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pour: "Procédé et appareil pour le réglage de l'adduction de combustibles".
Cette invention est relative, à un procédé etun appareil pour le réglage d'un combustible, primaire et 1'.un combustible secondaire dans les fours industriels munis d'un dispositif assurant une adduction minimum dé- terminée du combustible secondaire lorsque le combustible primaire est in-
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capable d'assurer l'apport ,de, la"ch!lle:-n2P.,s.ai:r:e.. ..; , ; . .... ,,
Dans les fours industriels employant., des combustibles multiples, il devient parfois nécessaire de faire arriver le combustible secondaire à une vitesse minimum déterminée, parce .que, les brûleurs ordinaires ne peuvent, fonctionner avec une quantité inférieure à un minimum (déterminé.
En même temps il est souhaitable que l'apport de chaleur dans le four soit
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une fonction sensiblement, eontinte:,;dtei7a;cl,leur,,xtéées.s,a3xeàet,tlquedeles:.,. commandes soient stables. 11 est bienentendu que, si le combustible pri-
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' maire attelie ==!:3L Fxi1;te.f!i1 ,4t'-:a<\4p.c,,;B:!?P1" tau tion minimum, relativement importante du combustible secondaire pour assu-
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rer une, peti"te :auen;1.{3.ti01kde la s..7. raéce,ssa xe ' 'a'DDQrt ne ,oha1eur. dans le four devient drès supérieur à l'apport nécessaire, de sorte que le four est alors surchauffé et fonctionne en général dans des conditions
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La fig. 4 est un diagramme concernant l'adduction du combustible pri.- maire et du combustible secondaire.
Le principe de l'invention peut être expliqué en regard du diagramme de la fig. 4,. dans lequel l'adduction du combustible primaire et du combus- tible secondaire est représentée en fonction du temps. Il a. été supposé que l'apport de chaleur nécessa.ire augmente d'abord et diminue ensuite en fonc- tion linéa.ire du temps. Hais l'apport nécessaire peut être une fonction quel- conque du temps et la fonction linéaire n'est'choisie que pour simplifier l'explication du procédé. Ainsi qu'il ressort du diagramme, la courbe ABCDE représente l'adduction nécessaire de combustible. La courbe ABFGHIDE repré- sente l'adduction du combustible primaire et la courbe JKLMNOP représente l'adduction du combustible secondaire pour combler le manque de combustible primaire.
Le point "B" de la courbe ABC représente la quantité maximum de combustible primaire disponible en un point déterminé du fonctionnement.
Lorsque l'apport nécessaire au four augmente au delà de ce point, il doit être fourni par une augmentation de l'adduction totale des combustibles pri- maire et secondaire. Lorsque l'apport de chaleur demandé devient supérieur à celui que peut fournir le combustible primaire, on fait arriver la quan- tité de combustible secondaire la plus réduite possible, qui est représentée par la section verticale JK de la courbe du combustible secondaire. En même temps, on réduit-l'adduction du combustible primaire d'une quantité BF, équi- va,lente de la quantité JK. Des que le combustible secondaire arrive, son ad- duction reste constante jusqu'à ce que l'adduction maximum possible du com- bustible primaire soit rétablie.
L'adduction du combustible primaire augmen-- te suivant laligne FG jusqu'au maximum et t reste ensuite constante, a.insi que l'indique la ligne horizontale GH, tandis que l'adduction du combustible secondaire augmente suivant la ligne LM pour satisfaire à toute autre aug- mentation nécessaire de la chaleur jusqu'à ce que le maximum nécessaire soit atteint. Le combustible secondaire continue de fournir l'apport complémen-- taire au fur et à mesure que l'apport total nécessaire diminue suivant la ligne CD, jusqu'à ce que l'adduction maximum du combustible primaire soit de nouveau suffisante pour fournir l'apport de chaleur demandé.
