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DISPOSITIF DE VERROUILLAGE POUR PORTES, NOTAMMENT POUR PORTES
DE FOURS A COKE.
'Sur les portes de fours à coke dites "auto-étanches"., un bourre- let d'étanchéité sans fin en matière souple ou une arête métallique sans fin est prévu sur le pourtour de la porte et s'applique contre une surface d9étan- chéité appropriée du cadre de porte. Pour assurer une étanchéité parfaite, on serre la porte sous une forte pression contre le cadre. Pour les portes mo- dernes, cette pression est obtenue à 19aide de vérins à vis qu'on serre après la mise en place de la porte, et qui bloquent les verrous de cette porte dans les crochets fixés au cadre. Avant l'ouverture de la porte, on doit desser- rer les vérins.
Etant donné que les opérations de serrage et de desserrage des vérins sont longues,qu'elles sont du reste compliquées et difficiles pour les verrous supérieurs de portes de fours à coke relativement grandes, et que la pression exercée par les vérins dépend uniquement de la force des poignets de l'opérateur ou de l'effort qu'il veut fournir, il ne manque pas de propo- sitions dont le but est le serrage et le desserrage mécaniques des vérins et le réglage automatique de la pression exercée.
Dans certains dispositifs existants, des griffes rotatives pré- vues sur les appareils de manoeuvre des portes s'engagent sur des têtes de for- me correspondante des vérins, et ces appareils comportent également des dis- positifs permettant la transmission de la force même lorsque les axes du vé- rin et du dispositif d'entraînement de la machine de manoeuvre ne coïncident pas exactement.Le couplai entraînement de l'appareil de manoeuvre est limité par voie électrique, en l'espèce par un coupe-circuit de surcharges et par voie mécanique,
par exemple à 1-'aide d'un dispositif d'accouplement à glisse- mento Tous ces appareils sont relativement compliqués et le couple d'entraîne- ment n'est nullement limité avec certitude dans tous les cas.
Un autre appareil,qui a été décrit mais à peine utilisé en pra-
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tique, comporte, pour exercer la pression entre le corps de porte et le ver- rou, un piston dont l'axe est orienté dans la direction de la poussée de ver- rouillage. Bien que cet agencement apparaisse très simple, son utilisation échoue du fait qu'il n'existe aucun piston pouvant maintenir sans fuite pen- dant un temps aussi long un fluide sous pression, que ce soit de l'huile ou de l'air comprimé, pour toute la durée de fermeture nécessaire d'une porte de four à coke. En effet, on ne laisse pas le cylindre correspondant en commu- nication permanente avec la source de fluide sous pression, acceptant ainsi des pertes continuelles de fluide sous pression.
Au contraire, un branchement de courte durée avec une tuyauterie de distribution de fluide sous pression ou un générateur de fluide sous pression doit suffire après le verrouillage pour remplir le cylindre. Un obturateur est .prévu pour tester le cylindre, qui doit ensuite retenir le fluide sans pertes jusqu'à ce que l'échappement de ce fluide soit assuré intentionnellement en vue de l'ouverture de la porte.
La pression de serrage de la porte doit être déterminée par la pression du fluide etadaptée aux conditions qui se présentent dans chaque cas. En revan- che, il est certain que le branchement de courte durée avec une tuyauterie ou un générateur de fluide sous pression pour le verrouillage de la porte, ainsi que l'ouverture de l'obturateur et l'évacuation du fluide avant le déverrouillage constituent des opérations tellement simples que leur appli- cation simplifie considérablement le verrouillage etle dévérrouillage des portes par rapport aux opérations nécessaires avec tous les autres appareils proposés jusqu'ici.
Pour les portes, notamment les portes de fours à coke et même les portes de nivellement dans lesquelles un fluide pneumatique ou hydrauli- que exerce une forte pression sur les organes de verrouillage de la porte, le dispositif, objet de l'invention, permet d'obtenir cette pression par le fait qu'une ou plusieurs chambres déformables, munies d'une tubulure de bran- chement avec la source de fluide sous pression, mais par ailleurs herméti- quement closes et pouvant se déformer dans la direction de la pression de verrouillage à exercer, sont intercalées entre le corps de porte et les or- ganes de verrouillage.
