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Perfectionnements apportés aux mécanismes transporteurs.
La présente invention se rapporte aux mécanismes transporteurs et a pour objet d'établir un mécanisme perfec- tionné, particulièrement applicable aux foyers à alimentation par en-dessous. Le mécanisme transporteur suivant l'invention peut cependant trouver d'autres applications, partout où il s'agit de manipuler des matières en vrac. Le mécanisme selon l'invention est constitué essentiellement par un mouton ou piston transporteur primaire prévu pour refouler la matière à travers un couloir d'alimentation primaire qui débouche dans un ou plusieurs pôuloira d'alimentation secondaires, où un ou plusieurs pistons secondaires assurent le transport ultérieur de la matière.
Dans les foyers de cornues à alimentation par en- dessous prévus pour l'emploi de combustibles carbonifères, @ on fait usage de deux types de mécanismes transporteurs pour amener le combustible depuis la trémie-magasin jusqu'à la @
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cornue. Lorsque là trémie est montée au voisinage immédiat de la cornue, on fait usage d'un piston à mouvement alternatif qui entraîne le combustible depuis la trémie et le refoule vers le haut, à travers la cornue, vers la zone de combustion.
Toutefois, et lorsque le combustible doit être entraîné sur une distance appréciable depuis la trémie jusqu'à la cornue, on constate qu'un tel piston à mouvement alternatif ne fonctionne pas d'une manière satisfaisante, vu la résistance de frottement excessive qui apparaît dans le couloir de transport.
Dans ce cas, il est fait usage d'un transporteur à vis sans fin, qui s'étend depuis la trémie jusqu'à la cornue et qui sert non seulement à amener le combustible depuis la trémie, mais aussi à refouler celui-ci vers le haut à travers la cornue. Il a été constaté qu'avec certaines catégories de combustibles, particulièrement dans le cas de charbons friables, l'effet de broyage exercé par la vis sans fin provoque une dégradation exeessive du combustible, réduisant ainsi le rendement de la combustion. De plus, une telle vis sans fin peut facilement se gripper par le fait qu'un fragment de matière dure viendrait se coincer entre la vis et l'enveloppe dans laquelle elle fonctionne. Lorsqu'un tel accident se produit, il est souvent nécessaire de démonter l'appareil tout entier pour permettre d'éliminer le défaut.
Ce risque de grippage oblige de prévoir dans le systèm@ d'entraînement de la vis sans fin un accouplement patineur, un goujon de cisaillement, ou un dispositif de sécurité équivalent.
Le mécanisme transporteur suivant l'invention consiste an un dispositif automatique simple et sûr, à l'aide duquel un combustible, même friable, peut être entraîné depuis une trémie-magasin située à une certaine distance d'une cornue à alimentation par en-dessous, et être amené jusqu'à la zone de combustion avec une dépense d'énergie minimum, sans dégradation appréciable et avec élimination complète du
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risque de voir le mécanisme grippé par suite de la présence fortuite de matières étrangères dans le combustible.-Le dispo- sitif suivant l'invention permet en outre d'employer des gros-- seurs de combustible sensiblement supérieures à celles qu'on peut utiliser avec un transporteur à vis sans fin.
Dans un dispositif transporteur pour foyer à alimenta- tion par en-dessous suivant l'invention, on fait usage d'un mécanisme à deux pistons transporteurs, dans lequel un piston, lequel travaille immédiatement.au-dessous de la trémie-magasin, entraîne le combustible, à travers un couloir divergent vers une chambre de réception intermédiaire immédiatement adjacente à la cornue. Dans cette dernière chambre, et en un endroit situé plus bas que le point de décharge du premier piston, agit un second piston destiné à alimenter la cornue.
De préférence, le deuxième piston possède une capa- cité de déplacement supérieure à celle du premier, afin d'assu- rer constamment une évacuation libre et ininterrompue des char- ges amenées par le premier piston. L'entraînement des deux pistons, lequel est assuré par une source motrice commune, est, conçu de manière que les pistons exécutent leurs courses res- pectives en opposition, de telle façon que la course en arrière- du second piston crée toujours dans la chambre de réception intermédiaire l'espace nécessaire pour la matière amenée par- la course en avant du premier piston..
De cette manière on obtient avec certitude que 1'entraînement du combustible par le premier piston ne rencontre pas une résistance appréciable et que cette première phase de l'opération d'alimentation est réalisée sans une détérioration de la matière. En outre, et vu que le second piston/arrive jusqu'à proximité immédiate de l'entrée de la cornue, c'est-à-dire, jusqu'à un point qu'il est impossible d'approcher à un degré semblable dans les mé- canismes de chaufferie à piston unique, l'introduction du com-- bustible dans la cornue rencontre la plus fible résistance
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possible, avec diminution correspondante de la dégradation du combustible dans la phase finale.
La Commande des deux pistons est de préférence assu- rée par un dispositif hydraulique, dans lequel un piston hydrau- lique à double effet/est constitué'ou monté sur une extrémité de la tige de l'un des pistons transporteurs, le mouvement étant transmis à l'autre piston par l'intermédiaire d'une roue dentée en prise avec une denture rectiligne formée dans les tiges des pistons ou faisant partie de crémaillères solidaires de ces tiges.
Une disposition avantageuse consiste à employer une pompe à débit constant, réglée, au moyen d'une soupape de sû- reté ou de soulagement ajustable, à une pression maximum con- venable, de telle sorte que, pour la course de travail du deuxième piston, la pression du fluide agit sur la totalité de la surf ace en bout du piston hydraulique,tandis que la course de retour est effectuée par l'action de la pression sur une surface annulaire concentrioue avec une partie dépouil- lée du piston hydraulique, partie qui constitue la liaison entre le piston hydraulique et le mécanisme des pistons trans- porteurs.
