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BREVET D'INVENTION La Société THE KOPPERS COMPANY.-
La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux fours à coke et fours sem- blables de traitement par la chaleur et elle a pour objet d'effectuer un chargement simple et convenable des fours, avec enlèvement des gaz et de fumées produits lors de l'- introduction du charbon dans le four chauffé, sans échap- cernent appréciable des gaz et des fumées dans l'atmosphèw re .
Dans les fours à coke du type envisagé ici, la chez.
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bre de chauffage est relativement longue et étroite et elle comporte à son sommet des ouvertures de chargement disposées dans son sens longitudinal . Pendant l'opération de chargement ,principalement lorsque les ouvertures sont chargées simultanément, le combustible qui descend à tra- vers ces ouvertures ,peut prendre des positions de repos,laissant des poches au sommet de la chambre, entre les ouvertures respectives pour le combustible, poches dans lesquelles s'accumulent les fumées et les gaz, qui tendent à jaillir à l'extérieur , à travers les ouvertures d'alimentation, ce qui a comme résultat non seulement une perte ,
mais également deérieux ennuis pour les opérateurs et la riciation de l'atmosphère .
Etant donné que les trémies de chargement , pen- dant l'opération de chargement ,sont situées au-dessus de la chambre du four en chargement,et qu'elles sont en alignement avec les ouvertures de chargement ,l'enlève- ment des fumées et leur transfert dans les collecteurs placés sur les côtés de la batterie, d*une manière à ;
le pas gêner l'appareil de chargement ou son fonctionnement @ présente de sérieuses difficultés et lorsqu'un trajet sinueux est prévu autour des trémies pour les fu- mées et les gaz, comme cela a été déjà proposé,la pression est augmentée ,étant donné le frottement résultant de la multitude de tours, tendant ainsi à refouler les fumées et les gaz en dehors , à travers les ouvertures d'alimen- tation , et le dépôt de poussières,goudrons et autres ma- tières dans les portions horizontales des carneaux
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d'écoulement ,augmente encore la pression . En outre ,les passages sinueux sont très difficiles à nettoyer .
La présente invention réalise un trajet direct de faible résistance,qui peut être soit à l'intérieur , soit à l'extérieur du four ,soit à la fois à l'intérieur et à l'extérieur ,pour les gaz et les fumées,dans leur trajet vers les collecteurs principaux ,
L'invention consiste en un procédé pour le but en question, caractérisé en ce qu'on charge d'abord le char- bon,par des ouvertures voisines des deux extrémités du four et qu'on charge ensuite le charbon par une ouverture intermédiaire ,les fumées et les gaz étant retirés , - pour 'être envoyés dans les collecteurs principaux, - des espaces existant sur les deux cotés du tas de charbon chargé en dernier lieu dans le four , et situé entre les deux autres , cette extraction étant facilitée à l'aide d'un tirage forcé localisé dans les deux carneaux d'écou- lement du four ,
pendant l'opération de chargement
L'invention consiste également dans la combi- naison,dans un four à coke, d'un carneau d'écoulement et d'un collecteur principal pour les gaz et les fumées, pla- cé$à chaque extrémité du four , de dispositifs injeoteurs situés dans ces deux carneaux d'écoulement pour forcer l'écoulement des gaz et des fumées à travers les carneaux d'écoulement .pendant l'opération de chargement,et d'ou* vertures de chargement .pratiquées dans le plafond du four, entre ces carneaux d'écoulement , L'invention consiste en outre dans la combinaison
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avec un tel carneau d'écoulement de four ,de tuyaux établissant une communication à tirage forcé ,par dessus une ouverture de chargement intervenante, entre une sortie de gaz et de fumée,
et un collecteur principal placé à chaque extrémité du four ,
Comme autre caractéristique de l'invention, des dispositifs sont prévus pour actionner indépendamment les uns des autres des manchons employés pour relier les trémies de chargement de charbon,avec les ouvertures res- pectives de chargement ,et également des dispositifs pour actionner indépendamment les uns des autres ,des manchons reliant les ouvertures des carnaaux d'écoulement des fu- mées, avec leurs tuyaux respectifs .Cet expédient ,bien que mécaniquement simple ,effectue unnouveau et très hau- tement désirable résultat en ce qu'il permet l'enlèvement d'un unique manchon,et le replacement simultané du cou- vercle correspondant par dessus l'ouverture ,
ce qui em- pêche par suite l'échappement des gaz et des fumées ou l'entrée de l'air ,
Lorsque plusieurs de ces manchons sont actionnés simultanément @ est impossible,pour ian opérateur ,de replacer les couvercles sur les ouvertures respectives, avant un départ important des gaz ou des fumées, ou dans quelques cas avant l'admission d'air dans la chambre .
