EP1640130B1 - Procédé et dispositif de fabrication d'éléments de terre cuite comportant des alvéoles parallèles - Google Patents

Procédé et dispositif de fabrication d'éléments de terre cuite comportant des alvéoles parallèles Download PDF

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EP1640130B1
EP1640130B1 EP20050356164 EP05356164A EP1640130B1 EP 1640130 B1 EP1640130 B1 EP 1640130B1 EP 20050356164 EP20050356164 EP 20050356164 EP 05356164 A EP05356164 A EP 05356164A EP 1640130 B1 EP1640130 B1 EP 1640130B1
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cutting
green
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/14—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for dividing shaped articles by cutting
    • B28B11/16—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for dividing shaped articles by cutting for extrusion or for materials supplied in long webs
    • B28B11/161—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for dividing shaped articles by cutting for extrusion or for materials supplied in long webs in vertically operating extrusion presses

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing earthenware elements having parallel cells.
  • terracotta elements such as chimney plugs, and hollow hollow bricks, which are increasingly used for their good sound and thermal insulation properties, are obtained by spinning clay which is kneaded in a kneader. screw, then extruded through a die, and finally cut to obtain the semi-finished elements, called "green products”.
  • the present invention provides a solution to the above-mentioned technical problems with a method of manufacturing earthenware elements having parallel cells according to claim 1.
  • the drying thereof is carried out by pulsating hot air through the orifices of the screen, parallel to the cells.
  • the present invention also relates to a device for the manufacture of terracotta elements, according to the method described above, device according to claim 3.
  • son will be used for the cutting means, which is a generic term designating two elements whose thickness is very small, at least in the direction perpendicular to the cutting direction. These son can be advantageously replaced by two blades, with equivalent cutting technical effects.
  • the two son are stretched horizontally on the same frame, formed of two substantially vertical uprights each disposed on either side of the support plate, and movable in horizontal translation by means of a motorization system.
  • the trays comprise a plurality of perforations allowing the drying of the green products they carry, by pulsing hot air through said perforations.
  • the means for transferring the rack carrying the green product in the direction of a drying station consist of a conveyor system (for example belts, belts, rollers) intended to transfer by sliding the rack and the green product that it relates to a conveyor disposed between the downstream end of the support plate, and the drying station.
  • a conveyor system for example belts, belts, rollers
  • the transfer means of an empty rack on the support plate consist of a conveying system disposed at the upstream end of said support plate, and intended to perform the transfer by sliding of an empty rack on said plate.
  • the device 1 according to the invention allows the manufacture of terracotta elements, by vertical extrusion of clay, then drying extruded green products.
  • the means for transferring the rack 7 carrying the green product 8 towards a drying station consist of a plurality of rollers 10 of the support plate 6, rotatable to effect the transfer by sliding of the rack 7 and the green product 8 that it carries on a conveyor 11 disposed between the downstream end of said support plate, and the drying station.
  • the transfer means of an empty rack 7 on the support plate 6 consist of a conveying system 12 disposed at the upstream end of said support plate, and intended to effect the transfer by sliding of an empty rack 7 on said plate 6 .
  • the cutting means comprise two son 13 superimposed vertically at a distance from one another, equivalent to the length of the green product to obtain, the son 13 being each stretched horizontally on a frame secured to the support plate 6, so as to accompany each descent of the extruded material during the cutting phase.
  • the two son 13 are stretched horizontally on the same frame, formed of two substantially vertical uprights 14 each disposed on either side of the support plate 6, and movable in horizontal translation by means of a jack 15.
  • each rack 7 comprises a plurality of perforations 16 permitting the drying of the green product 8 which it carries, by hot air pulsation - represented by an arrow - through said perforations 16.
  • FIGS. 3 to 7 represent the different main steps of the method of manufacturing terracotta elements comprising parallel cells 17, according to the invention.
  • the cutting is performed by horizontal translation of the two cutting son 13 described above, at the same time as the horizontal plate 6 is moved up and down at the extrusion rate of the clay material.
  • the distance between the two cuts - that is to say the distance separating the two cutting wires 13 - is equal to the length of the green product 8 to be obtained, the cutout located on the free end side of the material extruded forming between itself and said free end, a sole 18 intended to serve to support the green product 8 during the phases of handling and drying.
