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BREVET D'INTENTION
Hans GEBHARDT Générateur de gaz acétylène à hante pression
La présente invention a pour objet an nouveau générateur de gaz acétylène à haute pression et de grand rendement,dans lequel le carbure de calcium granulé est amené au fur et à mesure des besoins.pendant le fonctionnement de l'appareil et en présence du gaz acétylène se trouvent à l'intérieur du cylindre compresseur et sons une pression qui peut être très forte,suivant l'usage auquel ce gaz doit servir, pareillement, l'expulsion des résidus calcaires s'opère d'une façon constante dans l'appareil en fonction,
en ce sens que le carbure de calcium granulé mis en oeuvre est mécaniquement transformé en poussière laquelle se décompose diaprés un procédé de gazéi- fication spécial et fournit de l'acétylène gazeax. pendant tout le temps que durentl'apport de carbure de calcium et l'expulsion des résidus calcaires,le gaz acétylène occupant l'intérieur da cylindrecompresseur ne peut pas s'échapper à l'extérieur.
Etant donné qu'il n'est pas ajouté directement du carbure de calcium pulvérulent, la quantité d'eau exactement déterminée nécessaire pour- la gazéification,mais plutôt qme cette gazéification s'opère au moyen d'an corps saturé
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d'humidite, il ne se forme aucun dépôt boueux,vu que la quantité d'humidité arrivant en contact avec le carbure pulvérisé est exacte- ment-égale à celle nécessaire pour la gazéification totale qui s'opère sans sursaturation des résidus calcaires, ceux-ci étant expulsés,non pas à l'état de boue .mais sous forme de par- ticules de poussière sèche.
Contrairement à tous les autres dispositifs existants,le haut rendement économique de l'objet de la présente invention résulte,d'un coté, de la quantité sensiblement moindre d'eau mise en oeuvre alors que d'autre part,la mise à profit du car- bure de calcium employé est garantie sans laisser .de déchets, étant donné que l'inconvénient du dégagement ultérieur du gaz est supprimé par suite d'engorgement, et le rendement faible en gaz qui en résulte.
Un autre avantage que présente l'objet de la présente invention comparativement aux systèmes d'appareils connus jusqu'à présent,c'est qu'il dispense de l'obligation désagréa- ble d'évacuer les résidus boueux. En marche continue,l'appa- reil n'exige aucun nettoyage sinon le nettoyage usuel à de longs intervalles.
Des essais pratiques et des calculs ont établi que l'objet @ de la présente invention est capable de fournir dans an appa- reil mesurant 500 x 500 x 500 mm, 38000 à 40000 litres d'acéty- lène par heure, d'où il résulte que le présent appareil surpas- se en rendement tous les dispositifs connus,puisque les fabri- ques d'acétylène gazeux produisant-de 38 à 40 m3 de gaz par heure,présentent des dimensions qui ne sont en aucune façon pro- portionnelles au rendement obtenu par la présente invention et qu'elles ne peuvent être établies que dans un espace libre ou dans des locaux spéciaux.
Comme la quantité d'acétylène qui reste dans le cylindre compresseur est extrêmement minime et que suivant l'objet de l'invention,l'appareil cesse immédiatement et spontanément de fonctionner dès qu'un excès de pression se produit,ce qui empêche toute production ultérieure de gaz, tout danger
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d'explosion ou d'incendie disparaît. Il s'ensuit que le pré- sent appareil satisfait aux dispositions législatives et peut être employé dans tout endroit clos.
Au dessin annexé,est représentée à titre d'exemple,une forme de réalisation de la présente invention; la fig.l en est une vue latérale ; la fig.2, une projection horizontale; la fig.3,une coupe longitudinale; la fig.4 .une coupe transversale; les fig.5,6,7 et 8 représentent d'une façon schématique, le mode de fonctionnement-' des appareils d'admission et d'expulsion.
Au cadre métallique 1 qui sert en même temps de manteau d'enveloppement pour le cylindre de haute pression 2 et sert de réservoir d'eau réfrigérante (fig.2,3 et 4) est .adapté un distributeur 3 de telle façon que chaque fois qu'il se retourne, une quantité déterminée et exactement mesurée de carbure de cal- cium renfermé dans le récipient 4 est entraînée et déversée dans le canal d'amenée 5.
