BE382737A - - Google Patents

Description

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  Tassement des charges de charbon dans des chambres de fours, des caisses à saumons de charbon,etc. 



   L'invention a pour objet un procédé et des disposi- tifs permettant de tasser au degré voulu, par l'action de dispositifs mécaniques, du charbon versé dans des chambres de fours, des caisses à mouler des saumons de charbon et au- tres espaces délimités par des parois rigides. 



   L'objet de l'invention est expliqué sur l'exemple du dessin annexé qui représente schématiquement des instal- lations et des dispositifs servant à réaliser le procédé. 



  Les Figs. la et 1b qui se complètent mutuellement et montrent un exemple d'application du procédé à un four horizontal à chambres pour la production de coke et de gaz, représentent 

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 une chambre de four en coupe longitudinale verticale qui comprend en outre les trémies de chargement prolongeant le chariot de chargement qui peut être déplacé sur le four. Les mêmes figures montrent à leur partie supérieure une vue en élévation du chariot de chargement et des dispositifs de commande utilisés pour la réalisation du procédé. Fig. 2 re- présente schématiquement un détail expliquant l'effet du mou- vement. 



   Sur les Figs. la et lb la chambre du four 1 est fer- mée des deux côtés par les portes 2, limitée vers le haut par le plafond 4 du four et elle renferme la charge de char- bon 3. Dans le plafond 4 du four sont ménagées six ouver- tures de chargement 5 et l'ouverture usuelle 6 pour l'évacua- tion des gaz, surmontée d'une conduite montante. Au-dessus du plafond du four peut se déplacer un chariot de chargement dont les parties principales sont une caisse de chargement 7 et six trémies de chargement 8 prolongeant la caisse 7 vers le bas. Les ouvertures de sortie 9 des trémies 8 sont situées immédiatement au-dessus des ouvertures de chargement 5 du plafond du four.

   La caisse 7 du chariot de chargement porte une'charpente composée de deux barres verticales de guidage 210 réunies en haut par une barre transversale horizontale 11 et servant à guider dans le sens vertical une traverse hori- zontale 12. Le guidage de cette dernière le long des mon- tants 10 se produit par-l'intermédiaire de poulies 15 dont au moins une de chaque côté peut être constituée, le cas échéant par une roue dentée droite engrenant avec des crémaillères fixées aux guides 10. Deux câbles de support 14 fixés à la traverse 12 et passant sur des poulies 15 portées par la bar- re transversale 11 servent à transmettre à la traverse 12 un 

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 mouvement de monte-et-baisse depuis un treuil non représen- té, ou à en équilibrer une partie du poids au moyen de con- trepoids.

   Si l'on interpose entre les pièces 13 et 10 une transmission par roue dentée et crénaillère, cette transmis- sion peut être utilisée pour communiquer à la traverse 12, au moyen d'un moteur ou d'une autre machine appropriée, un mou- vement desmodromique de monte-et-baisse. Au lieu de la trans- mission par roue dentée et crémaillère on peut utiliser une transmission par chaîne et roue à chaîne. A la traverse 12 sont suspendus au moyen de paliers à collets 16 six arbres verticaux 17 dont chacun porte à son extrémité supérieure une roue dentée conique 18. Ce nombre six est arbitraire; en général un nombre plus grand est préférable. Les roues coniques 18 sont commandées par d'autres roues coniques 19 portées par un arbre 21 commun pour toute la traverse et prenant appui sur des chevalets 20.

   Cet arbre 21 porte une roue droite 22 qui représente schématiquement toute la com- mande mécanique non représentée de l'arbre 21. Les arbres verticaux 17 traversent les trémies 8 du chariot de charge- ment ainsi que les ouvertures de chargement 5 du plafond du four, plongent dans la chambre 1 du four et portent à leurs extrémités inférieures des organes de tassement en hélice ou en spirale, par exemple des vis sans fin 23 qui constituent les outils de tassement proprement dits. 



   Dans l'exemple représenté la longueur axiale du filet de la vis sans fin n'équivaut qu'à une fraction de la hauteur de la charge de charbon 3. En coupe axiale le filet de la vis est préférablement triangulaire, de sorte que la face inférieure du filet soit inclinée vers le haut en s'éloignant de l'axe de la vis; le cas échéant elle est légèrement bombée, c'est-à-dire constitue une surface coni-' 

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 que dont le sommet est dirigé vers le bas. Le diamètre ex- térieur du filet de la vis décroît de préférence aux deux extrémités de celle-ci, et passe donc par un maximum au milieu de la vis; le filet peut également être cylindrique, tandis que le corps de la vis s'élargit de haut en bas à la manière d'un cône. Au lieu d'une vis sans fin on peut éga- lement utiliser une spirale d'Archimède ou une vis à plu- sieurs entrées.