Par le fait qu'on emploie une pompe à débit con- stant, la course de travail'du second piston transporteur sera relativement lente, mais avec application de la force maximum, tandis que la course de retour s'effectuera à une plus grande vitesse et avec développement d'une force réduite en consé- quence. Cette disposition est très favorable, étant donné que la première phase du travail d'alimentation du mécanisme à deux pistons transporteurs rencontre une très faible résistance, ce qui permet d'accélerer l'ensemble du cycle de travail.
La commande automatique du distributeur de fluide de pression, en vue de déterminer les deux sens du mouvement du piston dans le cylindre hydraulique, peut être convenable- ment assurée directément par l'une des barres à crémaillères..
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à cette fin, une tige de commande montée sur l'une des barres à crémaillères est réunie à une soupape d'admission préalable, qui commande l'admission de l'agent de pression à travers des orifices étranglés, en vue d'actionner des soupapes-pistons qui mettent en communication, tantôt l'une tantôt l'autre des faces du piston moteur, avec le côté de pression ou avec le côté d'évacuation. Une disposition appropriée consiste à prévoir pour les soupapes-pistons des pistons de commande à rappel par gravité.
Dans ce cas, et lorsque, par suite du mouvement des pistons transporteurs, la soupape d'admission préalable est déplacée de manière à obturer l'orifice d'admission de 1' agent de pression à un piston de commande de soupape et à démasquer l'orifice d'évacuation correspondant, d'une part, et à démasquer l'orifice d'admission de l'agent de pression à 1' autre piston de commande de soupape, tout en obturant 1'orifices d'évacuation correspondant d'autre part, - le premier piston de commande de soupape descendra lentement sous l'effet de la pesanteur au fur et à mesure que l'agent de pression présent sous ce piston s'échappera-à travers l'orifice d'évacuation démasaué; ce dernier présentant des dimensions lui permettant de déterminer la durée totale de la descente du piston de commande:
Au bout de ce laps de temps, la soupape-piston aura- établi la communication entre l'extrémité correspondante du cylindre hydraulique et le canal de pression, en vue de refouler le piston hydraulique vers l'extrémité opposée. Toutefois,, l'autre piston de commande de soupape et l'autre soupape oiston auront été préalablement refoulés vers le haut, et avec une plus grande rapidité, par l'agent de pression. et auront interrompu l'admission de l'agent de pression à l'autre face. du piston moteur et mis le coté 'correspondant du cylindre hydraulique en communication avec l'orifice d'évacuation.
Ainsi, après que la soupape d'admission préalable aura été actionnée par le mécanisme des pistons transporteurs, il v aura une pério-
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de de mouvement par continuation, pendant laquelle les pistons transporteurs peuvent achever leurs courses respectives; après un intervalle dont la durée dépend de la différence entre les vitesses de déplacement des pistons de commande des soupapes** pistons sous l'action, respectivement, de l'agent de pression et de la pesanteur, le piston moteur commencera sa course dans le sens opposé.
La vitesse de travail effective du piston moteur dans le cylindre hydraulique peut être aisément réglée dans un tel système au moyen d'une simple soupape-pointeau prévue dans l'orifice d'admission d'agent de pression au mécanisme distributeur. En étranglant ainsi le passage pour l'agent moteur on peut faire varier la vitesse de fonctionnement du mécanisme à deux pistons transporteurs dans des limites voulues dans la pratique. cela sans imposer des charges escessives à la pompe hydraulique pourvue d'une soupape de soulagement.
La soupape de commande construite et actionnée de la manière décote ci-dessus permet un démarrage immédiat du mou-- vement alternatif du piston moteur à partir de n'importe quelle position de repos, le renversement de la soupape étant effectué d'une manière commandée, et à n'importe quelle vitesse de marche. oui varie entre un minimum et un maximum, lesquels peuvent être déterminés par un réglage de la soupape pointeau.
Lorsqu'il est fait usage d'un/tel mécanisme distributeur, il est utile que l'ensemble comprenant la pompe et la soupape de commande, le cylindre hydraulique et le mécanisme à crémaillères et à pignons réunissant les deux pistons transnor- teurs - soit logé dans une enveloppe étanche à, l'huile, dont la Partie inférieure constitue le carter d'huile d'où la pomne aspire de l'huile et vers leouel l'huile est évacuée depuis le cylindre hydraulique par l'intermédiaire du mécanisme distribn- teur.
Lors de la mise en oeuvre de l'objet de l'invention
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à des foyers à alimentation par/en-dessous, ou notera que le système d'alimentation à deux pistons transporteurs s'applique utilement à l'alimentation d'une cornue simple de forme usuel- le. L'emploi de ce mécanisme offre également des avantages particuliers pour l'alimentation d'une cornue comportant des subdivisions. Dans ce dernier cas on emploiera unéeul piston transporteur pour la première phase, lequel entraîne le combustible depuis la trémie magasin, à travers des couloirs divergents, vers une chambre de réception intermédiaire, située à proximité immédiate des orifices d'alimentation des subdivi-sions de la cornue.
Dans cette chambre de réception, et en un endroit situé au-dessous du point de décharge du premier piston transporteur, deux ou plusieurs pistons transporteurs suivant le nombre de subdivisions - attelés à une seule tige de commande, fonctionnent de manière à effectuer la deuxième phase de l'alimentation des chambres respectives/de la cornue..