Dans le distributeur 3 est aménagé un compartiment 6 dont la capacité peut être augmentée ou diminuée par l'introduc- tion de plateaux adéquats,suivant la quantité de carbure nécessaire et de gaz acétylène à produire.
Dès que le compartiment 6 vient se poser sous le récipient 4,ce qui s'opère par le mouvement rotatoire du distributeur 3, qui reçoit son impulsion de l'arbre manivelle 7 par l'intermé- diaire de la roue dentée 8 et de l'engrenage 9,1e compartiment 6 se remplit de la quantité adéquate de carbure de calcium, qui est emportée par le distributeur 3 et déversée dans le canal d'entrée 5 (fig.1,3 et 5)
En même temps que ces choses se passent,l'orifice de sor- tie 10 du récipient 4 est recouvert par l'excavation discoïde du distributeur 3,pour ne se découvrir que lorsque le compar- timent 6 revient se placer de nouveau sous l'orifice de sortie 10 du récipient (fig.l).
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Le carbure de calcium amené par le distributeur 3 dans le canal d'entrée 5 arrive dans le cylindre 11 (fig.1,3 et 5) de la pièce d'entrée 14 (fig.l et 7) pourvue du piston 12 et de la soupape à ressort 13.
Le piston 12 pourvu d'anneaux en cuir 15 pour en assurer la parfaite étanchéité,est muni d'un boulon 16 (fig.l et 5).
Aussitôt que le piston 12 de la pièce d'amenée 14,lequel est mis en mouvement par l'arbre 7 et la bielle 17,se trouve dans sa course vers son point mort supérieur dans la direction de la flèche,le carbure de calcium se trouvant dans le cylindre 11 est comprimé jusqu'à ce que le boulon 16 du piston 12 vienne toucher la soupape à ressort 13.
Le piston 12 poursuivant sa route,le boulon 16 repousse la soupape 13 dépendante du ressort l8,de sorte que le canal d'amenée 19 de la pièce d'amenée 14 devient libre et que le carbure de calcium amené dans le cylindre 11 par le distributeur ,.3 est expulsé dans le dispositif projecteur 20 (fig.2,3 ét 4).
Pendant l'expulsion du carbure de calcium du cylindre 11, il se forme entre le piston 12 et la soupape à ressort 13,par le boulon 16,un espace vide 21 (fig.6) qui permet qpe la qu an -tité de carbure de calcium se trouvant entre le piston 12 et la soupape à ressort 13 puisse s'échapper librement et sans obstacles (fig.6).
A l'intérieur de la pièce d'amenée 14 sont disposées des pièces auxiliaires côniques 22 et 23.Un rebord 24 (fig.1,5.
6 et 7)existe aussi ainsi qu'une perforation 25 sous la soupape à ressort 13.
Aussitôt que la soupape à ressort 13 se met en chemin vers la position montrée dans la fig.5,la butée 24 de la soupape à ressort 13 glisse sur l'arrêt 22 et détermine par suite de sa forme conique,une rotation de la soupape à ressort 15,de sorte que la perforation 25 est déplacée excen- triquement et que le boulon 16 du piston 12 rencontre dans Sa course vers le point mort supérieur,une résitance de la soupape à ressort 13 et qu'il repousse celle-ci de la façon sus-déorite vers son point mort supérieur (fig.6).
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Au moment où- a lieu l'expulsion de la masse de carbure de calcium se trouvant entre le piston 12 et la soupape à ressort
13,et .au moment où le piston 12 ne se trouve plus au'4 faible distance de son point mort,la pièce auxiliaire 24 de la sou- pape à ressort 13 glisse sur la pièce conique 23 et provoque une rotation de la soupape à ressort 13 en sens opposé de sor- te que la perforation 25 de la soupape à ressort 13 se trouve dans la même direction que le boulon 16 du piston 12 et que la soupape à ressort l3,par suite de la suppression de la résis- tance par la pénétration du boulon 16 dans la perforation 25 est compressée avec une grande vitesse contre le piston 12,
d'où. il résulte qae le piston 12 et la soupape à ressort 13 s'appli- quent fortement l'une contre l'autre.de sorte qu'entre le piston
12 et la soupape à ressort 13,il n'existe plus d'espaces libres (fig.7) .