L'invention présente une importance particulière lorsque la fumée n'est pas convjpfyée à la cheminée et écartée com- me dans quelques systèmes,mais est aspirée dans ls col- lecteurs à gaz et recueillie pour un traitement ultérieur ) car dans ce dernier cas, le départ des fumées produit une
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perte nuisible tandis que l'admission d'air est nuisible pour les sous-produits .
Toutefois, les présents perfectionnements sont également applicables aux systèmes dans lesquels la fumée est envoyée dans une cheminée , dégagée dans l'atmosphère, ou conduite à une installation de traitement indépendante ou reliée au système à gaz .
Un important résultat de l'invention consiste en ce que les fumées et les gaz peuvent passer simultané** ment dans les collecteurs à fumées et à gaz, placés sur les cotés opposés de la batterie, plutôt que dans un seul collecteur à la fois en soulageant par suite @ avec répartition, l'énorme pression des fumées et des gaz en* gendrée lors du chargement qui, autrement .tendraient, à jaillir à travers les diverses ouvertures d'alimentation et à travers la f euillure de la porte ,
Dans les dessins annexés,on a montré , simple- ment à titre d'exemple une forme et une manière préférées de réalisation pratique de l'invention,sans pourtant que cette dernière soit limitée à cette représentation .
Sur ces dessins :
La figure 1 est une coupe verticale transver- sale de la batterie ,faite à travers une chambre de four à coke, montrant vu en bout .l'appareil de chargement
La figure 2 est une vue en plan par dessus d'- une section de batterie, montrant l'appareil de chargement position active au-dessus d'elle ; et
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La figure 3 est une coupe verticale fragmentaire, longitudinale, de la batterie, montrant la trémie de char.. gement et le réglage pour cette trémie ,en élévation en bout .
Les mêmes nombres de référence désignent les mêmes parties sur les diverses figures des dessins*:
En se référant à la figure 1,,on voit une chambre de cokéfaction 11,possédant un jeu d'ouvertures de chargement 12 et un jeu d'ouvertures intermédiaires 13 pour le départ des gaz et des fumées, ainsi que des ouvertures extrêmes 17 ,qui s'étendent à travers le sommet 14 de la chambre du four .Les ouvertures 12 et 13 sont normalement fermées par des couvercles qu'on peut retirer pendant l'opération de chargement .
Sur les cotés respectifs de la batterie ,il existe des collecteurs principaux 15 communiquant avec des tuyaux de montée 16 s'étendant vers le haut ,à partir des sorties extrêmes 17 pratiquées dans le sommet 14 des chambres respectives Les gaz développés par la cokéfac- tion dans chaque four ou chambre , pontent par les tuyaux 16 ,grâce à un tirage forcé produit par des jets de va* peur 45 , qui seront décrits ci-après ; de làles gaz se rendent dans les collecteurs principaux 15 ,au moyen des- quels ils se rendent dans les appareils de récupération de sous-produits .