   Peu au-dessus de l'endroit où le filet de la vis sans fin 23 commence sur l'arbre 17, peut être fixé un bras agitateur 24 dont la plus grande dimension radiale dépasse le rayon maximum de l'organe de tassement 23. Le cas échéant on peut donner au bras 24 une longueur telle que sa dimension maximum dépasse même le rayon de l'ouverture de chargement 5. Dans ce dernier cas il est nécessaire, et il est toujours utile de construire ce bras de façon qu'au moment de le passer dans l'ouverture de chargement 5 et dans les ouvertures 9, c'est-à-dire pendant l'introduction des vis sans fin 23, on puisse le faire pivoter pour l'appli- quer étroitement contre l'arbre 17. 



   La suspension des arbres 17 par leurs extrémités supérieures au moyen des paliers à collets 16 et la   commande   de ces arbres sont préférablement réalisées de manière qu'en mouvement ces arbres 17 et les spirales ou vis 23 qu'ils portent soient soumis à des trépidations. On peut y arriver par exemple en faisant le collet de support du palier 16 ondulé et non plan à sa périphérie, et en utilisant cette surface ondulée comme chemin de roulement pour les billes d'un roulement à billes. Mais il faut évidemment prendre des dispositions pour que les roues coniques de commande 18 ne participent pas au mouvement vibratoire verticale ou que 

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 celui-ci soit rendu inopérant vis-à-vis d'elles par l'uti- lisation de pièces appropriées. 



   L'installation décrite fonctionne de la façon sui- vante: 
On immobilise la traverse 12 avec toutes les vis sans fin 23 dans sa position la plus élevée, dans laquelle les vis se trouvent en dehors de la chambre   1,   ou bien on descend la traverse jusqu'à ce que les vis se placent direc- tement en-dessous des ouvertures de chargement 5, après quoi on effectue le chargement de la façon habituelle, en versant ' du charbon de la caisse 7 du chariot de chargement, par les trémies 8 et les ouvertures 5 dans la chambre 1, dans laquel- le le charbon forme la masse de charbon 3 surmontée des cônes de versage 25. En cet état, des parties de la charge sont encore engagées dans les ouvertures de chargement 5 et même dans les trémies de chargement 8, comme c'est représenté sur la Fig. 1.

   Ensuite on descend verticalement la traverse 12 avec toutes les vis et les arbres de celles-ci qu'elle porte, et en même temps on met en rotation les arbres des vis, au moyen d'un moteur transmettant le mouvement par le dispositif de commande 22. Pendant cette phase du fonctionne- ment les vis à filet droit représentées sur le dessin et constituant les vis sans fin sont tournées à droite, vu d'en haut. Si le poids des vis était entièrement équilibré et les vis elles-mêmes soustraites aux résistances de frot- tement et libres dans leur mouvement,   c'est-à-dire   non in- fluencées mécaniquement, les vis s'enfonceraient simplement dans la masse de charbon 3 à la manière de tire-bouchons. 



  Pour amener en même temps un tassement du charbon dans la chambre, on prend, suivant l'invention, des mesures pour que pendant cet enfoncement des vis la charge de charbon soit      

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 foulée aussi bien vers le bas dans l'axe des vis, que vers l'extérieur, c'est-à-dire radialement par rapport à ces axes. 



  On obtient le plus simplement ce résultat en faisant agir vers le bas une partie déterminée du poids propre de la vis et de la traverse qui la porte. L'importance de la partie du poids propre agissant comme charge peut être réglée par exem- ple au moyen de contrepoids agissant le cas échéant sur les câbles porteurs 14. La face inférieure du filetage de chaque vis 25 étant conique et inclinée vers le haut, comme déjà dit, une pression exercée d'en haut sur la vis produit dans la masse de charbon une pression non seulement vers le bas, mais aussi latéralement. 



   Le mouvement de rotation de la vis et son abais- sement simultané ont pour conséquence son déplacement de la position supérieure. jusqu'au fond de la chambre 1 du four. 