L'avantage d'une telle subdivision de la cornue réside dans le fait que l'air fourni à la zone de combustion à travers des ouvertures ou tuyères prévues dans les parois et les cloisons de séparation des différentes chambres de la cornue est distribué beaucoup plus efficacement à travers tout le lit du combustible et par conséquent, on obtient une combustion complète et uniforme dans toute la zone de combustion, même avec des combustibles de mauvaise qualité ou réfractaires, qui, lorsqu'ils brûlent dans une cornue d'un seul tenant et doiargeur habituelle et qu'ils sont entraînés par un seul piston transporteur ou par un mécanisme à vis sans fin, donnent lieu à la formationd'une zone sombre où, en substance, aucune combustion n'a lieu..
En outre, et lorsque le mécanisme à deux étages de pistons transporteurs est employé:pour des foyers à alimentation par au-dessous, il est avantageux de prévoir un seul moteur électrique pour la commande de la pompe et du ventilateur qui fournit de l'air à la grille. Afin d'éviter le bruit auquel donne lieu l'emploi d'un engrenage de transmission, il est pré-
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férable de monter coaxialement le moteur, la Trompe et le ventilateur, soit - en les disposant sur un arbre commun, soit en alignant leurs arbres et réunissant ces derniers par des accouplementsappropriés..
Il a déjà été indiqué que la vitesse.de fonctionnement du mécanisme des pistons transporteurs peut être contrôlée à l'aide d'une simple soupape-pointeau.. Cette soupape, qui aura tendance à s'ouvrir sous l'action de l'agent de pression, peut être maintenue dans la position voulue au moye d'une vis de réglage. De préférence, on prévoit à proximité de la vis de réglage une échelle indiquant le réglage de la soupape-pointeau et la vitesse de fonctionnement correspondante du piston moteur qui engendre les mouvements des pistons transporteurs.. Si l'on désire établir un contrôle automatique, la soupape pointeau peut être contrôlée au moyen d'une came ou dispositif équivalent actionné par un thermostat adjoint à la chaudière ou autre appareil chauffé par la/cornue.
Dans le cas d'une batterie de foyers de cornues, chaque cornue sera pourvue de son propre mécanisme de pistons transporteurs à deux étages; toutefois, une seule pompe peut fournir l'agent de pression pour la commande des pistons transporteurs alimentant les différentes grilles. Il va de soi que le contrôle de la vitesse sera prévu pour chaque jeu de pistons transporteurs séparément, qu'il s'agisse d'un réglage à la main ou d'un réglage automatique par thermostat.
Pour faciliter la compréhension de l'invention, on se refèrera ci-après aux dessins annexés, dans lesquels :
La Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un foyer à alimentation par en-dessous suivant l'invention;
La Fig. 2 est une vue en plan correspondante, les plaques-couvercles étant enlevées;
La Fig. 3 est une vue en coupe transversale de la cornue;
La Fig. 4 montre le mécanisme distributeur en coupe
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suivant la ligne A-A de la Fig. 6.
La Fig. 5 est une vue en plan du mécanisme montré dans la Fig. 4.
La Fig. 6 est une vue en coupe suivant la ligne B-B de la Fig. 4; et
La Fig. 7 est une vue en coupe suivant la ligne C-C de la Fig. 4.
Le combustible destiné à être transporté 'vers la cornue 10 est placé dans la trémie 1. Cette trémie est en charge sur une chambre primaire d'alimentation 2 par un passage débouchant en un point situé immédiatement en avant du piston transporteur primaire 3.Sous l'effet du mouvement alternatif du piston transporteur 3, le combustible est amené.'à passer à travers le couloir d'alimentation primaire 2 vers la chambre de décharge primaire 4. La section du couloir d'alimentation primaire 2 augmente progressivement en direction/de la chambre de décharge primaire 4, de sorte que la résistance à l'avance- ment du combustible dans ce couloir va en diminuant.
Le com- bustible passe de la chambre de décharge primaire 4 dans les chambres d'alimentation secondaires 6 et 7, dans lesquelles agissent les pistons transporteurs secondaires 8,9 qui refoulent le combustible vers les deux parties de la cornue divisée 10.
Pour faciliter le passage du combustible vers les chambres d' alimentation secondaires, on prévoit un déflecteur 5 en dos/d' âne à l'extrémité du couloir d'alimentation primaire 2. Dans la le combustible est brûlé de la manière usuelle cornue 10, l'air étant fourni à travers les canaux ou tuyères 11. Dans l'exemple représenté au dessin, la cornue 10 est di- visée en deux parties dont chacune est alimentée séparément.
La cornue peut, si c'est nécessaire ou avantageux, être divisée en un plus grand nombre de parties, à chacune desquelles est adjoint un piston transporteur secondaire distinct et une cham- bre d'alimentation secondaire séparée pour le combustible.
Le piston transporteur 3 est supporté à l'extrémité; avant d'une barre à crémaillère 3 dont la denture est en prise
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avec un pignon 13, qui engrène, en un point diamétralement op- posé, avec une barre à crémaillère 14, reliée, par l'intermé- diaire d'une tige 15, aux pistons transporteurs 8 et 9. Grâce à une telle disposition, la course en avant du piston primaire correspond à la course en retour des organes transporteurs se- condaires, de sorte qu'il y a toujours dans les chambres d' alimentation secondaire 6,7 un espace suffisant pour recevoir le combustible déplacé par la course en avant du piston trans- porteur primaire 3.
De préférence, le déplacement total des listons transporteurs secondaires 8 et 9 est plus important que le déplacement du piston primaire 3, de manière à obtenir avec certitude que la quantité de combustible déplacée par le piston 3 ne dépasse jamais la capacité de l'espace disponible dans les chambres d'alimentation secondaires 6 et 7..