Le chargement peut être effectué soit avec,soit sans l'emploi d'ouvertures intermédiaires 13 ,et des di- vers dispositifs coopérant avec ces ouvertures 13 ,et qui seront décrits ci-après Le chargement des chambres de cokéfaction ou
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fours individuels de la batterie, est effectué au moyen d'un chariot susceptible de se déplacer sur des voies régnant dans le sens de 'la longueur,au-dessus de la batterie, grâce auxquelles le chariot peut être amené dans une position de chargement ,par rapport à l'un quel- conque des fours au chambres à charger .Le chariot consis- te en un châssis support convenable 18 et en divers mé- canismes montés sur ce châssis ,
1'ensemble étant supporté sur des roues 18' pouvant tourner dans des paliers conve- nables supportés par le châssis ,Le chariot ,dans le pré- sent cas, est muni de trois trémies à charbon 19 . Les fonds des trémies sont situés à des intervalles espacés et sont susceptibles d'être placés directement au-dessus des ouvertures de chargement 12 . Chaque trémie est normale...
ment fermée, à son fond,par un coulisseau 20,au-dessous duquel est située une goulotte suspendue 21,munie d'un manchon d'encerclement extensible, 22 ,susceptible d'être projeté en correspondance avec une ouverture de chargement appropriée 12 .Chaque fois que le coulisseau 20 est dé- placé de saposition de fermeture ,la charge contenue dans la trémie de chargement est vidée,par la goutte 21 ,dans une chambre de cokéfaction 11 . ..Afin que les trémies 19 du chariot puissent être ouvertes, individuellement , un contrôle individuel est prévu pour les divers coulisseaux 20 des trémies respectives , Ce contrôle individuel com- prend un levier de manoeuvre 23 pour chaque coulisseau 20 et des liaison,
24 qu'on peut actionner indépendamment
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entre les divers leviers de manoeuvre 23 et le$coulis- seaur correspondants 20, Ces leviers peuvent,évidemment être groupés dans la cabine 25 ,dans laquelle se tient la personne chargée du contrôle du wagon .Dans cette cabi" ne peuvent également être montés des leviers de contrô- le 26 ,destinés au contrôle individuel des manchons exten- sibles 22 ,auxquels ces leviers sont respectivement reliés par des jeux individuels de connexion 27 , grâce quxquels les manchons peuvent être élevés ou abaissés individuelle-
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ment.. 11-;
SUt (3& chariot et s'étendant au-dessus de chaque carneau d'écoulement de fumée 13 ,lorsque le chariot est en position de chargement ,est monté un tuyau vertical de carneau d'écoulement de fumée 31, recourbé à son sommet suivant une portion pratiquement horizontale,s'étendant par dessus le sommet de la trémie correspondante, cette portion pratiquement horizontale étant , à son tour , re- liée au collecteur le plus voisin de fumée et de gaz 15 Des portes de nettoyage 33 peuvent être prévues aux jonc* tions des portionshorizontales et verticales .
A leurs extrémités inférieures ,les diverses portions verticales 31 possèdent des manchons extensibles d'encerclement 34, susceptibles d'être abaissés individuellement dans une po- sition de transport de fumée par rapport aux sorties cor- respondantes de fumée 13 de? la chambre de cokéfaction .
Dans ce but , chaque manchon 34 est relié, par un mécanisa de connexion convenable 35 à un levier de manoeuvre indi- riduel 36 ,de préférence situé dans la cabine 25
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Les portions horizontales 32 des carneaux de' eu coulement des fumées sont munies ,à leurs extrémités li- bres.de préférence tournées vers le bas, de manchons ex- tensibles 3e susceptibles d'établir une liaison avec les sommets des tuyaux de montée respectifs 16 et des collecteurs à gaz 15 , Dans ce but ,les tuyaux de montée comportent à ou près de leur sommet ,des prolongements 39:
ouverts .à leur extrémité supérieure ,pour recevoir les extrémités réduites des manchons 58,lorsque ces derniers sont abaissés .Le passage existant à travers chaque pro- longement est ,de préférence, contrôlé, par un registre à main 40,situé dans le prolongement 59,de telle sorte que dans aucun cas, le registre ne limite l'écoulement du gaz de la chambre 11, par le tuyau de montée 16 jusqu'au col- lecteur 15,mais ce registre peut être fermé pour empê- cher le départ des gaz du tuyau de montée 16 ,lorsque le tuyau d'écoulement des fumées 37 est séparé 'ou lorsqu'au cours du procédé il est relié au prolongement 39, lors que la liaison est effectuée ,
le registre peut être ouvert en vue de permettre le libre passage de la fumée,à travers le tuyau de carneau d'écoulement de fumée 57,jusqu'au sommet du tuyau de montée ,et de là dans le collecteur 15.
