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Procédé et dispositif pour tasser des charges de charbon dans les fours à chambres.
Le but de cette invention est de tasser dans les fours à chambres les charges de charbon qu'on y verse par le haut, de manière à produire un tassement dans toute la hauteur de la charge, en employant à cet effet des disposi- tifs qui agissent sur la surface supérieure de la charge.
Pour expliquer l'invention on en décrira ci-après un exemple dexécution appliqué au cas d'un four à coke ho- rizontal, en seéférant aux dessins annexés dans lesquels:
Fig. la, 1b et 2a, 2b sont des coupes longitudina- les verticales d'une même chambre de four, suivant la ligne 1-1 de Fig. 3, qui montrent deux installations différentes pour l'exécution du procédé de tassement, pouvant être avan-
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tageusement employées en combinaison l'une après l'autre.
Figs. la et 1b d'une part, et Figs. 2a et 2b d'autre part se complètent mutuellement. Fig. 3 est une coupe transversale verticale suivant la ligne III-III de Fig. 1b et
Fig. 4 est une partie de la Fig. la montrant un détail agrandi.
La chambre de four 1 est fermée du côté de la ma- chine à niveler par la porte 2 comportant l'ouverture de nivellement 3 et du côté du carreau à coke par la porte 4 comportant l'ouverture de nivellement 5. Le plafond 6 de la chambre présente, comme d'habitude, cinq ouvertures de char- gement 7 et un conduit de départ de gaz 8 auquel est raccordée une conduite montante 9 communiquant avec un barillet ordi- naire à gaz et à goudron 10 par l'intermédiaire d'une soupape d'arrêt 19. Sur le plafond 6 du four on peut amener en posi- tion le chariot de chargement 42, montré schématiquement, qui est pourvu d'une trémie 43 pour chaque ouverture de charge- ment 7. Des ouvertures plus étroites sont percées à interval- les réguliers dans le plafond du four, entre les ouvertures 7 et 8.
Ces ouvertures 11 peuvent être fermées à l'aide de couvercles 12 et elles sont toutes reliées par des tubulures 13 à un conduit d'évacuation de gaz 14 dont chaque chambre est munie et qui est logé dans le plafond 6 de celle-ci. Ce conduit 14 peut avantageusement communiquer par l'intermédi- aire d'une soupape de réglage et d'arrêt 22 avec un barillet ou collecteur 15 desservant toute la batterie de fours.
,Par les ouvertures 3 et 5 des portes 2 et 4 (Fi.la.' et 1b) passe une barre de repalage 16 dont les deux extrémi- tés dépassant au dehors sont maintenues de tous côtés et em- pêchées de dévier d'une manière qui constitue une des carac- A --
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téristiques de l'invention. Cette barre est maintenue, du côté de la repaleuse, à l'aide de deux galets de support ju- melés 17, 18 dont la chaise de palier est fixée au châssis 35 de la repaleuse, indiquée schématiquement, tandis que, du côté du carreau à coke elle est maintenue à l'aide de deux galets de support analogues 20, 21 dont la chaise de palier commune est fixée au dispositif ouvre-porte 32, montré lui aussi schématiquement.
La barre de repalage 16 consiste en deux fers plats 23 mis de champ (Fig. 3) et reliés l'un à l'autre par des traverses en fer 24 (Figs. la et 1b). Entre ces dernières (Figs. la et lb et 4) sont disposés des rouleaux cylindriques rotatifs 25 montés sur des axes 26, préférable- ment par l'intermédiaire de roulements à rouleaux 27. Chaque rouleau compresseur 25 est enfermé dans une enveloppe en forme de chapeau 28 qui relie également les fers plats 23 et à chaque paroi verticale 29 de laquelle une plaque de tôle 30 est fixée au moyen de vis 31. Ce système de fixation per- met un certain déplacement vertical des plaques 30 sur les parois 29 et on obtient ainsi un dispositif permettant d'uti- liser les plaques 30 comme des racloirs de hauteurs réglables pour la masse de charbon à tasser par cylindrage, comme c'est expliqué ci-après.