L'extrémitépostérieure de la barre à crémaillère 14 constitue un piston différentiel 16, ou est fixée à un tel pis- ton, dont l'extrémité de plus grand diamètre agit dans un cy- lindre 17. L'agent de pression appelé à actionner le piston est amené par le canal 19 pour la course en avant du piston moteur et, par conséquent, des organes transporteurs secondai- res, et, par le canal 18, pour la course de retour du piston 16. L'extrémité postérieure du cylindre 17 est obturée par une culasse 20 forcée de manière à laisser une communication entre le canal 19 et l'extrémité postérieure du cylindre 17.
L'admission de l'agent de pression, de préférence de l'huile, au cylindre 17 à travers les canaux 18 et 19 est, contrôlée par un distributeur désigné généralement par 21.
Dans l'exemple représenté aux dessins, le dispositif d'alimen- son propre mécanisme de commande tation du foyer comporte sous la forme d'un moteur électrique 23, qui commande une pompe à huile 22, montée coaxialement avec le moteur 23, un accouplement approprié étant représenté en 24. L'huile sous pression fournie par la pompe 22 se di- rige, à travers un tuyau 30,au distributeur 21, une soupape
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de soulagement 29 étant prévue pour limiter la pression maximum développée. Le flux de l'huile à travers le distributeur et vers le cylindre 17 est contrôlé par une soupape pdhteau ou autre dispositif approprié, l'organe de réglage de cette soupape étant désigné par 28.
L'ensemble formé par la pompe 22, le distributeur 21, le cylindre 17 et/le mécanisme à pignon et à crémaillères 12,13, 14 est logé dans une enveloppe 32 essentiellement étanche à l'huile. L'huile sous pression fournie par le tuyau 30, est évacuée, après avoir traversé le cylindre 17, vers l'enveloppe 32, dont la partie inférieure constitue un carter d'huile avec retour vers la pompe par le tuyau 31. Afin d'assurer le synchronisme parfàit entre le fonctionnement du distributeur 21 et les mouvements alternatifs des pistons transporteurs 3,8,9, le distributeur est commandé; par une tige de r,enversement 25 actionnée par un poussoir 26 porté par la barre à crémaillère 12. Il va de soi qu'il est indifférent que le poussoir 26 soit porté par la barre à crémaillère 12 ou par la barre à crémaillère 14.
Le ventilateur qui fournit de l'air la cornue 10 est logé à l'intérieur de l'enveloppe 33 et est commandé par le moteur électrique-23. Le ventilateur lui-même est de préférence monté en alignement axial avec le moteur 23, de manière à éviter le bruit causé par des engrenages de transmission. Un, conduit d'air 34 s'étend depuis l'enveloppe 33 du ventilateur jusqu'à la cornue 10.
Afin que le mécanisme d'alimentation du foyer puisse opérer d'une manière satisfaisante même à des vitesses de marche extrêmement réduites, il est nécessaire que le distributeur 21 puisse fonctionner à ces vitesses en tout sécurité.
On peut faire usage de n'importe quel mécanisme distributeur approprié, mais il' est cependant préférable d'employer un distributeur tel que représenté dans les Fgs 4 à 7. Le tuyau d' arrivée d'agent de pression venant delà pompe débouche dans
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le boîtier du distributeur en 41, le flux de l'huile ou d'un autre agent de pression étant contrôlé au moyen de la soupape- pointeau 42, quvest représentée dans la Fig. 7 dans sa posi- tion de fermeture totale. L'huile afflue du canal d'admission 41 dans le conduit transversal 43, lequel communinue avec deux cylindres parallèles 44 et 45, qui contiennent des soupanes- pistons 46 et 47. Les cylindres 44 et 45 sont pourvus de ca- naux de sortie respectivement 48 et 49, conduisant vers les deux canaux 18 et 19, Fig.l.
Lorsque les soupapes-pistons occupent leurs positions les plus basses, comme c'est le cas par exemple pour la soupape-piston 47 dans la Fg. 6, l'agent de pression peut traverser le cylindre 45 pour s'échapper par l'orifice de sortie d'agent dépression 49. Comme on le voit dans la Fig. 4, où la soupape-piston 46 occupe sa position la plus élevée, le piston inférieur de la soupape forme dans ce dernier cas un bourrage d'étanchéité qui empêche l'agent de pression de passer du canal 43 vers l'orifice de sortie 48, en traversant le cylindre 44.
Le canal 43 communique en outre, par l'intermédiaire du passage 50, avec un cylindre d'admission préalable 51, con- tenant une soupane-piston d'admission préalable 52. La Fig.4 représente la soupape-piston 52 dans sa position extrême de droite, dans laquelle elle établit la communication à travers un±Canal 53, entre la source de fluide de pression et un cylin- dre supérieur 55 dans lequel se déplace un piston 57 monté sur un prolongement de la soupape-piston 46. Dans la position re- présentée dans la Fig.4, l'agent de pression est amené à agir sur la face inférieure du piston 57, de sorte que la soupape- piston 46 est maintenue dans la position montrée, dans laquelle le fluide de pression est isolé de l'orifice de sortie 48.
Lorsque la soupape-piston 46 occupe la position indiquée, la soupape-piston 47 occupe, dans le cylindre correspondant 45, la position la plus basse, et l'espace situé dans le cylindre
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supérieur 56, au-dessous du piston 58, communique librement, avec l'espace qui entoure le distributeur, cette communication se faisant par le canal de sortie 60. L'agent de pression se- dirige à travers l'orifice de sortie 49 vers le cylindre 17, tandis que le fluide moteur refoulé par la face opposéé du piston opérant dans le cylindre 17 afflue, à travers l'orifice de sortie 48, vers la partie inférieure du cylindre.44, d'où il est évacué vers le fond de l'enveloppe principale 32.