Lorsqu'alors le piston 12 retourne à son point mort infé- rieur dans la direction de la flèche,le ressort 18 repousse la soupape 13 avec la même vitesse que le piston 13.de sorte que la soupape à ressort 13 vient obturer complètement le cy- lindre 11 de la pièce d'amenée 14*avant que le piston 12 en continuant à se retirer vers son point mort inférieur, @ abandonne la soupape à ressort 13. Cette disposition a pour effet que le gaz acétylène se trouvant à l'intérieur du cylin- dre à haute pression 2 ne peut pas s'échapper vers l'extérieur, pendant que l'on charge l'appareil.
Le carbure de calcium qui a été amené de la manière décrite ci-dessus,dans le dispositif projecteur 20 par le canal 19 d'écoulement de la pièce d'amenée 14,est transformé en pous- sière par les battements des ailes de pulvérisation 26,27 et
28 tournant grande vitesse et placées dans l'enveloppe du compartiment de pulvérisation 29 (fig.2,3 et 4).
Le dispositif projecteur 20 ainsi que les ailes de pulvé- risation 26.27 et 28 sont mus d'une façon convenable par les ' chaînes 30 et 31 de même que les roues à chines 32,33,34,35 (fig.2)
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Un tambour de gazéification 36;
enveloppant le dispositif projecteur 20 et tournant lentement autour de celui-ci,sert à. produire la gazéification de la poussière de carbure de calcium Menée par le dispositif projecteur 20. le tambour de gazéfic'ation 36 pourvu des manteaux 37 et 38 dont le manteau intérieur 37-porte les perforations 39 tandis que le manteau extérieur 38 forme fermeture vers l'extérieur (fig.2 et 3) A la face intérieure du manteau 37.du tambour de gazéi- fication 36 est adapté un revêtement de feutre 40.
A la droite de l'appareil se trouve un obturateur discoï- de 41 pourvu de petite canaux d'injection 42 et 43 et de cana- lisations 44 et 45 lequel obturateur forme avec l'anneau de guidage 46 adapté du côté gauche et les manteaux 37 et 38,un ensemble unitaire.l'anneau de guidage 46 porte un engrenage en couronne 4?,qui,en s'engrenant dans la fente 48 opère le mou- vement de rotation lent du tambour de gazéification 36.
Dans le compartiment de pulvérisation 29 se trouve un boulon de guidage 49 pourvu d'une perforation 50 en contact immédiat avec les canalisations 44 et 45. de même qu'avec les petits canaux d'injection 42 et 43.le boulon de guidage 49 relié de façon fixe à la chambre de pulvérisation 29,forme en union avec un disque 51 (fig.2 et 3), disposé à gauche de la chambre de pulvérisation 29 et formant avec lui, un ensemble unitaire, la base du tambour de gazéification 36 de telle façon que la pièce de fermeture discoïde 41 placée à droite repose, dans l'état commandé,sur le boulon de guidage 49 de la chambre de pulvérisation 29 tandis que l'anne au de guidage de gauche 46 glisse librement sur le disque 51 de la chambre de pulvérisation 29.
Au moyen de la pompe compresseuse 52 mue par la bielle 7 (fig.1), la quantité d'e au nécessaire à la gazéification de la poussière de carbure de calcium est amenée à l'orifice 50 du boulon de guidage 49 ainsi que par l'intermédiaire des tuyau- teries 44 et 45, aux injecteurs 42 et 43.
Entre le mantes 37 du tambour de gazéification 36 muni
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de la perforation 39 et garni de featre 40,et le manteau extérien 38, il existe un espace libre 53 dans lequel, on injecte soas forme de nuée, la quantité d'eau nécessaire au moyen des canaux injecteurs 42 et 43 se trouvant à l'intérieur de la chambre intermédiaire 53 et de la pompe compressease 52.
L'état de pulvérisation nébuleuse de la quantité da mélange d'eau injectée chaque fois,fait en sorte que la cou- verture de feutre 40 da manteau 37 est humectée d'une façon régulière et intensive par les perforations 39.