  Lorsque cette position est atteinte, les organes de commande du mouvement de rotation des vis et, s'ils existent, ceux qui commandent en même temps le mouvement de descente de la traverse 12 sont arrêtés, et leur sens de mouvement est ren- versé, c'est-à-dire que la vis 23 à filet droit tournent alors de droite à gauche. De ce fait elles se dégagent, en   remontante   de la masse de charbon. Si, pendant ce mouvement de montée on exerce encore sur les vis une pression vers le bas, par exemple au moyen de poids, il se produit également pendant ce mouvement un tassement de la masse de charbon dans le même sens que précédemment, pendantla descente des vis.

   En se servant de l'action de la pesanteur pour provoquer la pression vers le bas, il peut être utile de faire agir des poids différents pour les mouvements de descente et de montée. 

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   Au lieu d'utiliser la pesanteur, on peut presser les vis vers le bas par un guidage positif. Dans ce cas il faut non seulement actionner les arbres 17 des vis, mais aussi communiquer mécaniquement à la traverse 12 un mouvement de descente ou de montée, de sorte qu'il existe un rapport de transmission déterminé et réglable entre les deux disposi- tifs de commande. Il en résulta tout comme de l'utilisation de la pesanteur, décrite ci-dessus, un mouvement représenté schématiquement sur la Fig. 2. Si le mouvement était pure- ment hélicoïdal comme ce serait le cas si le poids total de' la vis était équilibré, un point A à sa péripéhrie décrirait pendant le mouvement de descente le chemin A-B et pendant le mouvement de montée le chemin A-C.

   Si, pendant la descente, la vis est animée, outre son mouvement de rotation, d'un mouvement de translation axiale qui la fait avancer, c'est- à-dire si la translation effectuée pendant une révolution est plus grande   qule   pas de la vis, le point A se déplace suivant la direction A-D, et si on freine le mouvement de montée de la vis, le point A se déplace suivant la direction A-E. Sur le schéma de la Fig. 2 on voit clairement que le procédé suivant l'invention produit effectivement, aussi bien à la descente qu'à la montée de la vis, un déplacement ou refoulement de la masse de charbon vers le bas dans la direc- tion axiale. En même temps se produit toujours, indépendam- ment de la forme de la section de la vis, un effacement du charbon refoulé vers le côté, c'est-à-dire radialement par rapport à l'axe de la vis.

   Ce refoulement radial du charbon est favorisé, lorsque la face inférieuredu filet de la vis est inclinée obliquement vers le haut, c'est-à-dire consti- tue une surface conique. Par le choix d'une inclinaison dé- 

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 terminée on peut même modifier jusque un certain point, le rapport du refoulement du charbon vers le bas et vers le cô- té, ou bien on donne à l'arbre de la vis un diamètre deux à quatre fois plus grand à l'extrémité inférieure qu'à l'ex- trémité supérieure, en le rendant ainsi conique, tout en con- servant l.a forme cylindrique du contour extérieur du filet. 



   Si, comme c'est le cas dans l'exemple représenté, la      longueur axiale de la visn'est qu'une fraction de la hauteur de la masse de charbon, la vis traverse, à la descente et à la montée, successivement différentes couches de la masse de charbon qui sont ainsi 'progressivement tassées ou coopè- rent au tassement. Pour assurer cet effet également en pro- longeant le mouvement de la vis, il faut avoir soin de con- tinuer le chargement de charbon. Si, comme c'est représenté sur le dessin, la surface supérieure de la masse de charbon est surmontée de cônes de versage et si le charbon est encore engagé dans les ouvertures de chargement 5 et dans les trémies de chargement 8, la réintroduction de charbon frais se fait   d'elle-méme   à mesure que les vis-en mouvement refoulent le charbon vers le bas.

   Cet éboulement peut être facilité par l'action des bras 24. Ceux-ci brassent toujours le charbon aux endroits où celui-ci tend à former des creux directement au-dessus des vis 23, et assurent donc également dans ce cas l'arrivée de nouvelles quantités de charbon. 



   Lorsque les vis sont positivement guidées, il est avantageux de provoquer des avances ou des retards moins mar- qués pour les positions basses des vis que pour les positions élevées, c'est-à-dire de les modifier pendant le déplacement vertical* Au moyen de constructions appropriées on peut y arriver aussi au moyen de poids. Cette façon d'agir sert à compenser la densité variable de la masse de charbon, aug- 

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 mentant de haut en bas, ce qui peut se produire si l'on ne prend pas de telles dispositions. 