Lorsque l'épaulèrent de poussoir 26 vient s'engager sur la tiges de renversement 25, de manière à déplacer loupape d'admission préalable 52 depuis la position représentée dans la Fig. 4 jusqu'à l'autre position extrême correspondante, il en résulte en premier lieu l'obturation des canaux 53 et 60 de sorte que, dans les deux cylindres 55 et 56 les espaces si- tués respectivement au-dessous des pistons 57 et 58 se trou- vent complètement isolés. Au cours du déplacement ultérieur de la soupape 52 d'admission préalable, le canal 59 est démas- qué, de sorte que le fluide contenu dans le cylindre 55 au- dessous du piston 57 peut s'échapper et que la soupape-piston 46 peut descendre librement.
De plus, le canal 54, débouchant dans le cylindre 56 au-dessous du piston 58, est mis en commu- nication avec le canal 50, de sorte que l'agent de pression pénètre dans le cylindre 56 et que le piston 58 et la soupape- piston 47 qui en est solidaire sont refoulés vers le haut.
Ainsi, après actionnement de la tige de renversement 25 par le poussoir 26, le piston 16 continue à se déplacer dans la même direction $ l'intérieur du cylindre 17, et cela jusqu'à ce que les positions des deux soupapes-pistons 46,47 soient renversées, à la suite de quoi le piston 16 est amené à se dé- placer dans le sens opposé. De cette manière, les barres à crémaillères 12 et 14 ont la possibilité d'achever leur cour- se, le mouvement étant renversé d'une manière sûre, quelle que soit la vitesse de déplacement/des barres à crémaillères.
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Lorsque le mécanisme distributeur est établi de telle manière que la Fig. 4 peut être considérée comme étant une vue d'élévation verticale, partiellement en coupe, on peut compter avec certitude sur la pesanteur pour ramener les soupapes-pistons de leur position la plus élevée jusqu'à leur position la plus basse. Toutefois, dans certains cas on peut préférer un mou-. vement de rappel commandé. cette fin, le mode de réalisation représenté aux dessins a été pourvu du mécanisme qui sera décrit ci-après : Deux pieds 67 et 68, fixés à la surface du boîtier du distributeur entre les extrémités libres des cylindres 55 et 56, portent un pivot 66 sur lequel est monté un culbuteur 65 dont les extrémités portent des galets 63 et 64.
Les tiges des soupapes-pistons 46,47 présentent des prolongements 61, 62 qui sont en contact avec les galets 63,64, de sorte que lorsque l'une des soupapes-pistons 46,47 se déplace du fait de l'admission de fluide de pression sous le piston correspondant 57 ou 58, l'autre soupape-piston est forcée d' une manière desmodromique à se déplacer en sens inverse. Il n'est donc pas indispensable que le distributeur soit monté de manière que les soupapes-pistons 46,47 fonctionnent verticalement. Que le mécanisme culbuteur soit prévu ou non, la course ascendante des pistons 57 et 58 peut être limitée par une plaque d'obturation désignée par 84 dans la Fig. 4.
Le laps de temps nécessaire au renversement des soupapes-pistons 46 et 47 est déterminé en premier lieu par le rapport entre les volumes des cylindres 55 et 56 et la section de passage des canaux 53, 54 et 59,.60. Si nécessaire, la durée du renversement peut être modifiée moyennant réglage des soupapes-pointeaux 82,83, qui modifient le flux de l'agent de pression à travers les canaux 53 et 54.
Le mécanisme distributeur tel que décrit ci-dessus avec référence aux Fgs 4 à 7, fait l'objet d'une demande de brevet connexe.
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Improvements made to transport mechanisms.
The present invention relates to transport mechanisms and it is an object to establish an improved mechanism, particularly applicable to bottom feed foci. The conveyor mechanism according to the invention can however find other applications, wherever it is a question of handling bulk materials. The mechanism according to the invention is essentially constituted by a ram or primary conveyor piston provided to push the material through a primary feed passage which opens into one or more secondary feed pôuloira, where one or more secondary pistons ensure the transport. later of the material.
In bottom feed retort hearths intended for the use of carboniferous fuels, @ two types of transport mechanisms are used to convey the fuel from the hopper-store to the @
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retort. When the hopper is mounted in the immediate vicinity of the retort, use is made of a reciprocating piston which drives fuel from the hopper and discharges it upward through the retort to the combustion zone.
However, and when the fuel is to be driven an appreciable distance from the hopper to the retort, it is found that such a reciprocating piston does not function satisfactorily, in view of the excessive frictional resistance which occurs in it. the transport corridor.
In this case, use is made of a worm conveyor, which extends from the hopper to the retort and which serves not only to bring the fuel from the hopper, but also to push the latter towards. up through the retort. It has been observed that with certain categories of fuels, particularly in the case of friable coals, the grinding effect exerted by the endless screw causes excessive degradation of the fuel, thus reducing the combustion efficiency. In addition, such an endless screw can easily be seized by the fact that a piece of hard material would get stuck between the screw and the casing in which it operates. When such an accident occurs, it is often necessary to disassemble the entire device in order to eliminate the fault.
This risk of seizing makes it necessary to provide in the worm drive system a slip coupling, a shear pin, or an equivalent safety device.
The conveyor mechanism according to the invention consists of a simple and safe automatic device, with the aid of which fuel, even friable, can be driven from a hopper-store located at a certain distance from a retort fed from below. , and be brought to the combustion zone with minimum expenditure of energy, without appreciable degradation and with complete elimination of the
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risk of seeing the mechanism seized as a result of the fortuitous presence of foreign matter in the fuel.-The device according to the invention also allows the use of fuel sizes substantially greater than those which can be used with a worm conveyor.