La chambre de pulvérisation 29 du dispositif projecteur 20 est pourvue à sa partie inférieure,d'orifices en forme de tamis 54 (fig.3 et 4) de telle sorte que la poussière de car- bure de calcium produite par le mouvement des ailes de l'appa- reil de pulvérisation 26,27 et 28 par suite des nombreux tours de rotation constamment effectuées par ces ailes 26,27 et 28 est projetée par les orifices en tamis 54 et se dépose en for- me régulière sur le revêtement en feutre 40 du tambour de gazéification 36 (fig. 3 et 4).
La poussière de carbure de calcium ainsi obtenue sous une forme floconneuse et déposée sur le revêtement en feutre 40 da tambour de gazéification 36 est pressée par un rouleau à ressort 55 contre le revêtement en feutre 40,ce qui garantit l'adhérence intime de la poussière de carbure de calcium et du revêtement de feutre 40 saturé d'humidité (fig.4).
Comme il a été dit,le tambour 36 est animé d'un moave- ment rotatoire lent.Il en résulte qu'en raison de ses dimen- sions relativement considérables et partant de la grande surface d'évaporation correspondante,la poussière de carbure de calcium adhérente au revêtement de feutre 40 se gazéifie sans restes.
Da côté gauche de l'appareil de pulvérisation 29,est fi- xée une pièce tubulaire 56 formant saillie,présentant vers le haat et sur toute sa longueur,un orifice 57 et pourvue d'un racleur 58.
Les résidas calcaires adhérents au revêtement da featre 40 du tambour de gazéification 36 sont ramenés par le
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râleur 58 et pressés vers l'intérieur de la pièce tubulaire 56,puis à l'intérieur par l'orifice 57 (fig.4) ,
A l'intérieur de cette pièce tubulaire 56 formant saillie à la chambre de pulvérisation 29 se trouve une vis transporteuse 59 mue par une couronne dentée 60 (fig.2) de telle sorte que les résidus calcaires apportés par le ra- cleur 58 dans la pièce tubulaire 56 sont expulsés au dehors par le canal de décharge 61 (fig.l,3 et 8).
Un dispositif projecteur de forme cylindrique 62 muni d'un piston 63 garni d'un fourreaà de cuir et actionné par une bielle 7 et une tige 64 rejette d'une façon continue vers l'ex- térieur,les résidus calcaires amenés par le canal de décharge 61 par la vis transporteuse 59.
Tandis' que le piston 63 du dispositif projecteur 62 se trouve à son point mort inférieur (fig.8),le piston 63 rend libre le canal de décharge 61, de sorte que les résidas cal- caires amenés dans le canal de décharge 61 sont poussés au moyen du transporteur 59 vers l'intérieur du cylindre 65 du disposi- tif projecteur 62 et que le cylindre 65 se charge d'une quanti- té correspondante de poussière de carbure de calcium.
A la partie supérieure du dispositif projecteur 62 se trou- ve une soupape de forme inique 66 percée d'un orifice 67 (fig.8)
Dès que le piston 63 du dispositif projecteur 62 se trouve à peu de distance de son point mort supérieur et a déjà clos la fermeture du canal éjeuteur 61 (fig.D.les segments dentés 68 et 69 (mus par l'arbre 70 et par les roues à cônes
71 et 72 (fig. 1 et 3) font tourner la soupape cônique 66 de
180 degrés,de sorte que l'orifice 67 vient se poser vers le bas dans la direction opposée,et que l'orifice de décharge 73 de la chambrer devient libre.
pendant que ceci se passe et au moment où le piston 63 du dispositif projecteur 62 occupe son ppint mort supérieur (fig 1) un racloir 74 animé d'un mouvement propulsif et se trouvant à l'intérieur du cylindre 65 et mis en rotation par
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l'intermédiaire des segments dentés 68 et 69.la poussière de carbure de calcium se trouvant à l'intérieur du cylindre 65 du dispositif projecteur 62,est alors repoussée vers le devait et ensuite,dans l'orifice de décharge 73.