Ensuite,
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l'adduction du combustible secondaire devient constante, ainsi que l'indi- que la ligne N0, tandis qu'une autre diminution de la chaleur nécessaire est réalisée par une diminution de l'adduction du combustible primaire, ainsi que l'indique la ligne HI. En ce point, ou si la diminution de l'ad- duction du combustible primaire atteint une valeur prédéterminée, égale ou supérieure à l'équivalent de l'adduction la plus faible du combustible secondaire, l'arrivée de ce dernier est arrêtée, ainsi que l'indique la ligne OP. En même temps, l'adduction du combustible primaire augmente d'une quantité équivalente, ainsi que le montre la ligne ID, après quoi toute autre réduction de l'apport de chaleur nécessaire est réalisée par une réduction dans l'arrivée du combustible primaire, indiquée par la ligne DE.
Il est bien entendu que le changement au point "B" doit avoir lieu chaque fois que l'apport demandé augmente et dépasse l'équivalent du com- bustible primaire disponible. Le changement au point "D" se produit chaque fois que l'apport de cha.leur demandé diminue et s'abaisse d'une quantité équivalente d'une adduction prédéterminée du combustible secondaire.
En ce qui concerne l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé, la fig. 1 représente un appareil de commande mécanique comportant des trains différentiels employés pour effectuer les deux changements décrits en regard du diagramme. Les trains différentiels peuvent être et sont de préférence du type décrit dans la demande de brevet ci-jointe au même nom "Appareil pour le réglage de l'adduction d'un fluide". Mais il est bien entendu que l'on peut également employer d'au- tres dispositifs à cet effet.
Dans l'exemple représenté, une adduction d'air commandée a lieu dans un four (non représenté) par un conduit 10, et l'adduction totale de l'air qui représente la totalité de l'apport de chaleur nécessaire dans le four, est employée pour commander l'adduction d'un combustible primaire et d'un combustible secondaire aux brûleurs du four, par des conduits 11 et 12. L'admission de l'air dans le four peut être commandée à la main ou automatiquement pour assurer l'apport de chaleur nécessaire.
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Dans cet exemple, un papillon 13 est intercalé dans le conduitadducteur d'air 10 et ce papillon est actionné par un régulateur Rl à tuyère d'un type connu, dans lequel un sepvo-moteur 14 est accouplé au papillon. Le régulateur intervient en fonction de la différence de pression entre les deux côtés d'un orifice d'étranglement 15 également intercalé dans le con- duit adducteur d'air. Cette différence de pression agit par l'intermédiai- re d'une membrane ordinaire sur la tuyère, et elle est contrariée par un ressort commandé par une came 16 réglée suivant l'adduction nécessaire de l'air total. L'agencement est tel que les mouvements de réglage de la ca- me soient proportionnels au passage de l'air dans toute la gamme des po- sitions de la came.
Ces réglages peuvent avoir lieu à la main à l'aide d'un volant 17 ou par l'intermédiaire d'un servo-moteur 18 actionné par un deuxième régulateur à tuyère R2 qui est relié à un régulateur princi- pal ordinaire non représenté. Dans l'exemple représenté, un conduitadduc- teur de fluid.e 19, allant du régulateur principal à la chambre à membrane du régulateur R2, comporte un obturateur d'arrêt V permettant le réglage à la main de la came 16.
Une quantité prédéterminée d'air., qui représente l'apportde cha-- leur nécessaire, est introduite pa.r le régla.ge de la, carne 16, qui est so- lidaire d'une barre coulissante 20 reliée au servo-moteur 18 du régula- teur R2, et au volant de manoeuvre 17. Dans l'exemple représenté, le vo- lant de réglage 17 est relié à la barre coulissante 20 @t à la came 16 par un pignon et une crémaillère. Il peut être 'bloqué dans sa position de réglage par une vis d'arrêt 21 ou un autre organe convenable. Mais il est bien entendu que la vis d'arrêt doit être desserrée lorsque la came de commande 16 est actionnée automatiquement par le régulateur R2.