In a feed bottom feed conveyor according to the invention, use is made of a two conveying piston mechanism in which a piston, which works immediately below the magazine hopper, drives fuel, through a divergent corridor to an intermediate receiving chamber immediately adjacent to the retort. In this latter chamber, and at a location lower than the point of discharge of the first piston, a second piston acts intended to supply the retort.
Preferably, the second piston has a displacement capacity greater than that of the first, in order to constantly ensure a free and uninterrupted discharge of the loads brought by the first piston. The driving of the two pistons, which is provided by a common motive source, is designed so that the pistons execute their respective strokes in opposition, so that the backward stroke of the second piston always creates in the chamber intermediate reception the space necessary for the material supplied by the forward stroke of the first piston.
In this way it is certain that the driving of the fuel by the first piston does not encounter appreciable resistance and that this first phase of the feeding operation is carried out without deterioration of the material. In addition, and since the second piston / comes into the immediate vicinity of the retort inlet, i.e., to a point that it is impossible to approach to a similar degree in single piston boiler mechanisms, the introduction of fuel into the retort meets the weakest resistance
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possible, with corresponding decrease in fuel degradation in the final phase.
The control of the two pistons is preferably provided by a hydraulic device, in which a double-acting hydraulic piston / is formed or mounted on one end of the rod of one of the transport pistons, the movement being transmitted. to the other piston by means of a toothed wheel engaged with a rectilinear toothing formed in the rods of the pistons or forming part of racks integral with these rods.
An advantageous arrangement is to employ a constant flow pump, adjusted by means of an adjustable safety or relief valve to a suitable maximum pressure, so that, for the working stroke of the second piston , the pressure of the fluid acts on the entire end surface of the hydraulic piston, while the return stroke is effected by the action of pressure on an annular surface concentric with a stripped part of the hydraulic piston, part which constitutes the connection between the hydraulic piston and the mechanism of the transport pistons.
By using a constant flow pump, the working stroke of the second conveying piston will be relatively slow, but with application of the maximum force, while the return stroke will be effected at a greater speed. and with the development of a correspondingly reduced force. This arrangement is very favorable, given that the first phase of the supply work of the mechanism with two conveying pistons meets a very low resistance, which makes it possible to accelerate the entire work cycle.
The automatic control of the pressure fluid distributor, in order to determine the two directions of movement of the piston in the hydraulic cylinder, may conveniently be provided directly by one of the rack bars.
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for this purpose, a control rod mounted on one of the rack bars is joined to a preliminary inlet valve, which controls the admission of the pressure medium through constricted orifices, in order to actuate valves. piston valves which put in communication, sometimes one and sometimes the other of the faces of the engine piston, with the pressure side or with the discharge side. A suitable arrangement is to provide gravity-return control pistons for the piston valves.
In this case, and when, as a result of the movement of the conveying pistons, the pre-inlet valve is moved so as to seal the inlet of the pressure medium to a valve control piston and to unmask the valve. corresponding discharge port, on the one hand, and to unmask the inlet of the pressure medium to the other valve control piston, while sealing the corresponding discharge port on the other hand, - the first valve control piston will descend slowly under the effect of gravity as the pressure agent present under this piston escapes through the unmasked discharge orifice; the latter having dimensions enabling it to determine the total duration of the descent of the control piston:
At the end of this time, the valve-piston will have established communication between the corresponding end of the hydraulic cylinder and the pressure channel, in order to force the hydraulic piston towards the opposite end. However, the other valve control piston and the other oiston valve will have been previously forced upward, and with greater rapidity, by the pressure medium. and will have interrupted the admission of the pressure agent to the other side. of the motor piston and put the corresponding side of the hydraulic cylinder in communication with the discharge port.
Thus, after the pre-admission valve has been actuated by the mechanism of the transport pistons, there will be a period of time.
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of motion by continuation, during which the transport pistons can complete their respective strokes; after an interval, the duration of which depends on the difference between the speeds of movement of the valve control pistons ** pistons under the action, respectively, of the pressure medium and gravity, the driving piston will start its stroke in the opposite.
The effective working speed of the driving piston in the hydraulic cylinder can be easily adjusted in such a system by means of a simple needle valve provided in the pressure agent inlet port to the distributor mechanism. By restricting the passage for the motive agent in this way, the speed of operation of the two conveying piston mechanism can be varied within practical limits. this without imposing escessive loads on the hydraulic pump provided with a relief valve.
The control valve constructed and operated in the above discounted manner allows immediate start of the reciprocating motion of the working piston from any rest position, with valve reversal effected in a controlled manner. , and at any walking speed. yes varies between a minimum and a maximum, which can be determined by adjusting the needle valve.
When use is made of such a distributor mechanism, it is useful that the assembly comprising the pump and the control valve, the hydraulic cylinder and the rack and pinion mechanism joining the two transnortor pistons - either housed in an oil-tight casing, the lower part of which constitutes the oil pan from which the oil sucks oil and towards which the oil is discharged from the hydraulic cylinder by means of the distributing mechanism - tor.
During the implementation of the object of the invention
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to fires with feed from / below, or note that the feeding system with two conveying pistons is usefully applicable to feeding a single retort of the usual form. The use of this mechanism also offers particular advantages for feeding a retort comprising subdivisions. In the latter case we will use a carrier piston for the first phase, which drives the fuel from the store hopper, through divergent corridors, to an intermediate receiving chamber, located in the immediate vicinity of the feed ports of the subdivisions of the retort.