Ce processus s'accomplitpendant le temps où les seg- ments dentés 68 et 69' s'engrènent encore entre eux (fig.10)
Dès que le piston 63 du dispositif projecteur 62 se trouve à son point mort supérieur (fig.1) et que la décharge des résidus calcaires s'est opérée de la façon décrite.le segment denté.,, supérieur 68 (fig.11) abandonne le segment 69 Au moyen d'une spirale, convenablement disposée 75, (fig.1,8 et 9) , au moment où le segment denté supérieur a abandonné le segment inférieur 69 et replacé dans s position primitive,la soupape conique 66 à grande vitesse,de telle façon que l'orifice de sortie 73 est fermé par la soupape cônique 66 et que l'orifice 67 est repoussé vers le haut dans sa position primitive (fig.8)
Après fermeture vers l'extérieur par la souple conique
66 dont l'ouverture est réglée par les éléments dentés 68 et 69. ainsi qu'il a été décrit plus haut , et la fermeture par le ressort à spirale 75,le piston 63 du dispositif projecteur 62 abandonne son point mort supérieur et se met en route vers son point mort inférieur (fig.l et 8) rendant libre le canal de décharge 61.
Cette disposition fait en sorte que le gaz acétylène se trouvant dans le cylindre à haate pression 2 ne peut pas s'échapper, lors de la décharge des résidus calcaires par le dispositif projecteur 62, puisque avant qae le piston 63 rende libre le canal de décharge 61, la fermeture de l'orifice d'échappement 73 de la chambre 1 a été opérée déjà .* , la soupape conique 66.
La bielle 7 et les dispositifs connexes sont commandés par la spirale- 76 et la roue hélicoïdale 77.
Un engrenage 79 disposé sur des lamelles couplées 78 s'engrène dans la roue dentée 80 qui anime d'un mouvement
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rotatoire,la vis sans fin 76 et l'engrenage hélicoïdal 77,et par le fait même, 1* arbre 7,De même, an autre engrenage 81 s'agrippant dans la couronne dentée 79 des lamelles couplées
78,permet la mise en marche du dispositif projecteur 20,de la façon précédemment décrite. n
La tra smission de la force d'impulsion sur la roue princi -pale 82 se fait par la poulie de transmission 83.
Une membrane 84 (fig.2) communiquant de façon adéquate avec le cylindre à haute pression 2 opère le détachement des lamelles couplées 78, et par suite,l'arrêt de tout le mécanisme en présence d'une pression et d'une provision de gaz corres- pondantes.
Le gaz en repos à l'intérieur du cylindre à haute pres- sion comprime avec une force correspondante,la. membrane 84, de telle façon que le levier 85 s'incline vers le bas et provoque le découplement immédiat des lamelles couplées 78, ce qui assure l'arrêt complet de tout le mécanisme.
Lorsque la. pression diminue et que la provision de gaz acéty- lène est epuisee, les lamelles 78 sont couplées à nouveau et tout le mécanisme est remis en marche jusqu'à production de gaz suffisante pour produire la surpression désirée.
La pression nécessaire du gaz peut être obtenue en changeant la torde de pression de ressort de couplage 86 et réglée à volonté.
Le graissage de toutes les pièces mobiles s'opère au moyen d'une pompe foulante à l'huile 87 qui,dans la fig.l,est accou- plée pour plus de facilité, 4- une pompe foulante pour l'eau 52. pour éviter la surchauffe du gaz acétylène placé à l'in- térieur du cylindre 2 et produit par le tambour de gazéifi- cation 36,on se sert d'une chambre d'eau préalablement refroidie
88 (fig.2,3,4) à travers laquelle circule en permanence de l'eau réfrigérante,puisée dans des récipients et conduite par des canalisations appropriées.
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Générateur de gaz acétylène à haute pression, caractérisé en ce que,pendant son fonctionnement, ainsi qu'en présence d'une pression gazeuse correspondante,l'approvisionnement en carbure de calcium et l'évacuation des résidas calcaires s'opèrent de façon mécanique.
Ce générateur de gaz acétylène peut être caractérisé,en outre, par les ppints suivants ensemble ou séparément: a) le carbure de calcium granulé employé est transforme en poussière de carbure de calcium dont la gazéification est opérée à l'aide de corps saturée d'humidité; b) en présence d'une quantité suffisante de gaz disponi- ble et d'une pression suffisante de ce gaz, l'approvisionnement en carbure de calcium et la production de gaz acétylène sont arrêtés automatiquement, et au fur et à mesure de l'emploi du gaz acétylène et d'une diminution correspondante de la pression, la remise en marche s'opère au t omatiqueme nt.