  • the complete descent of the support plate is controlled at a speed greater than the extrusion speed, so that the cut green product 8 is detached from the rest of the extruded earth element 5.
  • the cutting son 13 are optionally returned to their initial position, and the transfer of the rack 7 carrying the green product 8 on the downstream conveyor 11, which will transport this green product to a drying station. At the same time, an empty rack is transferred onto the support plate 6 from the upstream conveyor 12.
  • extrusion can be provided with multiple dies, arranged side by side in the transverse direction of the machine, and / or in the longitudinal direction thereof, the number of trays then being multiplied accordingly so that a rack is arranged opposite each die, and the extrusion process and cutting is simultaneous, for all channels.

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Description

  • La présente invention concerne un procédé de fabrication d'éléments de terre cuite comportant des alvéoles parallèles.
  • Ces éléments de terre cuite, tels que les boisseaux de cheminée, et les briques creuses alvéolaires qui sont de plus en plus utilisées pour leurs bonnes propriétés d'isolation phonique et thermique, sont obtenus par filage d'argile qui est malaxée dans un malaxeur à vis, puis extrudée à travers une filière, et enfin tronçonnée pour obtenir les éléments semi-finis, appelés "produits verts".
  • Ces produits verts sont ensuite séchés, généralement dans des séchoirs à air chaud pulsé en flux laminaire.
  • Dans de très nombreux cas, l'extrusion est réalisée horizontalement. Or, il est apparu que la terre, non encore solidifiée car non séchée en sortie de filière, s'affaisse par gravité, ce qui occasionne des déformations irréversibles du produit; voire même un collage des parois des alvéoles entre elles.
  • Pour résoudre ce problème, on procède parfois à une extrusion verticale, avec dépose des produits verts sur des claies de séchage en sortie de filière, de façon à supporter le produit vert (déformable) dans le sens de sa rigidité la plus forte (gravité dans le sens de l'extrusion des cloisons).
  • D'autres avantages de l'extrusion verticale sont les suivants:
    • réduction de la "terre sèche" génératrice de déchets de fabrication, le positionnement vertical de la mouleuse - ou extrudeuse - permettant son alimentation gravitaire et la suppression des piocheurs de gavage des hélices d'extrusion, sources de terre sèche,
    • réduction du jeu entre hélice et corps de mouleuse en vue de réduire la re-circulation de terre vers l'arrière de la mouleuse sous l'effet de la pression du mélange argileux dans le gueulard de la mouleuse, cette re-circulation de terre s'accompagnant de frottements donc de pertes énergétiques se caractérisant par un échauffement du corps de mouleuse pouvant atteindre des températures supérieures à 50°C génératrices de terre sèche,
    • agrandissement au maximum des diamètres d'hélice d'extrusion de façon à obtenir une réduction des vitesses de l'élément extrudé, favorable à la réduction des usures d'hélices et des consommations énergétiques,
    • simplification et diminution des vitesses de manutention de produits verts afin de minimiser les déformations desdits produits verts (qui ont habituellement un taux d'humidité de l'ordre de 20%).
  • Des solutions techniques ont été proposées pour l'extrusion verticale d'éléments de terre cuite, telles que décrites dans les documents US 663 141 , FR 1 580 652 , et EP 284 309 B2 .
  • Néanmoins, dans tous les cas décrits dans l'art antérieur, les produits verts qui sont découpés en sortie de filière, sont déposés sur des claies de transport et reposent sur leur extrémité inférieure. Il est apparu qu'au niveau de cette extrémité apparaissent des déformations dues à la masse du produit vert lui-même, qui déforme la matière encore malléable à l'extrémité inférieure dudit produit. Il se produit alors un évasement de l'extrémité du produit vert en contact avec la claie, qui est évidemment préjudiciable.
  • En outre, on note très souvent, lors du séchage, l'apparition de fissures partant de la surface du produit vert en contact avec la claie, qui se propagent sur quelques centimètres, et affaiblissent mécaniquement le produit.
  • Le document US 4 178 145 décrit un procédé conforme au préambule de la revendication 1 et un dispositif conforme au préambule de la revendication 3.