In this receiving chamber, and at a location below the discharge point of the first conveying piston, two or more conveying pistons depending on the number of subdivisions - coupled to a single control rod, operate so as to perform the second phase power supply to the respective chambers / retort.
The advantage of such a subdivision of the retort lies in the fact that the air supplied to the combustion zone through openings or nozzles provided in the walls and the partitions of the various retort chambers is distributed much more efficiently through the entire fuel bed and therefore complete and uniform combustion is achieved throughout the combustion zone, even with poor quality or refractory fuels, which when burned in a one-piece retort and of the usual width and are driven by a single conveying piston or by a worm mechanism, result in the formation of a dark zone where, in substance, no combustion takes place.
In addition, and when the two-stage transport piston mechanism is employed: for fireplaces fed from below, it is advantageous to provide a single electric motor for controlling the pump and the fan which supplies air. to the grid. In order to avoid the noise caused by the use of a transmission gear, it is pre-
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it is feasible to mount the motor, the Trumpet and the fan coaxially, either - by arranging them on a common shaft, or by aligning their shafts and joining them together by suitable couplings.
It has already been indicated that the operating speed of the mechanism of the transport pistons can be controlled using a simple needle valve. This valve, which will tend to open under the action of the agent. pressure, can be maintained in the desired position by means of an adjustment screw. Preferably, a scale is provided near the adjustment screw indicating the adjustment of the needle valve and the corresponding operating speed of the motor piston which generates the movements of the transport pistons. If it is desired to establish an automatic control, the needle valve can be controlled by means of a cam or equivalent device actuated by a thermostat attached to the boiler or other appliance heated by the retort.
In the case of a battery of retort foci, each retort will be provided with its own two-stage transport piston mechanism; however, a single pump can supply the pressure medium for the control of the conveying pistons supplying the various grids. It goes without saying that the speed control will be provided for each set of conveying pistons separately, whether it is manual adjustment or automatic thermostat adjustment.
To facilitate understanding of the invention, reference will be made below to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a hearth fed from below according to the invention;
Fig. 2 is a corresponding plan view with the cover plates removed;
Fig. 3 is a cross-sectional view of the retort;
Fig. 4 shows the distributor mechanism in section
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taken along line A-A in FIG. 6.
Fig. 5 is a plan view of the mechanism shown in FIG. 4.
Fig. 6 is a sectional view taken on line B-B of FIG. 4; and
Fig. 7 is a sectional view taken along the line C-C of FIG. 4.
The fuel intended to be transported 'to the retort 10 is placed in the hopper 1. This hopper is loaded onto a primary supply chamber 2 by a passage opening out at a point immediately in front of the primary conveying piston 3. Under the As the effect of the reciprocating movement of the conveying piston 3, the fuel is caused to pass through the primary feed passage 2 to the primary discharge chamber 4. The section of the primary feed passage 2 gradually increases in the direction / of the primary discharge chamber 4, so that the resistance to the advance of fuel in this corridor decreases.
The fuel passes from the primary discharge chamber 4 into the secondary supply chambers 6 and 7, in which the secondary transport pistons 8, 9 act, which deliver the fuel towards the two parts of the divided retort 10.
To facilitate the passage of the fuel to the secondary feed chambers, a back / donkey deflector 5 is provided at the end of the primary feed passage 2. In the fuel is burnt in the usual manner retort 10, the air being supplied through the channels or nozzles 11. In the example shown in the drawing, the retort 10 is divided into two parts, each of which is supplied separately.
The retort can, if necessary or advantageous, be divided into a greater number of parts, each of which is associated with a separate secondary conveying piston and a separate secondary feed chamber for the fuel.
The transport piston 3 is supported at the end; front of a rack bar 3 the teeth of which are engaged
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with a pinion 13, which meshes, at a diametrically opposed point, with a rack bar 14, connected, by the intermediary of a rod 15, to the transport pistons 8 and 9. Thanks to such an arrangement, the forward stroke of the primary piston corresponds to the return stroke of the secondary conveying members, so that there is always in the secondary supply chambers 6,7 sufficient space to receive the fuel displaced by the inward stroke. front of primary carrier piston 3.
Preferably, the total displacement of the secondary conveyor strakes 8 and 9 is greater than the displacement of the primary piston 3, so as to obtain with certainty that the quantity of fuel displaced by the piston 3 never exceeds the capacity of the available space. in the secondary feed chambers 6 and 7 ..
The posterior end of the rack bar 14 constitutes a differential piston 16, or is attached to such a piston, the larger diameter end of which acts in a cylinder 17. The pressure agent called upon to actuate the piston. piston is supplied by channel 19 for the forward stroke of the driving piston and, consequently, of the secondary transport members, and, through channel 18, for the return stroke of piston 16. The rear end of cylinder 17 is closed by a cylinder head 20 forced so as to leave a communication between the channel 19 and the rear end of the cylinder 17.
The admission of the pressure medium, preferably oil, to cylinder 17 through channels 18 and 19 is controlled by a distributor generally designated 21.
In the example shown in the drawings, the device for supplying its own control mechanism for the firebox comprises, in the form of an electric motor 23, which controls an oil pump 22, mounted coaxially with the motor 23, a coupling suitable being shown at 24. The pressurized oil supplied by pump 22 is directed, through pipe 30, to distributor 21, a valve
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relief 29 being provided to limit the maximum pressure developed. The flow of oil through the distributor and towards the cylinder 17 is controlled by a throttle valve or other suitable device, the regulating member of this valve being designated by 28.