   Si plusieurs vis travaillent simultanément! il est utile d'assurer une réalimentation uniforme en charbon à l'em- placement de toutes les vis. Avec la disposition suivant l'exemple représenté on peut y arriver par exemple en dispo- sant entre le réservoir à charbon 7 et chacune des trémies 8 des dispositifs-distributeurs assurant la réalimentation uni- forme en charbon frais de chacune des trémies 8 et consis- tant par exemple en des registres-obturateurs s'ouvrant tous dans la même mesure sous l'action d'une commande commune. 



  Au lieu des registres on peut utiliser un cylindre distri- buteur à divisions radiales qui, pendant sa rotation, déverse de ses compartiments dans les trémies de chargement une quantité déterminée de charbon frais en rapport avec la capacité de la chambre du four. 



   Les dispositifs décrits qui provoquent, le cas échéant des trépidations des vis 23 ou de leurs arbres 17 permettent de renforcer l'action de tassement assurée di- rectement par les viso Les¯ chocs communiqués aux vis se propagent dans la masse de charbon ambiante etenprovoquent le tassement. Les trépidations des vis peuvent se produire non seulement dans leur direction axiale, comme ci-dessus décrit, mais aussi latéralement. 



   Dans ce cas le mouvement de montée et de descente des vis dans la masse de charbon peut être répété à plusieurs reprises. Par ce fait, ainsi que par la modification du de- gré d'avance ou de retard des vis, ou par celle de la pres- sion axiale exercée vers le bas, il devient possible de tasser la masse de charbon de plus en plus   jusque   ce que le degré de compacité désiré soit atteint. 

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   Le mode de fonctionnement peut être modifié de la façon suivante: 
On ne commence à charger et à tasser le charbon que lorsque les vis 23 amenées dans leur position la plus basse, s'appuient sur le fond de la chambre 1 du four et alors on effectue le chargement du charbon par les ouvertures de char- gement 5, en déplaçant en même temps les vis 23 vers le haut, tout en leur imposant, suivant l'invention, un certain retard ou freinage. De cette façon il se produit un rechargement continuel de charbon frais aux endroits situés à l'extrémité supérieure ou à la partie supérieure des vis, où le charbon est constamment enlevé et foulé vers le bas pour être tassé. 



  Avec ce mode de fonctionnement, où il suffit d'un seul mou- vement de montée des vis pour opérer un tassement complet sans qu'il reste de vide dans le charbon, il est encore avan- tageux que le rechargement.de charbon frais par les diver- ses trémies 8 se fasse uniformément à l'endroit de toutes les vis 23 et en rapport avec la conicité longitudinale de la chambre du four. 



   Il n'est pas indispensable que la longueur des vis 23 ne soit qu'une fraction de la hauteur de la charge de charbon ou du chemin parcouru par les vis lors du tassement du charbon. Il est tout aussi possible d'utiliser des vis qui s'étendent axialement sur toute la hauteur de la charge de charbon. 



   L'invention n'est pas limitée.non plus à l'emploi de vis de tassement disposées verticalement. En appliquant des dispositifs appropriés pour la réintroduction de char- bon frais dans l'espace utile destiné à recevoir le charbon à tasser, on pourrait envisager l'utilisation éventuelle de n 

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 vis de tassement non pas verticales, mais horizontales ou inclinées. 



   -   REVENDICATIONS -   --------------------------- 
1.- Procédé pour tasser les charges de charbon dans des chambres de fours, des caisses à mouler des saumons de charbon et autres, caractérisé en ce que l'on plonge dans la chambre du four, avant ou après l'introduction de la char- ge de charbon, des organes de tassement en forme d'hélice ou de spirale portés par des arbres et qu'on les retire dans une direction axiale, soit avec soit sans rechargement de charbon, en donnant aux organes de tassement un mouvement de rotation tel qu'au moins pendant un de ces deux mouvements axiaux il se produise un refoulement de la masse de charbon dans la direction axiale de l'arbre et latéralement.

Claims (1)

1. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que pendant le mouvement de descente et de montée les organes de tassement sont déplacés positivement, avec avance ou retard par rapport au mouvement hélicoïdal pur, respec- tivement.

   3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, ca- ractérisé en ce que les organes de tassement, par exemple des vis, sont introduits par en haut sensiblement verticalement et opèrent à la descente ou à la montée ou pendant les deux mouvements le refoulement de la masse de charbon par la pres- sion du poids propre desvis et des pièces mobiles reliées à celles-ci.