La chambre déformable dans la direction de la pression de verrouillage et hermétiquement close peut être constituée par un corps creux cylindrique ou prismatique dont l'axe est orienté dans la direction de la pres- sion deverrouillage et qui est muni de fonds plans, mais dont l'enveloppe pé- riphérique peut s'allonger sous l'action de la pression. Cette faculté d'al- longement peut être obtenue à l'aide de parois latérales pliées en accordéon.
On peut par exemple utiliser à cet effet une enveloppe métallique plissée d'une manière appropriée, ou composée d'anneaux inclinés les uns par rapport aux autres et assemblés sur leurs bords par soudure. On peut également utili- ser une enveloppe en une matière non métallique mais élastique, qu'on assem- ble avec les fonds métalliques par des dispositifs appropriés, par exemple des éléments de serrage. La face extérieure des parois déformables peut être munie d'un dispositif empêchant la déformation latérale,,,
La chambre à fluide sous pression peut être également constituée par un corps métallique dont les parois latérales sont rigides,mais dont les fonds plats (ou un de ces fonds) peuvent se bomber à la manière des membranes de baromètres ou des capsules d'appareils de mesure.
La membrane du ou des fonds peut être en feuillard, de préférence ondulé en fonction de la défor- mation désirée. Si la membrane est circulaire, les ondulations sont avanta- geusement elles-mêmes circulaires et concentriques. On peut également fabri- quer la membrane en une matière non métallique et élastique (telle que le caoutchouc ou une matière similaire).
La chambre close peut être constituée par une poche en une matiè- re souple et extensible, entourée sur tous les côtés de parois rigides ayant par exemple une forme cylindrique, à condition que la matière de la poche ré- siste suffisamment à la chaleur ou qu'elle soit de toute façon prévue en un endroit tel de la porte et protégée de manière telle qu'elle ne devienne pas perméable au fluide sous pression, même en service continu.
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Lors de l'utilisation d'une chambre de serrage, on monte judici- eusement les verrous de la porte sur une broche comme dans les dispositifs de verrouillage usuels. La chambre de serrage permet de supprimer la vis de vérin, car les mouvements assurant le verrouillage sont engendrés par la chambre pro- prement dite. Nlais la vis usuelle peut être prévue dans la butée servant d'ap- pui à la chambre de serrage, afin qu'il soit éventuellement possible de serrer et de desserrer la porte à la main sans la chambre et sans fluide sous pressi- on. L'agencement de la vis permet également de régler l'amplitude de déforma- tion de la chambre de serrage.
Suivant la constitution de la chambre de serrage,, il peut être nécessaire de rappeler à la position de départ les parois déformées par le fluide sous pression. A cet effet, la butée d'appui de la broche de verrouil- lage ainsi que les broches et les verrous peuvent'être suspendus pendulairement au-dessus des plans de verrouillage, de façon que le centre de gravité de 1' ensemble suspendu, constitué par la butée et le dispositif de verrouillage, soit plus espacé de la porte que l'axe de la suspension pendulaire Dès que le fluide sous pression cesse d'agira les organes suspendus oscillent en di- rection de la porte, de sorte que les parois dé la chambre déformable ayant subi un allongement sont automatiquement comprimées,
tandis que le dispositif de verrouillage est déverrouillé.Afin que là commande manuelle n'exerce au- cune pression sur la chambre déformable,, la butée peut être immobilisée par rapport aux parois fixes de la chambre de serrage ou par rapport aux parois entourant celle-ci.
Pour les portes comportant plusieurs verrous, on peut serrer les différents verrous avec des pressions différentes. A cet effet, on prévoit pour la chambre déformable de chaque verrou une tuyauterie d'adduction de fluide sous pression séparée munie d'un obturateur. La surface de chaque cham- bre déformable sur laquelle agit la pression intérieure peut recevoir des di- mensions différentes d'un verrou à l'autre, de sorte qu'un même fluide sous pression exerce ainsi des pressions différentes sur les différents verrous.
