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Dispositif de renversement pour les gaz perdu et les gaz chauds dans les installations de fours à régénération. -
La pré sente invention se rapporte à un dispositif de renversement pour les gaz perdus et les gaz chauds dans les fours à régénération, comportant deux dispositifs de fermeture dont le s organe s d'obturation sont rel ié sI 'un à ' autre de façon que, au moyen de cedispositifs, les deux carneaux du four aboutissant l'un et l'autre aux chambres de récupération peuvent être reliés alternativement à la conduite d'amenée des gaz chauds et à la conduite degaz perdus qui mène versla cheminée.
Le dispositif de renversement, d'aprèsla pré sente invention, pour les courants de gaz perdus et de gaz chauds dans les fours à régénération est e ssentiell ement caractérisé par le fait que, entre la conduite d'amenée de gaz chauds et le s deux paire de dispositifs de fermeture, est disposée une valve à papillon (valve à inversion) ou une soupape à siège à deux voies ou un autre organe analogue, qui produit le renversement du courant de gaz chauds, et enfin par ce que les deux paires de dispositifs d'arrêt
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ou de fermeture sont commandées par de s organes d'inver sion de construction appropriée qui opèrent de telle manière que tout d'abord, par le changement de position de la première paire de dispositifs d'arrêt,
le carneau de four relié à la conduite de gaz per du s est coupé d'avec cette dernière et relié à l'enveloppe de la valve à papillon, et qu'aussitôt la valve à papillon prend l'autre position de travail, brusquement, après quoi, par suite de la mise en action de l'autre paire de dispositifs d'arrêt, le carneau qui jusqu'ici était relié à l'enveloppe de la valve à papillon, est coupé de celle-ci pour être relié maintenant à la conduite de gaz perdu s.
Le dispositif de renversement conforme à la présente invention apporte de considérable s avantage s : l'opération de renversement se fait sans aucune perte de gaz et ne détermine aucun accroissement de pre ssion dans la conduite d'amenée de gaz ; en outre, il n'y a plu s aucune interruption dans l'arrivée de s gaz et il s'ensuit qu' à aucun moment la fusion n'est interrompue.
Ainsi donc, en utilisant le dispositif de renversement faisant l'objet de la présente invention, il ne se pré sente plusde baisse de température dans la tête du four pendant l'opération de renversement, d'où meilleur rendement de l'installation quant à la fusion et ainsi donc un fonctionnement régulier, ininterrompu et souple du four. Un autre avantage du dispositif de renversement conforme à l'invention réside dans le fait que ce dispositif est parfaitement étanche, toute fuite de gaz étant impossible.
Le dispositif de renversement suivant l'invention e st de préférence conçu de telle manière que les organes d'obturation des deux paires de dispositifs d'arrêt qui, de préférence, sont constitués par des soupapes, sont commandés au moyen d'un tambour à câble tournant tantôt dans un sens, tantôt dans l'autre. Ce tambour en tournant dans un sens soulève, vers la fin de cette rotation, la soupape commandant la conduite de gaz perdus et faisant partie de l'une des paires de soupapes, et la met dans la position
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ouverte, tout en opérant 1'abai ssement, ver s 1 a po sition fermée , de la soupape correspondante disposée dan s 1 a conduite de gaz chauds.
Lorsque le dit tambour tourne en sens inverse, il effectue, pendant la dernière phase de rotation, le changement de position respectif dess deux soupapess de l'autre paire de soupape s, tandis que le tambour arrivé à mi-chemin de sa rotation, dans un sens ou dans l'autre, opère le renversement, d'une position à l'autre, de la valve à papillon disposée dans la conduite d'amenée de gaz.
Grâce à cette combinai son, on n'a besoin que d'un seul moteur pour actionner le tambour à câble commandant le dispositif de renversement. Il serait d'ailleurs avantageux et très facile d'y prévoir, en outre, un dispositif de commande actionné à la main pour le tambour à câble, que l'on utiliserait en cas de panne du moteur. Ainsi donc, le dispositif de renversement d'après l'invention possède un mécanisme de commande excessivement simple.