The assembly formed by the pump 22, the distributor 21, the cylinder 17 and / the pinion and rack mechanism 12, 13, 14 is housed in a casing 32 which is essentially oil-tight. The pressurized oil supplied by the pipe 30 is evacuated, after having passed through the cylinder 17, towards the casing 32, the lower part of which constitutes an oil pan with return to the pump via the pipe 31. In order to ensure perfect synchronism between the operation of the distributor 21 and the reciprocating movements of the transport pistons 3,8,9, the distributor is controlled; by a rod of r, reversely 25 actuated by a pusher 26 carried by the rack bar 12. It goes without saying that it does not matter whether the pusher 26 is carried by the rack bar 12 or by the rack bar 14.
The ventilator which supplies air to the retort 10 is housed inside the casing 33 and is controlled by the electric motor-23. The fan itself is preferably mounted in axial alignment with the motor 23, so as to avoid noise caused by transmission gears. An air duct 34 extends from the fan casing 33 to the retort 10.
In order for the furnace feed mechanism to operate satisfactorily even at extremely low running speeds, it is necessary that the distributor 21 be able to operate at these speeds safely.
Any suitable dispensing mechanism can be used, but it is however preferable to employ a dispenser as shown in Fgs 4 to 7. The pressure agent inlet pipe from the pump opens into the pump.
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the distributor housing at 41, the flow of oil or other pressure medium being controlled by means of the needle valve 42, which is shown in FIG. 7 in its fully closed position. Oil flows from the inlet channel 41 into the transverse duct 43, which communicates with two parallel cylinders 44 and 45, which contain valve-pistons 46 and 47. The cylinders 44 and 45 are provided with outlet channels respectively. 48 and 49, leading to the two channels 18 and 19, Fig.l.
When the valve-pistons occupy their lowest positions, as is the case, for example, for the valve-piston 47 in Fg. 6, the pressure agent can pass through the cylinder 45 to escape through the vacuum agent outlet port 49. As seen in FIG. 4, where the valve-piston 46 occupies its highest position, the lower piston of the valve in the latter case forms a sealing packing which prevents the pressure medium from passing from the channel 43 to the outlet port 48 , passing through cylinder 44.
The channel 43 further communicates, through the passage 50, with a pre-intake cylinder 51, containing a pre-intake piston valve 52. Fig. 4 shows the piston valve 52 in its position. far right, in which it establishes communication through a ± Channel 53, between the source of pressure fluid and an upper cylinder 55 in which moves a piston 57 mounted on an extension of the valve-piston 46. In In the position shown in Fig. 4, the pressure medium is caused to act on the underside of the piston 57, so that the piston valve 46 is held in the position shown, in which the pressure fluid is isolated from the outlet port 48.
When the valve-piston 46 occupies the position indicated, the valve-piston 47 occupies, in the corresponding cylinder 45, the lowest position, and the space in the cylinder
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upper 56, below piston 58, communicates freely, with the space which surrounds the distributor, this communication being effected by the outlet channel 60. The pressure medium flows through the outlet orifice 49 towards the cylinder 17, while the working fluid discharged by the opposite face of the piston operating in the cylinder 17 flows, through the outlet port 48, towards the lower part of the cylinder. 44, from where it is discharged towards the bottom of the main envelope 32.
When the pusher shoulder 26 engages the reversal rods 25, so as to displace the pre-intake valve 52 from the position shown in FIG. 4 to the other corresponding extreme position, this results in the first place in the obstruction of the channels 53 and 60 so that, in the two cylinders 55 and 56, the spaces situated respectively below the pistons 57 and 58 are completely isolated. During the subsequent movement of the pre-intake valve 52, the channel 59 is unmasked so that the fluid contained in the cylinder 55 below the piston 57 can escape and the piston valve 46 can escape. descend freely.
In addition, the channel 54, opening into the cylinder 56 below the piston 58, is placed in communication with the channel 50, so that the pressure medium enters the cylinder 56 and the piston 58 and the piston 58. valve-piston 47 which is integral with it are forced upwards.
Thus, after actuation of the reversing rod 25 by the pusher 26, the piston 16 continues to move in the same direction inside the cylinder 17, and this until the positions of the two valve-pistons 46, 47 are reversed, after which the piston 16 is caused to move in the opposite direction. In this way, the rack bars 12 and 14 have the opportunity to complete their travel, the movement being reversed in a safe manner, regardless of the travel speed / of the rack bars.
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When the distributor mechanism is established in such a way that FIG. 4 can be viewed as a vertical elevation view, partially in section, gravity can be relied upon to return the piston valves from their highest position to their lowest position. However, in some cases one may prefer a soft. recall event ordered. To this end, the embodiment shown in the drawings has been provided with the mechanism which will be described below: Two feet 67 and 68, fixed to the surface of the distributor housing between the free ends of the cylinders 55 and 56, carry a pivot 66 on which is mounted a rocker arm 65, the ends of which carry rollers 63 and 64.
The stems of the piston valves 46,47 have extensions 61, 62 which contact the rollers 63,64 so that when one of the piston valves 46,47 moves due to the admission of fluid of pressure under the corresponding piston 57 or 58, the other valve-piston is desmodromically forced to move in the opposite direction. It is therefore not essential that the distributor be mounted so that the piston valves 46,47 operate vertically. Whether or not the rocker mechanism is provided, the upstroke of pistons 57 and 58 can be limited by a blanking plate designated 84 in FIG. 4.
The period of time required for the reversing of the piston valves 46 and 47 is determined firstly by the ratio between the volumes of the cylinders 55 and 56 and the passage section of the channels 53, 54 and 59, .60. If necessary, the duration of the reversal can be altered by adjusting needle valves 82,83, which alter the flow of pressure medium through channels 53 and 54.
The distributor mechanism as described above with reference to Fgs 4 to 7, is the subject of a related patent application.