Tette came de commande est déplacée vers la droite pour assurer une aug- mentation de l'air nécessaire. La barre 20 est également-, reliée par une transmission convenable à un arbre 22 d'un train différentiel ou totali- sa.teur S 1, comportant un autre arbre 25 actionnent par une transmission convenable une came mobile 24, agissent sur un ressort et faisant partie du régulateur à tuyère R3 du combustible primaire. Ce train différentiel
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peut être similaire à celui décrit au Brevet antérieur précité. La fig. 2 du dessin annexé en montre un mode de réalisation.
L'adduction du combustible primaire est commandée par un papillon 25 qui est actionné par le servo-moteur 26 du régulateur R3. La poussée de la came 24 est contrariée par les impulsions de pression différentiel- le entre les deux côtés d'un orifice d'étranglement 27 intercalé dans le conduit adducteur de combustible 11, et transformées en poussées par la membrane usuelle du régulateur.
L'adduction du combustible secondaire dans le conduit 12 est com- mandée par un papillon 28 actionné par le servo-moteur 29 d'un régulateur à tuyère R4, et la position de ce papillon est déterminée par une came mo- bile 30 par l'intermédiaire d'un ressort. La poussée de cette came est contrariée par les impulsions de la pression différentielle sur les deux côtés d'un orifice d'étranglement 31 intercalé dans le conduit adducteur du combustible secondaire. Cette pression différentielle agit par l'inter- médiaire de la membrane usuelle du régulateur. Il est bien entendu que le papillon 28 reste fermé tant que l'adduction.du combustible primaire correspond à l'apport de chaleur demandé.
La came 30 du combustible secondaire est également agencée pour être déplacée par les mouvements de la came à air 16, en fonction de l'ad- duction totale nécessaire. Dans cet exemple, la came est reliée par une bielle 32 et une transmission convenable à un arbre 33 d'un train diffé- rentiel ou totalisateur S2, dont un arbre 34 est relié par une crémail- lère et un pignon à la barre 20. Mais le déplacement de la came du com- bustible secondaire est destiné à être différé ou annulé par un déplace- ment qui représente l'adduction du combustible primaire tant que celle-ci est suffisante pour l'apport de chaleur demandé.
Dans cet exemple, les impulsions provenant des deux côtés de l'orifice d'étranglement 27 du conduit du combustible primaire agissent par l'intermédiaire de la mem- brane usuelle sur la tuyère d'un régulateur R5 comportant une came 35 pour la commande d'un ressort, et un servo-moteur 36 pour transmettre à une bielle 37 des mouvements représentant l'adduction du combustible
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primaire, et cette bielle est reliée à un troisième arbre 38 du train dif- férentiel S2. Ces mouvements sont transmis par le train différentiel S2 à la bielle 32 et à la carne 30 du combustible secondaire, pour déplacer cette came vers la gauche et pour soustra.ire un déplacement représentant l'adduction réelle du combustible primaire.
Le déplacement réel de la came représente donc la différence entre l'apport de chaleur total demandé et l'adduction équivalente du combustible primaire. Lorsque l'adduction du combustible primaire est suffisante pour l'apport de chaleur demandé; le déplacement réel de la came du combustible secondaire estégal à zéro et le papillon 28 est fermé. Mais le régulateur R5 actionne la came du com- bustible secondaire, si lc combustible primaire n'est pluu capable de fournir l'apport de chaleur demandé.
Lorsque l'adduction du combustible primaire ne correspond plus à une augmentation de l'apport de chaleur, représentée par une augmentation du déplacement de la came à combustible 24, la tuyère oscille vers le bas sous l'action de la. poussée du ressort produite par la came, et le servo- moteur 26 est actionné de telle manière que son piston soit amené dans sa position extrême de droite, dans la.quelle le papillon 25 est complè- tement ouvert. Le piston du servo-moteur estaccouplé à une qui est elle-même reliée au papillon et qui déplace également une pièce de contact électrique 39. Cette pièce de contact 39 coopère avec deux paires de plots de contact espacées 41-42 et 43-44' Les plots de contact 41-42 coopèrent avec 39 sensiblement à la, fin de la course.