Les deux dispositifs de renversement de soupape dansune installation réalisée suivant la présente invention, se composent essentiellement, chacun, de deux corps de soupape refroidis par circulation d'eau et qui, disposés l'un au-dessus de l'autre, travaillent en sens inverse l'un par rapport à l'autre. ces corps de soupape sont, vers l'enveloppe de soupape, hermétiquement fermés au moyen d' anneaux-fl otteur qui, le cas échéant, pourraient encore être soumis s à l'action de ressorts les poussant vers le haut ; ces corps de soupape, en se posant sur les sièges respectifs, viennent, au moyen d'organes annulaires faisant saillie vers le bas, rencontrer le s anneaux-fl otteur et le pousser dan l'inté- rieur de s corps creux du siège de soupape.
L'amenée et l'évacua - tion de l'eau de refroidissement desdeux corps de soupape s'ef- fectue par les tiges s de soupape.
La conformation précitée 'du dispositif de renversement de soupape permet d'empêcher l'eau de refroidissement se trouvant aussi bien dans les corpsde soupape que dans les sièges de soupape de venir en contact avec les gaz perdus ou frais, de sorte que
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1' eau reste toujours propre. En outre, grâce à la conformation d' aprè s 1 invention du di spo sit i f de renversement à soupape,les gaz chauds ne pourront en aucun cas emporter de la vapeur d'eau.
-Le de ssin annexé représente, à titre d'exemple, une forme de réalisation d'une installation de renversement suivant l'in vention.
Les figures 1 à 4 montrent les différentes phases de travail du dispositif de renversement pour fours à régénération.
Lesrepères 1 et 2 désignent respectivement les deux chambres de chauffe ou de combustion d'un four à régénération, tandis que 3 désigne la conduite d'amenée de gaz frais. 4 est la cheminée pour les gaz perdu s.
Entre le s chambre s de chauffe ou de combustion 1 et 2 et la conduite d'amenée commune de gaz frais 3 ainsi que la cheminée 4 sont disposés le deux dispositifs d'inversion à soupape 5 et 6.
Chacun de ce dispositifs d'inversion comporte un corps supérieur 7, respectivement 7'et un corps inférieur 8 re spectivement 8', constitués l'un et l'autre par un corpscreux rempli d'eau, dont la partie inférieure comporte une partie saillante annulaire 9, respectivement 10. L'enveloppe de soupape Il de cha- que dispositif de distribution possède un siège supérieur 12-12' et un siège de soupape inférieur 13, 13', ces sièges de soupape étant également remplis d'eau ; l'arrivée et 1' évacuation de cette eau a lieu extérieurement. Le siège de soupape supérieur 12 et 12' reçoit le corps supérieur 7-7', tandis que le siège de soupape inférieur 13, 13' est destiné au corps inférieur 8, 8' de la soupa,pe.
Dans le corps creux du siège supérieur est disposé un anneauflotteur 14, 14', et dans le siège de soupape inférieur se trouve aussi un anneau -flotte= 15, 15' ; aussi longtemps qu'aucun corps de soupape ne vient se poser sur son siège respectif, cess anneaux- flotteurs viennent se placer respectivement contre les partie s saillante s 16, 16'et 17, 17' de l'enveloppe de soupape Il, fermant ainsi hermétiquement cette partie remplie d'eau des siège-s de soupape vers l'enveloppe 11. Au besoin, on pourrait encore
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prévoir, dans les sièges de soupape, deressorts coopérant à la montée desanneaux-flotteurs 14 et 15, respectivement 14' et 15' .
La conduite d'amenée de gaz 3 aboutit à la partie supérieure de l'enveloppe de soupape 11, à savoir au-dessus du siège de sou- pape supérieur 12, 12' , tandisque la partie inférieure de chaque enveloppe de soupape reçoit une conduite 18, respectivement 19, qui aboutit respectivement aux chambresde chauffe 1 et 2, de mê- me qu'une conduite 20, 21 aboutissant à la cheminée 4 destinée à l'évacuation de s gaz.
Le corps de soupape inférieur 8, 8' de chaque dispositif d'inversion est porté par une tige 22, 22' dont la charge peut être modifiée au moyen de poids 23, 23' . La tige de soupape 22 re- çoit un câble 24 qui mène ver s un tambour 25 disposé au-dessus de la conduite d'amenée de gaz 3 ; un moteur électrique 26 impri- me à ce tambour un mouvement de rotation de 180 , dans un sens ou dansl'autre ; la tige de soupape'22' reçoit également un câble 27 aboutissant au tambour 25, comme le montre le dessin.
Le corps de soupape supérieur 7, 7' de chaque dispositif d'inversion est fixé sur une tige de soupape 28, 28' creuse, traversée par la tige de soupape 22, 22'. L'extrémité supérieure de la tige de soupape 28, 28' est rel iée, au moyen de deux câbles 29, 29' passant sur depoulies s à gorge 31 di spo séesur la par - tie supérieure 30, à l'extrémité supérieure de la tige intérieure 22, 22' , de sorte que, lorsque cette dernière de scend, la tige de soupape extérieure 28, 28' e st soulevée, et vice-versa. la tige extérieure 28 est guidée, dans se s montée s et de scente s, au moyen d'un dispositif transversal 32, tandisque la tige intérieure 22, 22' est, à son tour, guidée dans la tige extérieure elle-même.
La tige intérieure 22 comporte intérieurement la conduite d'amenée d'eau 33, ainsi que la conduite d'évacuation d'eau 34, cesdeux conduites 33 et 34 pénétrant dans l'intérieur du corps inférieur 8, fautivement 8'. D'autre part, la tige extérieure 28 renfer-
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me la conduite d'amenée d'eau 35, de même que la conduite d'évacuation d'eau 36 , lesquelles conduite s pénètrent à l'intérieur du corps de soupape de dessus 7, 7'.
Sur l'arbre 37 du tambour à câble 25 est fixé un bras 38, dont la longueur peut être modifiée et qui, à son extrémité libre, comporta un maneton 40.
A l'intérieur de la conduite dt amenée de gaz 3, à savoir dans la partie d'amenée 3' qui devra présenter une conformation appropriée, et au-dessous du tambour à câble 25, est montée pivotante, air l'axe 42, une valva inverssuse 41 qui peut se placer de telle manière qu'elle se met, soit contre les surfaces de siège 43,43, soit contre les surface s de siège 44,44 de 11 enveloppe de la conduite 3' .
Sur l'axe. 42 de la valve 41 est fixé, à l'exté rieur de l'enveloppe 3' , un bras 45 de longueur variable, dont l'extrémité libre forme la fourche 46, ce bras se trouvant sur le même plan vertical que le maneton 40 du bras 38, de sorte que, lorsque le bras 38, dans son mouvement de rotation, quitte la po- sition représentée à la fig.l, le maneton 40 vient s'engager dans la fourche 46.
Si, pour une raison quelconque, le moteur 26 ne peut être utilisé, la rotation du tambour à câble 25 pourra également être obtenue, dans les s deux sens, au moyen d'un di spositif de commande 48, actionné à la main et disposé sur la plate-forme du four.
Le modus operandi du dispositif de renversement pour foursà régénération, d'après la présente description, est le suivant : (voir successivement les fig.l à 4)
Prenant comme point de départ la position que les différents organess occupent à la fig.l, on voit que la chambre de chauffe 2 est rel iée à la conduite d'amenée de gaz 3, tandis que la chambre de chauffe 1 est reliée à la cheminée 4 servant à l'évacuation des gaz, comme le montrent les flèches..!Jans cette phase de travail, le corps de soupape 7 supérieur repose sur son siège respectif 12 du dispositif de renversement de soupape 5 et, ce faisant, enfonce
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l'anneau-flotteur 14 danle siège de soupape 12,
ce qui produit une fermeture étanche entre le corps et le siège de soupape.
Dans cette position, le corps de soupape inférieur 8 du dispositif d'inversion 5 occupe sa position supérieure.
En même temp s, le s deux corps de soupape 7' et 8' du di spositif d'inversion 6 occupent les positions opposées, le corps supérieur 7' se trouvant danssa position supérieure et n'occupant donc pas le siège supérieur 12', tandi s que le corpsde soupape inférieur 8' repose sur le siège inférieur 13'. Dansla position des organes représentée à la fig.l, le câble 24 reliant le tam bour 25 à la tige de soupape 22 du dispositif 5, est tendu, tan- dis que le câble 27 entre le tambour et la tige de soupape 22' du dispositif 6 est détendu.
Si maintenant on veut opérer le renversement de marche du four, on met le moteur 26 en circuit, de telle manière que celuici, de préférence par l'intermédiaire d'un engrenage démultiplicateur approprié, entraîne le tambour 25 dans le sens de la flèche 49. Au commencement de la rotation du tambour 25, dans le sens de la flèche 49, le câble 24 est libéré et le corps de soupape 8 du dispositif inverseur 5 descend avecsa tige 22, sous l'action du poids 23, pour occuper maintenant la position repré- sentée à la fig.2 et fermer ainsi la communication entre la chambre de chauffe 1 et la cheminée 4.
En même temps, les câbles 29 soulèvent le corps de soupape 7 du dispositif inverseur 5, ce corps occupant maintenant la position représentée à la fig.2, de sorte que le dispositif 5 ne ferme plus la communication entre la conduite d'amenée de gaz 5 et la chambre de chauffe 1. Mais comme au début de la rotation du tambour 25, dansle sens de la flèche 49, la position de la valve à papillon 41 reste inchangée, c'est- à-dire que celle-ci occupe à la fig. 2 la même position qu'à la fig.l, la chambre de chauffe 1 ne reçoit pas encore de gaz frais.
Pendant que le tambour à câble 25 passe de la position suivant fig.l à celle de la fig.2, rien n'a été changé dansla posi-
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tion du dispositif 6, mais uniquement une partie de la flèche du câble 27 a été enroulée sur le tambour 25 ; il en résulte que même dans la position représentée à la fig.2, la chambre de chauffe 2 e st encore alimentée en gaz frai s.
Lorsque le tambour 25 en poursuivant son mouvement de rotation s'effectuant dans le'sens de la flèche 49, passe de la position de la fig.2 à celle qui est représentée à la fig.3, le maneton 40 s'engage dans la fourche 46 du bras 45 et il en résulte, pendant que le tambour 25 passe de la position de la figure 2 à. celle de la fig.3, le renversement de la valve à papillon 41, c'est-à-dire que celle-ci quitte la position dess fig.l et 2 pour prendre celle de la fig.3, ce renversement s'effectuant donc brusquement. Comme il a été dit plus haut, on peut régler la longueur des bras 38 et 45 en vue d' assurer un parfait fonctionnement de ceorgane s.
Pendant que s'opère le renversement de la valve à papillon 41, de la position defigures s l et 2 à celle de la fig.3, la po- sition desdispositifs 5 et 6 n'a subi aucun changement, de sorte que maintenant commence l'admission de gaz dans la. chambre de chauffe 1 , tandi s que à ce moment la chambre de chauffe 2, tout en étant coupée, par la valve à papillon 41, de la conduite d'ame- née de gaz frai s, n'est pasencore reliée à la cheminée 4.
Lorsque le tambour 25 arrive à la position représentée à la fig.3, le câble 27 est tendu, tandis que le câble 24 commence déjà à s'infléchir.
@uis, lorsque le tambour, de la position fig.3 passe à la po- sition fin de course suivant la fig. 4, le bras 38 fixé sur l'ar bre du tambour se libère du bras 45 monté sur l'arbre de la valve à papillon, de sorte que lorsque le tambour passe de la position de la fig.3 à celle de la fig.4, la position de la valve à papillon reste la même.
Par contre, pendant la rotation finale du tambour 25, passant de la position de la fig.3 à celle de la fig.4, s'effectue le renversement du dispositif inverseur 6 le corps de soupape inférieur 8' étant soulevé par le câble 27, ce qui opère en
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même tempsl'abaissement du corps de soupape supérieur 7' ; dans cette position le corps de soupape 7' sépare al or s 1 a chambre de chauffe 2 d'avec la conduite d'amenée de gaz, mais d'autre part, la chambre de chauffe 2 e st maintenant reliée à la cheminée 4, comme le montrent d'ailleurs les flèches.
Après ce mouvement de rotation de 180 que le tambour effectue, dans le sens de la flèche 49, en un temps relativement court, le renversement est complètement terminé et le four se trouve dans une nouvelle phase de travail.
Lorsque, après un certain tempsde fusion, la marche du four doit de nouveau être renversée, c'est-à-dire qu'il doit de nouveau occuper la position représentée à la fig.l, il suffit de faire pas'ser le tambour à câble 25, dans le sens de la flèche 50, de la position de la fig.4 à celle de la fig.l, ce qui détermine les mêmesopérations en sens inverse, de telle sorte que tout d'abord 1 e dispositif 6 se renverse, après s quoi la valve à papillon 41 prend la position représentée à la fig.l et, finalement, le dispo- sitif 5 se renverse, les différents organes occupant dèslors de nouveau la position de la fig.l.
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