  • La présente invention apporte une solution aux problèmes techniques cités ci-dessus, avec un procédé de fabrication d'éléments de terre cuite comportant des alvéoles parallèles conforme à la revendication 1.
  • On appelle "produit vert" l'élément unitaire, brique ou boisseau de cheminée par exemple, qui a été découpé à partir du filon d'argile extrudé en continu.
  • La semelle perdue créée à l'interface entre le produit vert et la claie, va elle-même subir les déformations dues à la masse du produit vert situé au-dessus d'elle, ainsi que les éventuelles fissures évoquées ci-avant. Les produits verts ne subissent par conséquent pas de déformations et les produits secs ne subissent pas de fissures.
  • Avantageusement, après découpe complète d'un produit vert, on réalise le séchage de celui-ci par pulsion d'air chaud à travers des orifices de la claie, parallèlement aux alvéoles.
  • La présente invention concerne également un dispositif pour la fabrication d'éléments de terre cuite, selon le procédé décrit ci-avant, dispositif conforme à la revendication 3.
  • Dans la description qui suit, on utilisera pour les moyens de découpe le terme de "fils", qui est un terme générique désignant deux éléments dont l'épaisseur est très réduite, au moins dans la direction perpendiculaire à la direction de découpe. Ces fils pourront être avantageusement remplacés par deux lames, avec des effets techniques de découpe équivalents.
  • Avantageusement, les deux fils sont tendus horizontalement sur le même cadre, formé de deux montants sensiblement verticaux disposés chacun de part et d'autre du plateau support, et mobiles en translation horizontale grâce à un système de motorisation.
  • De préférence, les claies comprennent une pluralité de perforations permettant le séchage des produits verts qu'elles portent, par pulsion d'air chaud à travers lesdites perforations.
  • En outre, les moyens de transfert de la claie portant le produit vert en direction d'un poste de séchage consistent en un système de convoyage (par exemple courroies, tapis, rouleaux) destiné à transférer par coulissement la claie et le produit vert qu'elle porte sur un convoyeur disposé entre l'extrémité aval du plateau support, et le poste de séchage.
  • Enfin, les moyens de transfert d'une claie vide sur le plateau support consistent en un système de convoyage disposé à l'extrémité amont dudit plateau support , et destiné à effectuer le transfert par coulissement d'une claie vide sur ledit plateau.
  • De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description détaillée qui suit, et en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemple non limitatif une forme d'exécution d'un dispositif de fabrication d'éléments de terre cuite selon l'invention.
    • Figure 1 en est une vue de profil en coupe partielle, montrant les vis de malaxage de la terre, la vis d'extrusion, la filière, le plateau support de claies, ainsi que les convoyeurs de claies vides et chargées ;
    • Figure 2 est une vue agrandie en perspective d'un plateau support de claies du dispositif de l'invention ;
    • Figures 3 à 7 sont des vues de profil de la filière et du plateau support de claies dans différentes phases de la fabrication d'un produit vert ;
    • Figure 8 est une vue de dessus d'une claie perforée, chargée avec un produit vert ;
    • Figure 9 est une vue de profil selon IX/IX de figure 8.
  • Le dispositif 1 selon l'invention, tel qu'il est représenté à la figure 1 permet la fabrication d'éléments de terre cuite, par extrusion verticale d'argile, puis séchage des produits verts extrudés.
  • Il se compose des éléments suivants:
    • une trémie 2 et une vis 3 d'alimentation en terre d'une filière 4 pour l'extrusion verticale d'un élément en terre 5,
    • un plateau 6 mobile selon un axe vertical et disposé en regard de la filière 4, formant support pour une claie 7 de transport d'un produit vert 8, la mobilité du plateau support 6 étant rendu possible par un vérin 9 situé sous ledit plateau,
    • des moyens de découpe de l'élément extrudé 5 pour former le produit vert 8,
    • des moyens de transfert de la claie 7 portant le produit vert 8 en direction d'un poste de séchage (non illustré au dessin) et des moyens de transfert d'une claie vide sur le plateau support 6.
