à 800 °C, la durée d’exposition est comprise entre 5 et 10 minutes, par exemple 8 minutes. Pour une température donnée et une composition donnée de l’acier inoxydable de la tôle corruguée, des tests ont été réalisées par la Demanderesse pour déterminer les plages de durée d’exposition mentionnées ci-dessus.
La vitesse d’avancée de la sole à travers le four à passage 20 est calculée en fonction de la longueur de la zone de chauffe 24 afin d’obtenir la durée d’exposition souhaitée. Par exemple, pour un four à passage présentant une zone de chauffe de 10m de long et pour une cible d’exposition de 5 minutes à 800 °C, la vitesse de la sole est fixée à 2m/min.
Alternativement, selon les dimensions des tôles corruguées, une avancée de la sole étape par étape peut également être envisagée, pour limiter les durées durant lesquelles la tôle corruguée est présente simultanément dans deux étapes.
A noter que dans cet exemple, la sole est mobile en translation. Toutefois, le même principe s’applique à d’autres types de mouvement, notamment de rotation avec un four à chariot rotatif, et préférentiellement pour des pièces de petites dimensions, par exemple de l’ordre de 30 cm x 50 cm (ou plus selon la taille du four). L’invention repose sur un traitement thermique à une température et une durée prédéfinies dans une zone de chauffe.
A la fin de la durée d’exposition dans la zone de chauffe 24, la tôle corruguée subit un refroidissement rapide, par exemple un refroidissement de type hypertrempe.
L’étape 120 de traitement thermique et/ou l’étape130 de refroidissement sont préférentiellement réalisées dans un environnement inerte ou réducteur afin d’éviter la formation d’oxyde en surface de la tôle. Pour l’étape 130 de refroidissement, le fluide de trempe est alors choisi parmi les fluides protecteurs vis-à-vis de l’oxydation. Dans les deux cas (étape 120 de traitement thermique et étape 130 de refroidissement), on peut notamment noter l’azote hydrogéné, l’argon, l’hélium, ou éventuellement l’hydrogène pur. Alternativement, si le refroidissement n’a pas lieu sous environnement inerte ou réducteur, ou en complément, la tôle corruguée à zones cibles recristallisées peut être soumise, après l’étape 130 de refroidissement, à une étape de décapage afin d’éliminer tout résidu non souhaité qui serait présent en surface de la tôle.
Dans le cas du four à passage 20 illustré à la , le refroidissement 130 est réalisé par le transfert de la tôle corruguée à zones cibles recristallisées dans une zone de trempe 25 adjacente à la zone de chauffe 24 dans la direction 22 d’avancement de la sole.
Avantageusement, l’étape 130 de refroidissement est réalisée très rapidement, par exemple à une vitesse supérieure ou égale à 50 °C/s.
Le traitement thermique 120 et/ou le refroidissement 130 est préférentiellement réalisé dans un environnement inerte ou réducteur pour les raisons expliquées précédemment.