La repaleuse 35 imprime à la barre 16, par l'intermédiaire d'une transmission convenable (non repré- sentée), un mouvement de va-et-vient horizontal analogue à celui des barres de repalage ordinaires.
Les Figs. 2a et 2b montrent d'autres dispositifs que l'on utilise avec avantage pour la réalisation de l'in- vention. Ils comprennent des barres verticales 38, en fer forgé par exemple, de section cylindrique ou prismatique, pré-
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férablement terminées à leur extrémité inférieure par une pointe, qui peuvent être enfoncées dans la charge de charbon par les ouvertures, 11 du plafond ou, si on le désire, par les ouvertures de chargement 7. Chaque barre 38 peut, par exemple, être suspendue au moyen d'une chaîne 40 au mécanisme de levage d'un pont roulant (non représenté) susceptible de faire descendre et remonter toute la série de barres réparties sur la longueur de la chambre de four. L'enfoncement des bar- res et le maintien de leur position exactement verticale sont assurés par leur propre poids.
Au moyen des dispositifs qui viennent d'être dé- crits, on peut exécuter de la manière suivante, par exemple le procédé de l'invention:
La chambre de four, fermée aux deux extrémités par les pôrtes 2 et 4, est chargée comme d'habitude de char- bon qu'y verse le chariot de chargement 42 par les ouvertures de chargement 7 du plafond 6. Quand la plus grande partie de la masse de charbon est chargée, on introduit la barre de repalage 16 de la machine 35 dans la chambre de four par l'ou- verture 3 de la porte 2 et on imprime à cette barre un mouve- ment de va-et-vient en vue d'aplanir les monceaux de charbon qui se trouvent encore sous et dans les ouvertures de charge- ment 7. Cette répartition sommaire terminée, on commence le tassement par cylindrage des couches supérieures de charbon, de la manière indiquée sur la Fig. 4.
Sur cette Fig., la bar- re est supposée se mouvoir vers la droite dans le sens de la flèche x. Le charbon situé entre les parois latérales 29, 30 de deux enveloppes en forme de chapeau 28, forme des mon- eaux irréguliers 33 qui sont entraînés dans le mouvement de
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va-et-vient de la barre. Pendant la course de la barre, le racloir 30, de hauteur réglable, donne au charbon une surfa- ce horizontale 34 dont le niveau est exactement déterminé relativement au pied du cylindre compresseur 25 et peut être modifié selon les besoins, par le réglage du racloir 30. La couche de charbon correspondant à l'épaisseur g est cylindrée par le rouleau compresseur lorsque la barre se déplace vers la droite.
En même temps, le monceau 33 de gauche s'écroule en partie sur la surface 36 formée par le passage du rouleau et, dans leur course suivante vers la gauche, la barre et le rouleau recommencent le tassement d'une nouvelle couche d'épaisseur déterminée du charbon. La course horizontale alternative de la barre 16 doit naturellement avoir une lon- gueur telle que les zônes d'action des rouleaux compresseurs
25 chevauchent les unes sur les autres. L'action de la barre
16 et du rouleau compresseur 25 aplanit graduellement tous les monceaux de charbon 33 accumulés entre les rouleaux suc- cessifs et tasse de manière énergique et durable la partie supérieure de la charge de charbon de la chambre 1, de sor- te que finalement le saumon de charbon 37 présente une sur- face 36 plane et bien affermie (Fig. 2a et 2b).
Le fait que ce tassement est effectué en un grand nombre de phases suc- cessives, dont chacune n'affecte qu'une couche d'épaisseur relativement faible de charbon, a pour résultat que l'effet du tassement se propage verticalement à une profondeur appré- ciable.
Il est essentiel, comme condition préalable au succès de cette opération, que la barre à rouleaux compres- seurs 16 soit convenablement guidée dans le sens de la hau- teur par les paires de galets de support 17,18 et 20, 21, ce @ .
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guidage empêchant toute déviation de la barre vers le haut ou le bas. Ceci permet de comprimer des couches de charbon d'épaisseur uniforme et exactement déterminée par des cylin- drages successifs et de tasser ainsi énergiquement la charge.