   4. - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la partie active du poids propre est réglée di- féremment pour les mouvements de descente et de montée. <Desc/Clms Page number 12>

   5.- Procédé suivant les revendications 1 à 4, carac- térisé en ce que pendant leur mouvement les vis sont soumises à des trépidations.

   6. - Procédé suivant les revendica.tions 1 à 5, carac- térisé en ce que l'on recharge du charbon frais aux endroits où les vis pénètrent dans la masse de charbon, pendant leur mouvement ou pendant l'arrêt entre leur dégagement et leur réintroduction, en formant par exemple des cônes de versage, les vis étant disposées verticalement.

   7.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'en cas de fonctionnement simultané de plusieurs vis le charbon est rechargé uniformément à l'emplacement de cha- que vis, en rapport a.vec la conicité longitudinale de la cham- bre du four.

   8. - Procédé suivant les revendications 1 à 7, carac- térisé en ce que dans le cas de fours à chambres les vis sont introduites par des ouvertures dans le plafond du four, qui sont avantageusement les ouvertures de chargement.

   9. - Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que pendant le fonctionnement des vis on laisse glis- ser régulièrement du charbon dans les ouvertures de charge- ment servant à l'introduction des vis.

   10. - Procédé suivant les revendications 1 à 9, carac- térisé en ce que l'on charge continuellement du charbon dans la chambre ou dans la caisse, en faisant en même temps ou peu après, remonter les vis de leur position inférieure à une vitesse égale à celle à laquelle le charbon s'accumule.

   Il.- Procédé suivant les revendications 1 à 10, ca- ractérisé en ce qu'on modifie l'importance de l'avance ou du retard aux différents niveaux du déplacement vertical.

   12.- Dispositif pour la réalisation du procédé sui- <Desc/Clms Page number 13> vant les revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'on déplace simultanément vers le bas et vers le haut dans la charge de charbon une pluralité d'organes de tassement ver- ticaux, ayant la forme d'une hélice ou d'une spirale.

   13.- Dispositif suivant la revendication 12, carac- térisé en ce que les arbres des vis servant d'organes de tas- sement sont suspendus et actionnés en haut à une traverse ho- rizontale commune, pouvant se déplacer verticalement dans une charpente disposée au-dessus de la chambre du four ou de la caisse à mouler les saumons de charbon.

   14. - Dispositif suivant la revendication 13, caracté- risé en ce que les dispositifs de support et de commande des organes de tassement sont solidaires d'un chariot ou d'une caisse de chargement.

   15.- Dispositif suivant la revendication 14, carac- térisé en ce que les organes de tassement et leur arbres traversent les trémies du chariot ou de la caisse de charge- ment.

   16. - Dispositif suivant les revendications 13 à 15, caractérisé en ce que la traverse guidée verticalement en ligne droite porte des dispositifs pour la mise en rotation des vis, ainsi que des dispositifs pour l'application ou l'équilibrage de poids d'importance réglable.

   17. - Dispositif suivant les revendications 13 à 15, caractérisé en ce que la traverse porte des dispositifs res- pectivement pour sa translation verticale et pour la mise en rotation des vis, ces dispositifs permettant d'établir entre eux un rapport de transmission déterminé et réglable.

   18. - Dispositif suivant les revendications 12 à 17, caractérisé en ce que les faces inférieures des filets des organes de tassement sont inclinées obliquement vers le haut <Desc/Clms Page number 14> à partir de l'axe.

   19. - Dispositif suivant les revendications 9 à 17, caractérisé en ce que la longueur axiale du filetage de la vis n'est qu'une fraction du chemin que la vis parcourt en se déplaçant à travers la charge de charbon.

   20.- Dispositif suivant la revendication 19, carac- térisé en ce que le diamètre extérieur du filetage décroît à l'une ou aux deux extrémités de la vis.

   21.- Dispositif suivant les revendications 19 et 20, caractérisé en ce que l'arbre porte à proximité de l'endroit où commence l'organe de tassement un bras-agitateur ou autre qui dépasse le plus grand rayon de l'organe de tassement et peut, de préférence, être replié.

   22.- Dispositif suivant les revendications 19 à 21, caractérisé en ce que le diamètre de l'arbre est sensible- ment inférieur au plus grand diamètre de l'organe de tasse- ment.

   23.- Dispositif suivant les revendications 12 à 22, caractérisé par l'emploi de vis à plusieurs entrées comme organes de tassement.