Les plots (le contact 43-44 coopèrent avec 39 en un certain point mobile et prédéterminé, générale- ment entre les deux extrémités de la, course. En réalité, les plots de contact 43-44 sont placés suivant les conditions de la. commande réelle, de telle sorte que le contact avec 39 soit établi lorsque le combustible primaire estabondamment disponible pour absorber le minimum admis du combustible secondaire. Les plots de contact 41-42 sont connectés par les conducteurs L1et L2pour commander le circuit d'un solénoïde 45 actionnant un obturateur. pour fermer ce circuit lorsque la pièce de contact 39 est amenée par le servo-moteur 26 dans sa position extrême
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de droite (fig. 3).
Les plots de contact 43-44 sont connectés en série avec deux plots de contact 46-47, destinés à être réunis par une pièce de contact 48 por- tée par la barre 32, lorsque la came 30 du combustible secondaire est ame- née dans sa position de départ, dans laquelle le papillon est ouvert au minimum. Ces plots de contact sont également connectés par les conducteurs L1 et L2 pour commander le circuit d'un deuxième solénolde 49 de l'obtu- rateur. Dans cet exemple, les solénoides 45 et 49 agissent par une arma- ture en forme de tige 50 et un levier à coulisse 51 sur un robinet à qua- tre voies 52, de telle manière qu'il permette l'arrivée d'un fluide mo- teur d'une pompe 53 vers un servo-moteur 54. Ce servo-moteur est agencé pour commander un troisième arbre 55 du train totalisateur SI.
L'agence- ment est tal que, dès que le combustible primaire ne peut plus fournir l'apport de chaleur demandé et que le solénoide 45 est mis en circuit, le piston du servo-moteur 54 soit actionné pour soustraire un mouvement sur la. came du combustible primaire 24, ou pour le déplacer vers la gau- che d'une distance représentant le minimum admissible du combustible se- condaire. Il en résulte que la tuyère du régulateur R3 pivote vers le haut et actionne le piston du servo-moteur 26, pour le déplacer légèrement vers la gauche et pour fermer partiellement le papillon 25. Ceci se tra- duit par une réduction de l'apport demandé et par une retenue de combus- tible primaire juste suffisante pour permettre l'admission du minimum de combustible secondaire.
Le régulateur R4 mesure alors la réduction de l'adduction à travers l'orifice d'étranglement 27, et le servo-moteur 36 déplace la came 30 du combustible secondaire vers la position de charge (fig. 1), dans laquelle:la pièce de contact 48 est amenée sur ses plots.
Lorsque les éléments se trouvent dans la position que montre la fig. 1, le combustible secondaire arrivant avec la quantité minimum ad- mise, l'adduction du combustible primaire augmente de nouveau vers le ma- ximum disponible, en partant du point "F" vers le point "G" dur le dia- gramme de la fig. 4. Ensuite; et tant que l'adduction du combustible pri- maire ne convient pas pour l'apport de chaleur total demandé, l'adduction
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du' combustible secondaire varie pour combler la différence..
Si l'apport,de chaleur demande s'abaisse au-dessous du pointoù l'adduction du minimum possible du combustible socondaire est nécessaire,
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la came 24. du combl1ctiole prinairo 'Jf]"t dô±;1..;cie vers la Ef-'JJ.cb.f'::,. En 1ID cer- tain point, mobile etprédéterminé, l'adduction, du combustible primaire n'est plus suffisante pour fournir l'apport de chaleur demandé, etce d'une quantité sensiblement supérieure à l'équivalent de l'adduction mi- nimum possible du combustible secondaire.
