CH621954A5 - - Google Patents

Description

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REVENDICATION

Clapet d'un dispositif d'alimentation automatique continue en métal liquide d'une machine à mouler sous basse pression, le dispositif comprenant au moins un moule muni d'un tube d'alimentation plongeant dans le métal liquide contenu dans le creuset d'un four de maintien à basse pression, au moins un four contenant une réserve de métal liquide et le clapet relié à un premier tube plongeur plongeant dans le métal du four de maintien à basse pression, à un deuxième tube plongeur plongeant dans le métal du four contenant la réserve, et à un dispositif de mise sous pression-dépression, caractérisé en ce qu'il comprend une tubulure (40) en forme de U renversé, munie de deux brides (38, 39) appliquées par l'intermédiaire de joints sur les brides d'extrémité des branches de siphon (16,17), prolongée sous le plan des brides par deux tuyaux cylindriques déterminant avec les emboîtements (44,45) des tuyaux (16,17) des espaces annulaires (46, 47), deux brides pleines (41, 42) portées par des nervures et pouvant s'appliquer, après rotation de 90°, sur les brides d'extrémité des branches de siphon, et des mécanismes de soulèvement, de rotation et d'abaissement du clapet.

L'invention a pour objet un clapet d'un dispositif d'alimentation automatique continue en métal liquide d'une machine à mouler sous basse pression, le dispositif comprenant au moins un moule muni d'un tube d'alimentation plongeant dans le métal liquide contenu dans le creuset d'un four de maintien à basse pression, au moins un four contenant une réserve de métal liquide et le clapet relié à un premier tube plongeur plongeant dans le métal du four de maintien à basse pression, à un deuxième tube plongeur plongeant dans le métal du four contenant la réserve, et à un dispositif de mise sous pression-dépression.

Le brevet français N° 2293275 décrit un dispositif pour l'alimentation automatique continue en métal liquide des fours équipant les machines à mouler sous basse pression les métaux et alliages et, en particulier, les alliages d'aluminium.

Ce dispositif est schématiquement représenté sur les fig. 1 et 2 du dessin annexé. Il est destiné à alimenter en métal liquide une machine à mouler comprenant un moule 1 et un four de maintien 2 à basse pression. Le moule 1 comprend une partie fixe 3 et une partie 4 mobile en translation verticale, le moule étant fermé lorsque la partie 4 est en position basse. La partie fixe 3 comporte une buse d'alimentation 5 reliée à un tube d'alimentation 6 plongeant dans le métal liquide 7. Le four 2 comprend un creuset 8 logé dans une enceinte étanche 9 dans laquelle il est possible d'établir une pression de gaz, de façon à refouler le métal liquide 7 contenu dans le creuset 8, à travers le tube 6, dans le moule 1. L'enceinte 9 est reliée par un tube 10 à une vanne 11 communiquant avec deux autres tubulures, dont l'une 12 est reliée à une source de gaz comprimé, l'autre 13 étant ouverte sur l'air ambiant.

Le dispositif d'alimentation comprend un clapet 14 comportant deux pièces :

— un corps 15 sur la partie inférieure duquel sont fixés deux tubes plongeurs 16 et 17; l'extrémité du tube 16 plonge dans le métal liquide 7 du four de maintien 2, tandis que l'extrémité du tube 17 plonge dans le métal liquide 18 d'un four-réservoir 19 muni d'un décanteur 20;

— un couvercle 21 mobile venant s'appliquer sur le corps 15, l'étanchéité entre le couvercle et le corps étant assurée par un joint 22 résistant à la chaleur et solidaire soit du couvercle 21, soit du corps 15, soit réparti entre ces deux pièces ; il est, de préférence, placé sur le corps 15, afin de faciliter son contrôle et son remplacement qui peut s'opérer sans ralentir le cycle de fabrication; le couvercle 21 peut, par rotation autour de son axe, occuper deux positions décalées de 90°, la première mettant en communication les deux tubes 16 et 17 selon la fig. 1, l'autre permettant de supprimer cette communication, selon la fig. 2.