Si la barre n'était pas soigneusement guidée, au moins à ses deux extrémités, il se produirait des variations de hauteur notamment dans les fours à chambres horizontaux présentant une grande longueur horizontale, et particulièrement à l'ex- trémité antérieure libre de la barre, soit vers le haut par suite d'une déviation provoquée par la résistance de la masse de charbon, soit vers le bas par suite d'une flexion de la barre. Il serait impossible de tasser uniformément la charge dans ces conditions, d'autant plus que l'espace limité que présente une chambre de four ne permet l'emploi que de rou- leaux compresseurs de faible diamètre. Le succès de l'opéra- tion est également subordonné à l'emploi des racloirs régla- bles 30 disposés devant et derrière chaque cylindre 25.
Sans ces racloirs, les rouleaux compresseurs 25 auraient un effet sensiblement analogue à celui des traverses rigides 24, c'est- à-dire que les uns et les autres ne feraient que pbusser des masses de charbon devant eux en un mouvement de va-et-vient et la barre entière ne se différencierait pas appréciablement d'une barre de repalage ordinaire. Les enveloppes en forme de chapeau 28, qui recouvrent les rouleaux 25, ont pour fonc- tion de protéger ceux-ci contre le charbon tombant sur eux et d'assurer ainsi leur fonctionnement ininterrompu.
Dans beaucoup de cas, le tassement de la charge de charbon obtenu par le procédé décrit ci-dessus, qui peut seu- lement être réalisé à l'aide des dispositifs que montrent les
Fig. la et 1b peut suffire. On peut toutefois obtenir un effet meilleur et plus énergique si, après avoir retiré la barre de de repalage 16, on utilise les dispositifs montrés sur les
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Fig. 2a et 2b, en vue de réaliser de la manière décrite ci- après, un tassement plus complet, s'étendant à toute la mas- se de la charge 37.
Par les ouvertures 11 du plafond (éventuellement aussi par les cinq ouvertures de chargement 7) on enfonce et on retire verticalement des barres 38 de forme cylindrique ou prismatique qui sont terminées à leurs extrémités inférieu- res par une pointe et qui agissent comme des plongeurs. On ménage ainsi dans la charge 37 un grand nombre de conduits ou cheminées 39, à intervalles réguliers. Ces barres 38 ont pour premier effet de comprimer latéralement @ la masse de charbon maintenue par les parois latérales et les portes de la chambre de four et dont l'entièreté ne peut donc céder latéralement.
C'est un facteur important, dans cet ordre d'i-' dées, que par suite du tassement qu'elles ont subi précédem- ment, les couches superficielles du charbon opposent une forte résistance à la pénétration des barres 38 et qu'elles ne se soulèvent donc pas. Le déplacement du charbon provoqué par l'enfoncement vertical des barres 38 est accompagné d'un certain tassement de celui-ci. Cet effet de tassement peut être augmenté si on soumet les barres, pendant leur enfonce- ment ou après celui-ci, ou même dans les deux cas, à des chocs ou des vibrations verticales ou horizontales. On peut accom-. plir ceci, par exemple, en imprimant de petites vibrations aux barres librement suspendues aux chaînes 40, au moyen de coups fréquemment répétés sur leurs côtés.
Ces vibrations des barres 38se propagent dans le charbon qui les entoure de toutes parts et provoquent le tassement de celui-ci dans toute la masse de la charge.
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On voit que pour réaliser le tassement du charbon, depuis le moment où il est versé dans la chambre jusqu'au mo- ment où celle-ci est complètement chargée, on n'utilise comme éléments de tassement que des dispositifs agissant à partir de la surface supérieure de la charge. Si on utilise dans ce but une barre de repalage il'est important non seulement que celle-ci aplanisse les couches superficielles du charbon, mais ehcore quelle exerce sur ces couches une compression adé- quate. Il n'est pas absolument indispensable, dans ce but, d'utiliser des rouleaux compresseurs rotatifs.