  • Comme cela est représenté aux figures 1 et 2 du dessin schématique annexé, les moyens de transfert de la claie 7 portant le produit vert 8 en direction d'un poste de séchage consistent en une pluralité de rouleaux 10 du plateau support 6, mobiles en rotation pour effectuer le transfert par coulissement de la claie 7 et du produit vert 8 qu'elle porte sur un convoyeur 11 disposé entre l'extrémité aval dudit plateau support, et le poste de séchage.
  • Les moyens de transfert d'une claie vide 7 sur le plateau support 6 consistent en un système de convoyage 12 disposé à l'extrémité amont dudit plateau support, et destiné à effectuer le transfert par coulissement d'une claie vide 7 sur ledit plateau 6.
  • Selon l'invention, les moyens de découpe comprennent deux fils 13 superposés verticalement à une distance l'un de l'autre, équivalente à la longueur du produit vert à obtenir, les fils 13 étant chacun tendus horizontalement sur un cadre solidaire du plateau support 6, de manière à accompagner chacun la descente de la matière extrudée pendant la phase de découpe.
  • Plus précisément, comme cela est bien visible à la figure 2, les deux fils 13 sont tendus horizontalement sur le même cadre, formé de deux montants 14 sensiblement verticaux disposés chacun de part et d'autre du plateau support 6, et mobiles en translation horizontale grâce à un vérin 15.
  • Comme cela est illustré aux figures 8 et 9, chaque claie 7 comprend une pluralité de perforations 16 permettant le séchage du produit vert 8 qu'elle porte, par pulsion d'air chaud - représenté par une flèche - à travers lesdites perforations 16.
  • Les figures 3 à 7 représentent les différentes étapes principales du procédé de fabrication d'éléments de terre cuite comportant des alvéoles parallèles 17, selon l'invention.
  • Comme représenté à la figure 3, on commence par extruder verticalement de la matière - argileuse - à travers la filière 4 de manière à former un élément extrudé 5.
  • Ensuite, comme cela est illustré à la figure 4, on commande - automatiquement - la translation verticale vers le haut du plateau support 6 en même temps que l'élément de terre 5 est extrudé, jusqu'à amener en appui l'extrémité libre dudit élément extrudé contre la claie 7 portée par le plateau support horizontal 6, comme cela est représenté à la figure 5.
  • Ensuite, simultanément à l'extrusion de l'élément de terre 5 qui se poursuit, on réalise la descente du plateau support 6, ainsi que la découpe simultanée dudit élément de terre pour former un produit vert 8, comme représenté à la figure 6.
  • La découpe est réalisée par translation horizontale des deux fils de coupe 13 décrits ci-avant, en même temps que le plateau horizontal 6 est déplacé de haut en bas à la vitesse d'extrusion de la matière argileuse.
  • Comme illustré aux figures 6 et 7, la distance entre les deux découpes - c'est-à-dire la distance séparant les deux fils de coupe 13 - est égale à la longueur du produit vert 8 à obtenir, la découpe située du côté de l'extrémité libre de la matière extrudée ménageant entre elle-même et ladite extrémité libre, une semelle 18 destinée à servir à l'appui du produit vert 8 pendant les phases de manutention et de séchage.
  • Comme illustré à la figure 7, on commande, à la fin de la phase de découpe du produit vert, la descente complète du plateau support, à une vitesse supérieure à la vitesse d'extrusion, de telle sorte que le produit vert 8 découpé se détache du reste de l'élément de terre extrudé 5.
  • Les fils de découpe 13 sont éventuellement replacés dans leur position initiale, et l'on procède au transfert de la claie 7 portant le produit vert 8 sur le convoyeur aval 11, qui va transporter ce produit vert, vers un poste de séchage. Simultanément, on procède au transfert d'une claie vide sur le plateau support 6, à partir du convoyeur amont 12.
  • Après découpe complète d'un produit vert, on réalise le séchage de celui-ci par pulsion d'air chaud à travers des orifices de la claie, comme cela est représenté par les flèches à la figure 9.
  • Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus à titre exemple mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes.
  • Ainsi, on pourra notamment prévoir un ajustement de la dimension et de la disposition des perforations des claies pour adapter la vitesse et le débit du flux d'air chaud aux différents types de produits à sécher.