L'ensemble constitué par le clapet et les tubes est maintenu à une température convenable, soit de 600 à 700° C pour l'aluminium et ses alliages, par des rampes à gaz ou tout autre dispositif connu (non représenté).

Le passage d'une position à l'autre du couvercle mobile 21 du clapet 14 s'effectue par soulèvement, rotation de 90° et redescente. Ce mouvement peut être assuré par des moyens mécaniques, hydrauliques, pneumatiques ou électriques. Dans l'exemple représenté, le couvercle 21 est solidaire de l'axe 23 d'un vérin 24 assurant le soulèvement, cet axe étant, d'autre part, relié par un levier 25 à un deuxième vérin 26 assurant la rotation.

Le couvercle du clapet communique, par une canalisation 27, avec un robinet à trois voies 28 permettant de le relier soit à des moyens permettant de créer une dépression instantanée, par exemple une pompe à vide 29 munie d'un ballon intermédiaire 30, soit à une source d'un gaz inerte sous pression par exemple un réservoir-tampon 31 relié en 32 à une bouteille de gaz neutre, par exemple d'azote comprimé, non représentée, par l'intermédiaire d'un manomètre-détendeur 33. Une canalisation 34 peut être montée entre l'échappement de la pompe à vide 29 et le réservoir-tampon 31 afin de récupérer le gaz neutre. Une jauge 35 fixée sur le couvercle 21 du clapet permet de limiter le niveau du métal liquide dans l'enceinte 36 délimitée par le clapet.

Sans qu'il soit nécessaire de reprendre le détail du fonctionnement, phase par phase, de la machine à couler sous basse pression et de son dispositif d'alimentation décrit dans le brevet français précité, il est clair que, dans la position représentée sur la fig. 1, il suffit de manœuvrer la vanne 28 de façon à mettre la chambre 36 en communication avec l'enceinte sous vide 30 pour que le métal liquide monte dans chaque branche et amorce le siphon permettant le remplissage du creuset 8 par le métal contenu dans le four-réservoir 19; ce remplissage se termine lorsque les niveaux se sont égalisés dans les fours 8 et 9. A ce moment, la manœuvre de la vanne 28 permet, par mise en communication de la chambre 36 avec la réserve de gaz neutre 31, de faire redescendre le métal liquide dans chacune des branches du siphon.

Par contre, au moment du moulage de la pièce, la communication entre les deux branches du siphon a été interrompue par rotation de 90° du clapet tournant, comme indiqué sur la fig. 2.

La surpression que l'on exerce dans l'enceinte étanche 9 fait alors monter le métal dans le tube 6 et le moule 1 ainsi que dans le tube 16, mais à une hauteur moindre, la compression du gaz enfermé dans la chambre 36 s'opposant à cette montée du métal.

Dans le clapet rotatif 14 connu, décrit ci-dessus, les deux moitiés supérieure 21 et inférieure 15 du clapet sont séparées par un joint 22 qui doit être étanche à l'air, mais qui, au cours de l'opération de siphonnage, est en contact avec le métal : il en résulte de graves problèmes de tenue de ce joint au contact avec les métaux liquides et, en particulier, les alliages d'aluminium.

La présente invention a précisément pour but d'éliminer cet inconvénient en fournissant un clapet dont le fonctionnement est, par ailleurs, identique à celui du clapet décrit dans le brevet français susmentionné, mais qui résout les problèmes de tenue de joint en évitant que le métal liquide ne vienne en contact avec les joints.

A cet effet, le clapet selon l'invention présente les caractéristiques spécifiées à la revendication.

Une forme d'exécution du clapet est représentée, à titre d'exemple, sur le dessin annexé dans lequel :

la fig. 3 est une vue en coupe du clapet, dans la position de siphonnement;

les fig. 4 et 5 sont des vues du clapet, en coupe en élévation et en plan, respectivement;

la fig. 6 est une vue du clapet en élévation, et

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

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les fig. 7 et 8 sont des vues du clapet, respectivement en coupe en élévation et en plan, ces fig. 4 à 8 montrant des positions successives de ce clapet.

Sur la fig. 3, les repères 16 et 17 correspondent, comme sur les fig. 1 et 2, aux deux branches du siphon.

Le clapet est constitué par un corps 37 en forme de U renversé comprenant quatre brides. Deux des brides 38 et 39 sont reliées par une tubulure 40 qui permet la communication entre les deux canalisations 16 et 17, les deux autres brides 41 et 42 situées dans un même plan horizontal à 90° des brides 38 et 39 sont pleines. Elles sont reliées à la tubulure 40 par des nervures 43. La tubulure 40 se prolonge verticalement sous le plan de chacune des brides 38 et 39 par un tube cylindrique vertical déterminant, avec les emboîtements 44 et 45 des branches du siphon, deux espaces annulaires 46 et 47. Les brides 38, 39,41 et 42 s'appliquent sur les brides 48 et 49 situées à la partie supérieure des branches du siphon par l'intermédiaire de joints, en amiante par exemple.

Tout comme dans le cas du clapet décrit dans le brevet français susmentionné, la tubulure 40 est reliée à sa partie supérieure par une canalisation 27 soit à une source de vide, soit à une source de gaz inerte. La montée et la descente de la tubulure sont assurées par un mécanisme tel qu'un vérin 50, la rotation en position haute de la tubulure par le mécanisme schématisé en 51. Ce clapet fonctionne de la façon suivante :

Pour l'amorçage du siphon (fig. 4 et 5), les brides 38 et 39 reposent sur les extrémités des branches du siphon 16 et 17: le siphon est ouvert. On crée, par l'intermédiaire de la canalisation 27, une dépression dans l'ensemble du siphon. Le métal liquide s'élève dans les deux canalisations 16 et 17. Lorsque le niveau du métal atteint l'extrémité inférieure des tubes prolongeant le corps du clapet, un matelas d'air est emprisonné dans les espaces annulaires 46 et 47 ; ce matelas d'air, comprimé légèrement par la montée du métal dans le siphon, empêche le métal liquide de venir en contact avec le joint. Deux électrodes 52 et 53, placées dans ces espaces annulaires, détectent la montée accidentelle du métal liquide, en cas de fuites aux joints et, dans ce cas, déclenchent l'ouverture d'une vanne d'entrée d'air ou de gaz neutre par l'intermédiaire des canalisations 54 et 55, ce qui provoque la redescente du niveau du métal liquide dans l'espace 5 annulaire. Dès que le niveau arrive au-dessous de l'électrode, la vanne des canalisations 54 et 55 se referme, assurant une régulation automatique du niveau dans l'espace annulaire en cas de fuite au joint. On peut également utiliser, dans chaque espace annulaire, une deuxième électrode pour régler le métal dans l'espace io annulaire entre un niveau haut et un niveau bas.

Lorsque le métal liquide atteint le sommet du clapet, le siphon est amorcé et le transvasement du métal liquide s'opère dans les mêmes conditions que celles du brevet principal jusqu'à égalisation des niveaux du métal liquide dans les fours. Une électrode 35 15 placée à la partie supérieure du clapet détecte l'arrivée de métal liquide et provoque la fermeture de la vanne reliant le clapet à la source de vide. Après transvasement, la canalisation 27 est remise en communication avec la pression atmosphérique, ce qui désamorce le siphon et fait redescendre le métal dans chacune des 20 branches.

Pour la coulée de la pièce, la communication entre les deux branches du siphon doit être coupée de façon à éviter que la pression exercée sur le métal pour l'alimentation du moule ne refoule le métal dans le siphon et ne le réamorce.

25 A l'aide du vérin 50, le clapet est soulevé, comme l'indique la fig. 6, de façon que la partie des tubes du clapet inférieure aux brides 38 et 39 échappe aux tubes 16 et 17.

Le corps du clapet est ensuite, à l'aide du mécanisme 51,

tourné de 90° (fig. 7 et 8) de manière que les brides pleines 41 et 30 42 se présentent en face de l'axe des extrémités des tubes 16 et 17.

Grâce au vérin 50, le clapet est alors abaissé de façon à plaquer les deux brides pleines sur les joints des tubes 16 et 17 pour les isoler, tout en assurant une étanchéité parfaite.

La pièce peut alors être moulée, comme cela a été décrit plus 35 haut.

4 feuilles dessins