On peut encore intensifier et améliorer le tasse- ment obtenu au moyen des diverses combinaisons de dispositifs et de procédés décrits ci-dessus, en procédant de la maniète suivante. Après avoir exécuté les opérations ci-dessus et avoir retiré les tringles 38, on peut réintroduire et remet- tre en action la barre de repalage 16, tout en introduisant de préférence de petites quantités de charbon frais par les ouvertures de chargement 7 du plafond. Le cylindrage complé- mentaire de la surface 36, a pour effet de faire pénétrer du charbon dans les conduits 39 formés par les tringles 38 et d'obturer ces conduits.
On peut arrêter là le traitement. Etant donné tou- tefois que l'opération qui vient d'être décrite a eu pour résultat de rétablir une charge de charbon massive, sans ca- vités, on peut encore une fois enfoncer les barres 38 en vue de créer de nouveaux conduits 39, ou répéter plusieurs fois encore la manoeuvre combinée de la barre de repalage 16 et des barres 38, en obtenant ainsi l'avantage d'augmenter en- core sensiblement le tassement de la charge de charbon 37.
On peut obtenir de cette manière un degré de compression égal
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ou même supérieur à celui que donne la compression ordinaire des saumons de charbon.
La répartition uniforme des ouvertures 11 du pla- fond (Fig. 2a et 2b) et des conduits formés par les barres 38 permet, comme nouveau perfectionnement, d'évacuer comme suit les gaz de distillation de l'intérieur de la charge 37. On introduit de haut.en bas des tuyaux d'évacuation de gaz 41 par exemple (Fig.2b) par toutes les ouvertures 11 du plafond, de manière que leurs extrémités supérieures évasées en cône et pourvues d'un bourrage d'étanchéité, s'appliquent étroi- tement contre une partie complémentaire de l'ouverture 11, tandis que leurs extrémités inférieures pénètrent à une cer- taine profondeur dans les conduits 39, où elles sont serrées, par le charbon 37 et forment avec celui-ci un joint suffisam- ment étanche, ce que le tassement préalable de ses couches superficielles rend possible.
Quand les couvercles 12 de tou- tes les ouvertures 11 ont été mis en place, on peut, par le conduit d'évacuation de gaz 14, procéder à l'extraction des gaz de distillation de l'intérieur de la charge de charbon 37 vers le barillet ou condenseur à gaz 15 raccordé, comme il a été dit, à tous les conduits 14 des différents fours.
Les conduits ou cheminées 39 et les conduits d'é- vacuation 41 peuvent, dans ce cas, servir seuls à aspirer tous les produits volatils de la distillation ou bien si, com- me on l'a déjà dit, le plafond 6 comporte l'ouverture habi- tuelle de départ de gaz 8, une partie de ces gaz de distilla- tion peuvent être évacués, par intervalles du moins, par cet- te ouverture 8, tandis qu'une autre partie sont évacués par les conduits 41, les soupapes d'arrêt 19 et 22 permettant @
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de mettre en service ou hors service, à volonté, l'un et l'autre des barillets collecteurs de gaz 10 et 15.
L'invention n'est pas limitée aux fours à chambres horizontaux auxquels son application a été décrite et repré- sentée à titre d'exemple mais elle peut s'appliquer également aux fours à chambres verticaux. Dans ce cas, naturellement, la chambre de four 1 n'est plus limitée par les portes 2 et 4 mais par des parois verticales correspondantes et les ouver- tures 3 et 5 dans ces portes sont remplacées par des orifices correspondants, ménagés dans ces parois de la chambre? Les installations et dispositifs décrits ci-dessus restent les mêmes toutefois pour tous les types de fours à chambres ser- vant à la distillation du charbon.
- REVENDICATIONS - ---------------------------
1.- Procédé pour tasser les charges de charbon des fours à chambres,caractérisé en ce qu'on remplit la chambre complètement de charbon versé par le haut et qu'on fait agir ensuite des dispositifs effectuant le tassement qui, répartis sur la longueur entière de la chambre, agissent à partir de la surface supérieure de la charge seulement.