En règle générale, la chambre déformable dans la direction de la pression de verrouillage doit rester soumise à l'action du fluide pendant toute la durée de fonctionnement du four après la mise en place de la porte, et jusqu'au moment de son déverrouillage On peut prévoir un dispositif supplé- mentaire destiné à maintenir la porte et constitué par un coin ou un ressort tendu, qui maintient la porte appliquée contre le cadre après le déverrouil- lage, de sorte que le verrouillage est toujours assuré même si la pression du fluide diminue. Avec un dispositif de maintien de ce genre, la mise sous pression de la chambre déformable peut simplement servir à assurer la pressi- on de serrage nécessaire après la mise en place de la porte.
On peut ensuite éventuellement évacuer le fluide sous pression après 1-'entrée en action du dispositif de maintien (coin ou ressort). De toute façon il est alors né- cessaire de desserrer ou de dégager le dispositif de maintien avant le dé- verrouillage. A cet effet, et un peu avant le déverrouillage, on peut réintro- duire le fluide sous pression dans la chambre déformable, dégager ou desserrer le dispositif de maintien, et évacuer ensuite le fluide.
Le dessin annexé représente certains détails de l9objet de l'in- venttion, donnés à titre d9exemple non limitatifs.
La figure 1 est une vue de face d'une porte de four à coke.
La figure 2 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue des organes médians de la porte au ni- veau du verrou supérieur, après 1-'enlèvement de la broche du verrou.
La figure 4 est une vue en coupe horizontale dans l'axe du ver- rou, avec une vue partielle en élévation de ce verrou.
La figure 5 est une vue correspondant à celle de la figure 3.
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La figure 6 est une vue correspondant à celle de la figure 4, mais montre un autre mode de réalisation de la chambre déformable.
La figure 7 est une vue de la partie médiane de la porte et mon- tre également le verrou supérieur.
La figure 8 est une vue en coupe verticale dans l'axe du verrou que montre la figure 7.
La figure 9 est une vue en coupe verticale correspondant à celle de la figure 8, mais montre un autre mode de réalisation.
La figure 10 est une vue de face correspondante de la partie su- périeure de la porte.
Ainsi que l'indiquent les figures 1 et 2, le corps de porte en fonte est constitué par une plaque de fond 1 présentant sur la totalité de son pourtour une nervure 2 faisant saillie vers l'extérieur. Le corps de por- te maintient à l'aide de flasques 1 le revêtement réfractaire 4. L'étanchéi- té entre la porte et le cadre est assurée par une arête 6 fixée en 1 sur la face antérieure de la plaque de fond 1 par une tôle élastique 8 et pouvant être plus ou moins fortement appliquée contre le cadre de porte par des vis de réglage 2 engagées dans des pattes 10.
Le verrouillage de la porte est as- suré par deux verrous 12,dont l'un s'engage de haut en bàs et l'autre de bas en haut dans des crochets 11 fixés au cadre de porte et qui sont reliés entre eux par une barre 13 de façon qu'ils puissent se déplacer tout en res- tant parallèles entre eux. Les verrous 12 sont montés à rotation sur les bro- ches filetées 14 engagées dans des écrous 15.
Pour le verrouillage à la main, l'opérateur place une clef sur l'embout carré 32 de la broche 14 et la fait tourner avec une force suffi- sante pour que les verrous exercent sur la porte une pression importante as- surant une forte application de l'arête d'étanchéité 6 contre le cadre et, par conséquent, une parfaite étanchéité de la porte, à condition que cette arête ait été au préalable correctement réglée à l'aide des vis de réglage 9.
Le serrage des verrous à la main, qui est particulièrement com- pliqué pour le verrou supérieurs est supprimé dans le dispositif suivant l'in- vention, car l'écrou 15 n'est pas solidaire du corps de porte mais peut au contraire se déplacer axialement par rapport à ce corps de porte sous l'ac- tion d'une chambre déformable.Dès que la chambre déformable reçoit du flui- de à une pression appropriée, les verrous 12 prenant appui sur les crochets 11 exercent sur la porte la pression de verrouillage nécessaire. Les chambres déformables sont raccordées à une tuyauterie 21 qui est elle-même branchée temporairement par l'intermédiaire d'un robinet 22 à une tuyauterie de distri- bution ou à un générateur mobile de fluide sous pression. Après l'admission du fluide, l'opérateur peut fermer le robinet et débrancher la tuyauterie ou le générateur.