Les manchons 38,sur les sections 37 s'étendant vers le bas des tuyaux d'écoulement des fumées et des gaz peuvent être actionnés simultanément par un levier 41, placé dans la cabine et agissant au moyen de liaisons convenables 42, 43 et 44 .
Les prolongements possèdent ,à. leurs extrémités
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inférieures ,aux sommets des tuyaux de montée, des jets de vapeur d'eau 45, fonctionnant pendant la période de chargement pour exiger les gaz à s'écouler ,depuis la chambre du four ,par les ouvertures 13 et 17,jusqu'au tuyau de carneau d'écoulement ,pour se rendre dans les collecteurs 15 .
Les tuyaux de montée peuvent également comporter des enveloppes ou chemises d'eau de refroidissement 46 afin que l'espace situé entre eux puisse être rendu plus confortable.-pour les personnes manoeuvrant l'appareil .
Dans un mode de fonctionnement du dispositif ,lors- qu'on désire charger une chambre de four ,le chariot est amené à une position pour laquelle les goulottes 21 des trémies 19 correspondent avec les ouvertures de chargement 12 dans le sommet du four ,conditions dans lesquelles les: tuyaux 31 d'écoulement des fumées et des gaz ,seront éga- lement en alignement avec les ouvertures 13 pratiquées dans le sommet du four et servant au départ des fumées et des gaz .On peut alors actionner le levier 41 pour abais- ser les manchons 38 pour correspondre aux liaisons ou prolongements 39 conduisant aux sommets des tuyaux de montée fixes reliés aux collecteurs de gaz principaux 15.
Les couvercles placés par dessus les ouvertures de charge ment sont alors retirés un par un , et les leviers 26 placée dans la cabine sont actionnés simultanément avec le retrait des couvercles correspondants ,en vue d'abaisw ser le manchon 22 ,pour relier les trémies et ces ouver- taures . De façon semblable,on retire les couvercles placés
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sur les ouvertures 13 ,un par un et les leviers 36 sont actionnés simultanément avec l'enlèvement des couvercles correspondants ,en vue d'abaisser les manchons 34 sur les ouvertures respectives 13 et les registres 40 sont alors . ouverts .
On agit alors sur les leviers 23 , en vue de retirer les coulisseaux 20 et de permettre au combustible de descendre des trémies, à travers les ouvertures respec- tives de chargement 12 et de là dans la chambre où le combustible prendra des angles de repos indiqués par les lignes 47 ,en formant des poches intermédiaires 48 et des poches d'extrémité 49 ,dans lesquelles les gaz et les fu- mées produits par l'arrivée de combustible frais ,s'accu- mularont ,mais seront immédiatement enlevés sans la créa- tion d'une pression suffisante ,pour les refouler vers l'extérieur à travers les ouvertures d'alimentation ou la feuillure de la porte ,
en raison du fait que les ouver- tures d'écoulement de fumées et de gaz communiquent directement avec ces poches intermédiaires et conduisent directement les fumées et les gaz , par les carneaux d'é- coulement 31 et 32 ,jusqu'aux collecteurs principaux 15 de fumées et de gaz,pendant que les fumées et les gaz qui s'accumulent dans les poches 49 sont ,de façon semblable, retirés par les ouvertures extrêmes des car¯aux d'écou- lement 17 et pali les tuyaux de montée fixes 16 au moyen desquels ils sont transportés jusqu'aux collecteurs prin- cipaux 15 Aussitôt que chaque trémie est vidée, son coulisseau 20 est actionné par le levier correspondant .25 ,en vue d'obturer le passage entre la trémie et l'-
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ouverture d'alimentation,