  • De même, dans certains cas, pour accroître la productivité de la machine, on pourra prévoir une extrusion avec des filières multiples, disposées côte à côte dans le sens transversal de la machine, et/ou dans le sens longitudinal de celle-ci, le nombre de claies étant alors multiplié en conséquence de sorte qu'une claie soit disposée en regard de chaque filière, et que le processus d'extrusion et découpe soit simultané, pour toutes les filières.
  • Ces claies individuelles peuvent être remplacées par une claie unique pouvant réceptionner tous les produits des filières multiples.

Claims (7)

  1. Procédé de fabrication d'éléments de terre cuite comportant des alvéoles (17) parallèles, consistant à:
    (i) extruder verticalement en continu de la matière à travers une filière (4) de manière à former un élément extrudé (5),
    (ii) amener en appui l'extrémité de l'élément extrudé contre une claie (7) portée par un plateau (6) formant support horizontal,
    (iii) réaliser la découpe transversale de l'élément extrudé (5),
    caractérisé en ce que ladite découpe transversale est destinée à former un produit vert (8), en même temps que le plateau horizontal (6) est déplacé de haut en bas à la vitesse d'extrusion de la matière, et en ce que le procédé consiste à réaliser deux découpes transversales de l'élément extrudé (5) pour former le produit vert (8), la distance entre les deux découpes étant égale à la longueur du produit vert à obtenir, la découpe située du côté de l'extrémité libre de la matière extrudée ménageant entre elle-même et ladite extrémité libre, une semelle (18) destinée à servir à l'appui du produit pendant les phases de manutention et de séchage.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste, après découpe complète d'un produit vert (8), à réaliser le séchage de celui-ci par pulsion d'air chaud à travers des orifices (16) de la claie (7).
  3. Dispositif (1) pour la fabrication d'éléments de terre cuite, selon le procédé des revendications 1 ou 2, comprenant :
    - une trémie (2) et une vis (3) d'alimentation en terre d'une filière (4) pour l'extrusion verticale d'un élément en terre (5),
    - des moyens (13) de découpe de l'élément extrudé (5) pour former le produit vert (8),
    - des moyens (11) de transfert de la claie (7) portant le produit vert (8) en direction d'un poste de séchage
    caractérisé en ce que le dispositif comprend en outre :
    - un plateau (6) mobile selon un axe vertical et disposé en regard de la filière (4), formant support pour une claie (7) de transport d'un produit vert (8),
    - et des moyens (12) de transfert d'une claie vide sur le plateau support (6),
    et en ce que les moyens de découpe comprennent deux fils (13) superposés verticalement à une distance l'un de l'autre, équivalent à la longueur du produit vert (8) à obtenir, les fils étant chacun tendus horizontalement sur un cadre solidaire du plateau support (6), de manière à accompagner chacun la descente de la matière extrudée (5) pendant la phase de découpe.
  4. Dispositif (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux fils (13) sont tendus horizontalement sur le même cadre, formé de deux montants (14) sensiblement verticaux disposés chacun de part et d'autre du plateau support (6), et mobiles en translation horizontale grâce à un vérin (15).
  5. Dispositif (1) selon les revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les claies (7) comprennent une pluralité de perforations (16) permettant le séchage des produits verts (8) qu'elles portent, par pulsion d'air chaud à travers lesdites perforations (16).
  6. Dispositif (1) selon les revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les moyens de transfert de la claie (7) portant le produit vert (8) en direction d'un poste de séchage consistent en un système de convoyage (10) destiné à effectuer le transfert par coulissement de la claie (7) et du produit vert (8) qu'elle porte sur un convoyeur (11) disposé entre l'extrémité aval du plateau support, et le poste de séchage.
  7. Dispositif (1) selon les revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les moyens de transfert d'une claie vide (7) sur le plateau support (6) consistent en un convoyeur (12) de claies vides disposé à l'extrémité amont dudit plateau support (6), et en un système de convoyage (10) destiné à effectuer le transfert par coulissement d'une claie vide sur ledit plateau.
EP20050356164 2004-09-22 2005-09-19 Procédé et dispositif de fabrication d'éléments de terre cuite comportant des alvéoles parallèles Not-in-force EP1640130B1 (fr)

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EP1640130A1 EP1640130A1 (fr) 2006-03-29
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