Avant le déverrouillage, il ouvre le robinet 22 pour per- mettre l'échappement du fluide hors des chambres déformables, après quoi il peut desserrer les verrous.
Dans l'agencement que montrent les figures 3 et 4. la chambre dé- formable comporte une enveloppe en feuillard de cuivre, dont le fond 16 est appliqué contre la plaque de fond 1 du corps de porte, tandis que l'autre fond 17 prend appui sur la face intérieure de l'écrou 15 de la broche. L'enveloppe cylindrique 18 est pliée en accordéon et peut s'allonger dans la direction de l'axe du verrou. Après 1-'admission du fluide sous pression dans la chambre dé- formable ainsi constituée, les verrous sont appliqués contre les crochets.
Le verrouillage est annulé après le relâchement de la pression. Le guidage de l'écrou 15 de la broche est assuré par quatre nervures 19, dont les extré- mités en forme de griffes coulissent sur des rails 20 du corps de porte.
Dans l'agencement que montrent les figures 5 et 6, la chambre déformable n'est pas en feuillard de cuivre, mais en une matière extensible
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formant une poche (ou un sac) 29. Cette poche est logée entre la face inté- rieure de l'écrou 15 de la broche, un prolongement cylindrique creux 23 de la face intérieure de cet écran, et la face intérieure d'un plateau intermé- diaire 24,engagé à 1-'intérieur du prolongement 23 et prenant appui par des pieds 25 sur la plaque de fond 1. Entre les pieds 25 et la plaque de fond 1 est intercalée par exemple une plaque en amiante 26 ou un autre revêtement destiné à arrêter le rayonnement ou à empêcher le contacta et maintenu à une certaine distance de la plaque de fond 1 par des cales d'espacement.
Grâce à cet agencement, la chaleur ne peut être transmise de la plaque de fond 1 au plateau intermédiaire 24 ni au prolongement 23. La transmission de la chaleur par rayonnement est également arrêtée par la plaque en amiante.
Cet agencement ménage également entre la plaque de fond 1 et la plaque d'ami- ante, et entre celle-ci et le plateau intermédiaire 24, des cavités dans les- quelles peut circuler l'air extérieur en vue d'un refroidissement. Ces mesures de précaution permettent d'utiliser pour la poche 29 une matière qui peut ne pas résister à des températures trop élevées,
Après l'accrochage des verrous, le verrouillage de la porte a lieu par l'admission du fluide sous pression dans la poche 29. S'il n'est pas possible de gonfler la poche pour une raison quelconque, il est néanmoins pos- sible de serrer les verrous à la main, étant donné qu'un certain nombre de tours de rotation de la broche appliquent le prolongement 23 de l'écrou con- tre la plaque de fond 1.
Dans l'agencement que montrent les figures 7 et 8, la chambre dé- formable est en feuillard de cuivre et comporte deux fonds 16,17 et une enve- loppe cylindrique 18. Mais cet agencement est conçu de façon telle qu'une ré- duction de la pression entraîne immédiatement le desserrage des verrous dans les crochets.En effet, la broche 15 et son prolongement annulaire 23 entou- rant la chambre déformable sont suspendus et articulés par des pattes 31 à un axe 30 engagé dans les nervures latérales 2 du corps de la porte. Etant donné que le centre de gravité de l'ensemble suspendu à l'axe 30 est plus es- pacé du corps de la porte que cet axe, l'écrou 15 oscille en direction de la porte dès que la pression cesse d'agir à l'intérieur de la chambre déformable.
Dans l'agencement que montrent les figures 9 et 10, la chambre déformable est constituée par un fond bombé 32 et une membrane en caoutchouc 34 serrée dans le bord annulaire 33 du fond et venant s'appliquer contre la face intérieure de l'écrou 15 de la broche. Cet écrou est encore suspendu de fa.çon telle que le relâchement de la pression dans la cavité 35 ait pour ef- fet d'écarter les verrous de leurs crochets.Une autre cavité 36 et une pla- que d'amiante 37 assurent comme dans le cas de la figure 6 la protection de la chambre déformable contre la chaleur transmise par les parties intérieures de la porte.
Il va de soi que l'on peut apporter des modifications aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques.