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Brevet d'invention. Perfectionnements aux fours.
La présente invention se rapporte aux fours et, en particulier aux fours dans lesquels on désire réaliser au choix plusieurs trajets différents pour les gaz, par exemple les gaz circulant dans ou autour d'une charge ou une cornue,
Cette invention permet d'effectuer le changement de trajet désiré grâce à des mesures prises pour changer le sens dans lequel agit un ventilateur commandant la circulation de manière qu'il coopère avec des corps de ventilateurs, des conduits ou des sections de refoulement déterminés dans chaque position, afin qu'on puisse lui faire refouler les gaz dans chacun des trajets désirés, l'orifice d'aspiration du ventilateur pouvant, au contraire ou supplémentairement, être amené à aspirer les gaz d'une façon analogue, à partir des différentes sections.
L'invention a un grand champ d'application dans les fours
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où le mouvement de l'air ou d'autres gaz est réalisé au moyen de ventilateurs, mais elle est applicable particulièrement dans des cycles de récupération où la matière est contenue dans des cornues et où la chaleur d'une charge qui se refroidit est utilisée pour le préchauffage de la charge d'une autre cornue.
Conformément à la présente invention, on effectue le change- ment de circuit désiré des gaz en circulation en ce qui concerne chaque cornue en déplaçant le ventilateur dans le sens axial de manière que, dans chaque position, il coopère avec les conduits convenables. Le déplacement peut avoir lieu automa.tiquement lors du changement correspondant du cycle de récupération : par exemple dans l'application à une batterie de cornues chauffées par un four du type à cloche cylindrique, le placement du four cloche sur un socle peut amener automatiquement le ventilateur une position où il effectue une circula,tion intérieure seulement.
On décrira maintenant dans ce qui suit un exemple particulier d'installation de four suivant l'invention, en se reportant aux dessins annexés sur lesquels :
Fig. 1 est une coupe d'un socle caractérisé par des moyens perfectionnés pour offrir des trajets différents aux ga.z;
Figs. 2 et 3 montrent des stades successifs du cycle d'opé- rations d'un four exécuté conformément à l'invention et Fige 4 montre une disposition modifiée de fours,
Comme le montre la Fig. 1, un ventilateur centrifuge vertical 51 est monté dans le socle du four; il présente une tubulure centrale 52 qui s'élève d'une hauteur égale environ à celle des aubes 51' du ventilateur.
Le ventilateur et son arbre moteur 53 (qui peut être commandé par des clavettes ou leur équivalent et par la transmission 54 à partir du moteur 55) sont déplaçables ensemble dans le sens axial.
Lorsque le ventilateur 51 se trouve dans sa position infé-
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rieure, comme on le voit sur la Fig. 1, les aubes 51 se trouvent dans un corps de ventilateur relié par des conduits 56 à l'une des voies par lesquelles on désire faire circuler des gaz.
On peut, comme le montre le dessin, soulever le ventilateur au moyen d'un dispositif à levier. 57, 58 de façon que les aubes se trouvent à l'intérieur d'un conduit 59' Le soulèvement est réalisé automatiquement par le poids d'une cornue 6 placée sur le socle et emprisonnant la charge sur ce socle, le poids de cette cornue exerçant une pression sur le dispositif à levier 57-58, Le ventilateur fait alors circuler le gaz, de préférence et généralement un gaz protecteur, à l'intérieur de la cornue et sur la charge, ce gaz étant refoulé dans le conduit 59 qui le renvoie vers le haut, afin qu'il circule à l'intérieur de la cornue et qu'il revienne à la tubulure centrale d'entrée 52.
Un tel agencement est particulièrement approprié dans le cas d'un procédé de traitement thermique où plusieurs socles sont employés et où la chaleur d'une charge qui se refroidit sur un des socles est utilisée pour préchauffer une charge qui attend sur un autre socle d'être traitée.
Dans l'organisation représentée par les Figs. 2 et 3, on a prévu quatre socles 1, 2, 3 et 4 et un four à cloche 5 pour la batterie. On a prévu des cornues 6, une pour chaque socle, les cornues 6 couvrant le socle et étant rendues étanches, à leur partie inférieure, par un joint hydraulique double 7. On a prévu également des moyens dans chaque socle pour constituer une at- mosphère protectrice à l'intérieur de la cornue au moyen de tuyauteries conduisant à une source de gaz et pourvues de robinets de réglage manoeuvrables à la volonté de l'opérateur.
Le four 5 est constitué par une enveloppe 8 en forme de pot renversé, convenablement isolé et présentant des organes de chauffage électrique 9 sur ses parois intérieures. Ces organes
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sont reliés à une source convenable d'énergie par un conducteur flexible. Le four peut être placé au-dessus de la cornue 6 sur l'un quelconque des socles 1, 2,3 ou 4 et il chauffe alors la charge que porte ce socle.
Cha,que socle est pourvu d'un ventilateur 51 déplacable dans le sens axial et est relié par des tuyauteries 10, 11 au socle qui reçoit le four venant inuaédiatement après le four suivant dans le cycle des opérations. Les tuyauteries relient les con- duits 56 d'un socle à un conduit 60, de l'autre socle, qui débou- che dans la cornue, de sorte que, lorsque les ventilateurs des socles qui communiquent entre eux se trouvent dans leur position des cornues inférieure, on peut faire circuler entre les cornues les gaz cornue re- posant sur ces deux socles.
Les conduits qui laissent passer le gaz d'un socle à l'autre sont complètement isolés et sont pourvus de robinets qu'on ferme, chacun son tour, pendant la période de chauffage du four pour empêcher des perturbations à l'intérieur de l'enveloppe. Ces ro- binets sont montés sur un tableau entre chaque socle, à côté des robinets pour le balayage préalable des cornues et des conduits.
On a prévu dans la batterie une cloche calorifugée 15 de dimensions suffisantes pour recouvrir complètement les cornues protectrices 6. Cette cloche 15 est placée sur le socle portant la charge nouvelle et elle empêche des pertes inutiles de chaleur pendant le préchauffage de cette charge. Une cloche analogue, non représentée, peut être prévue également pour recouvrir la base contenant la charge qui vient d'être chauffée.
Le mode de fonctionnement de la batterie qui vient d'être décrit, deviendra clair si l'on considère un cycle d'opérations.
En un point du cycle représenté par la Fig. 2, le four 5 a été placé sur un des socles 1 et commence à chauffer la, charge 16 qui s'y trouve déjà. Le socle , d'où le four 5 vient d'être enlevé, porte une charge chaude 17, qui commence à se refroidir.
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Un autre socle, le socle 3, porte une charge 18 qui est déjà un peu refroidie et le socle restant 2 porte une charge froide 19. Toutes les charges que portent les socles sont entourées d'une atmosphère protectrice à l'intérieur des cornues protectrices 6 à double joint hydraulique, et cette atmosphère est conservée pendant le cycle.
La cloche calorifugée 15 a été placée au-dessus de l'exterieur de la cornue protectrice 6 couvrant le socle 2, qui contient la charge froide 19, laquelle a subi un balayage préala- ble par le gaz constituant'l'atmosphère protectrice.
Le ventilateur 51 dans le socle 1 a été soulevé pax le poids du four 5 et fait circuler, dans le sens des flèches, l'atmosphère protectrice dans la,cornue 6 qui est associée à ce Ventilateur. Les ventilateurs 51 que contiennent les socles 2,3 et 4 se trouvent dans leur position inférieure et le ventilateur qui se trouve dans le socle 3 est arrêté.
Les ventilateurs montés dans les socles 2 et 4- fonctionnent en série pour faire circuler l'atmosphère protectrice dans les cornues correspondantes, par les tuyaux 11 et par les cornues, dans le sens indiqué par les flèches. La chaleur abandonnée par la charge cha.ude 17 est ainsi tra,nsférée à la charge froide 19 qui est chauffée graduellement jusque ce que l'équilibre de température soit atteint entre ces deux charges. L'organisation est établie de préférence de manière que cet équilibre soit atteint pendant le temps que prend le four 5 pour achever le chauffage de la charge 16 au-dessus de laquelle il est placé.
Peu de temps après la fin de cette période, la charge 18, qui s'est déjà refroidie, est enlevée de son socle 3 et une nouvelle charge 20 est placée sur celui-ci. On place la cornue protectrice 6 au-dessus de la charge 20 et on la balaie complètement par les gaz protecteurs, grâce à quoi l'atmosphère requise est produite. L'introduction des gaz protecteurs est réduite
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alors de manière à maintenir tout juste l'atmosphère dans le même et?!.
A la fin de la période de chauffage, on amène la, cloche calorifugée 15 sur ce socle 3 fraîchement chargé et on transfère le four 5 du socle 1, sur lequel il a chauffé la. charge 16, au socle 2 d'où la cloche ca,lorifugée 15 a. été enlevée et qui porte la, charge préchauffée 19.
L'organisation est alors celle représentée par la Fig. 3 et est analogue à celle existant au commencement du cycle. Le ven- tilateur 51 qui se trouve dans le socle 2 a été soulevé par le poids du four 5 et fait circuler l'atmosphère protectrice autour de la charge 19, tandis que les ventilateurs que contiennent les socles 1 et 3 font circuler l'atmosphère protectrice par les tuyaux 10 et par les cornues correspondantes en transférant la. chaleur de la charge chaude 16 à la charge fraîche 20.
On continue le cycle d'opérations, en plaçant d'abord le four sur le socle 3, puis sur le socle et finalement sur le socle 1, la. situation existant à ce moment étant représentée par la Fig. 2.
On voit que chaque charge subit d'abord un préchauffage pendont un certain temps, qu'elle est chauffée ensuite par le four pendant une période de durée analogue, puis refroidie rapidement pendant une période de durée semblable et qu'elle se refroidit enfin naturellement pendant un temps de durée à peu près égale.
Le préchauffage permet de réaliser une économie appréciable dans les frais occasionnés par le fonctionnement du four.
Dans une forme d'exécution modifiée que représente la Fig.4, la transmission de la chaleur est effectua entre les atmosphères protectrices de chaque cornue. Le gaz provenant de chacun des socles 1, 2,3 et 4 est amené à circuler par des tuyauteries, désignées respectivement par 71, 72, 73 et 74, reliées'entre elles
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de façon que le gaz chaud sortant d'un des socles puisse être employé pour le préchauffage du gaz froid qui entre dans un autre socle. La transmission de chaleur est effectuée dans un appareil tel de transmission de chaleur 75,76, un/ appareil étant prévu pour chaque paire de socles.
Le cycle d'opérations est analogue à celui décrit plus haut et les socles sont pourvus de ventilateurs pouvant se déplacer dans le sens axial pour réaliser les circulations différentes du gaz, ainsi qu'il a été dit.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux détails de l'organisation particulière décrite plus haut à titre d'exemple, mais qu'elle comprend également les modifications qui entrent dans le cadre des idées générales se trouvant à la base de l'invention.
Résumé.
En résumé l'invention concerne :
1. Une organisation de fours, comportant des moyens permettant de réaliser au choix plusieurs trajets différents pour des gaz mis en circulation par un ventilateur, caractérisée en ce que le ventilateur est mobile de manière qu'il peut coopérer avec des corps de ventilateurs, avec des conduits ou avec des sections de refoulement appropriés dans chaque position, de façon qu'on puisse l'amener à faire circuler du gaz sur l'un quelconque des trajets.
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