pour empêcher le départ des fumées et des gaz par ce chemin . Comme les manchons 22 sont actionnés individuellement ,il devient possible pour l'opérateur ,de soulever alors rapidement ,le man- chon de la trémie gide et de remettre en place le couver- cle,par dessus l'ouverture correspondante ,en empêchant ainsi le départ des fumées ou des gaz de la chambre ,ou l'entrée de l'air dans cette chambre .Lorsque ces mana chons sont actionnés simultanément , il est difficile de fermer de suite toutes les ouvertures d'alimentation,et le tirage créé par les jets 45 ,destiné à extraire les fumées et les gaz de toutes les portions du sommet de la chambre et à les diriger dans des collecteurs à gaz,est brisé ,
ce qui produit le départ des fumées et des gaz par les ouvertures d'alimentation ouvertes,ou l'entrée de l'- air dans la chambre ,
Après que l'opération da nivellement a été ef- fectuée, opération pendant laquelle l'appareil servant à la sortie des fumées et des gaz continue àfonctionner , les soupapes 40 sont fermées ,et chaque manchon 34 est soulevé individuellement, cette action ayant lieu par les leviers respectifs 36 et le couvercle correspondant à chaque manchon,est simultanément placé par dessus l'ou- verture correspondante 13 , cette opération ayant les mê-
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JiI8's avantages site ceux indiqués au fonctionnement des manchons 22 ,
Il y a litfu de noter que les registres ou soupapes
40 sont placés en dehors des trajets des gaz montrant à travers le tuyau de montée et que, par suite ,
ils n'obs- truent jamais l'écoulement de ces gaz à travers ceux là,
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bien qu'agissant pour empêcher leur départ dans l'air, pendant que s'effectue la liaison des carneaux d'écoule- ment des gaz 37 avec les sommets des tuyaux de montée, ou lorsque les tuyaux des carneaux d'écoulement 57 sont séparés .
Dans un autre mode de chargement desmêmes fours , avec les mêmes chariots à trois trémies, avec ou sans les tuyaux de fumées 3I,34 ,le charbon est chargé dans le four ,de manière à éviter la formation de poches intermédiaires 48,entre les tas de charbon atteignant , lorsqu'ils sont nivelés,le plafond du four ,de telle sorte que les sorties intermédiaires 13 pour les gaz et les fu- mées et les tuyaux de carneaux d'écoulement 31 peuvent ,à, volonté, être employés ou non . Si les sorties 13 ne sont pas employées,elles devront être fermées.Dans ce mode de chargement ,le charbon dans les trémies extrêmes ,
est tout d'abord chargé dans le four et le charbon est chargé ensuite dan la trémie intermédiaire .d'où il ré- sulte que les deux tas extrêmes de charbon n'atteindront pas le plafond du four .tandis que le tas central étant superposé aux tas extrêmes,peut atteindre ce plafond , Ainsi, avant le nivellement ,Testée libre situé dans le four sera divisé en deux compartiments par le tas central, chaque compartiment communiquant avec le collecteurprin- cipal de gaz, au moyen d'une ouverture extrême de sortie 17,dans le tuyau de montée du carneau d'écoulement corres- pondant 16 ,qui,pendant l'opération de chargement , re- Soit un tirage forcé localisé ,par les injecteurs 45
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Si les ouvertures intermédiaires 13 ,
et les tuyaux de car - neau d'écoulement 31 sont employés dans ce mode de char** gement.la. captation des fumées et des gaz sera facilitée de façàn correspondante . Ce procédé de chargement est fa- cils à réaliser ,car l'opérateur peut vider les deux trémies extrêmes et replacer les couvercles sur les trous extrêmes de chargement , avant de vider la trémie média- ne .