Le pièce de contact 39 coopère alors avec les plots 43-44 et ferme le circuit par les conducteurs L1et L2 du deuxième solénoide 49. Ce solénoid.e déplace immédiatement l'armature 49 vers la gauche et actionne l'obturateur 52 de telle manière que le piston du servo-moteur 54 soit amené dans sa position extrême de gauche, ou position de départ. La came 24 reçoit ainsi un déplacement additionnel vers la droite, dans laquelle elle détermine une adduction de combustible supérieure à celle qu'elle commandait dans sa. position avant l'arrêt de l'arrivée du combustible secondaire.
Ce déplacement supplémentaire de la came 24 augmente la compression du ressort, qui devient alors supérieure à la, poussée produite par les impulsions provenant de la pression diffé- rentielle, agissant pa.r l'intermédiaire de la membrane sur le côté opposé de la tuyère. Celle-ci oscille donc temporairement vers le bas et met en action le servo-moteur 26 dans le sens de l'ouverture du papillon 25, qui est ouvert plus largement qu'avant. Ceci se traduit par une augmentation de l'apport demandé et l'adduction augmentée du combustible primaire est mesurée par le régulateur R5. Le servo-moteur 36 produit alors un dépla- cement vers la droite de la came 30 du combustible secondaire et arrête l'adduction de ce combustible, après quoi le combustible primaire continue de fournir l'apport de chaleur nécessaire tant qu'il peut le faire.
Lors- qu'il en devient incapable, le cycle des opérations recommence de la ma- nière décrite.
Il ne semble pas nécessaire de décrire dans tous ses détails le train différentiel totalisateur employé dans le mode de réalisation re- présenté. La fig. 2 est une vue en coupe correspondant dans ses grandes
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lignes à celle que montre le Brevet précité. Ce.train différentiel est destiné à être interchangeable. Les arbres peuvent être reliés à des élé- ments entraîneurs ou entraînés convenables quelconques. Dans cet exemple, les arbres 56 portent un pignon droit en prise avec un autre pignon droit 58. Chacun de ceux-ci porte un pignon conique planétaire 59 coopérant avec des satellites 60 fixés sur un arbre central 61.
Dans le schéma des connexions que montre la fig. 3, il est bien entendu que la position de la pièce de contact 39, actionnée par le servo- moteur '26, n'est que temporaire. Dès que la pièce de contact atteint cette position, le solénoide 45 agit par l'intermédiaire du totalisateur SI pour réduire la compression du ressort par la came 24, ce qui permet/alors au régulateur R3 de faire fonctionner le servo-moteur 26 pour déplacer la pièce de contact 39 vers la gauche, en partant de la position de fermeture du circuit.
Il est bien entendu que toutes les cames de compression peuvent a- voir un profil réglable pour permettre des changements des proportions de l'air par rapport aux combustibles, ou de la proportion de l'adduction commandée de l'air par rapport à la quantité totale de l'air représentée par' le mouvement régulateur pour chaque augmentation du déplacement des cames. D'autre part, les régulateurs sont munis des éléments changeurs de rapport usuels, permettant de modifier la proportion de l'air par rap- port au combustible, etc.. ainsi qu'il a été clairement décrit dans le brevet cité ci-dessus.
Il ressort de la description, qui précède, que le nouveau procédé permet une commande automatique du combustible primaire et du combustible secondaire, et évite toute possibilité de flottement ou de surchauffe ou de chauffe insuffisante du four. Ce procédé prévoit l'arrivée et l'arrêt du combustible secondaire et fait fonctionner un hrûleur avec un minimum prédéterminé de ce combustible. Les cames ayant été initialement réglées pour proportionner l'air et les deux combustibles suivant les variations de l'air total pour l'apport de chaleur nécessaire, l'appareil fonctionne automatiquement et n'exige aucune attention.
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Il est également bien entendu que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier précédemment décritet représente à titre d'exempleet, sans s'écarter du principe de l'invention.; on pourra imagi- ner des variantes et des modificationsde détails.