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DISPOSITIF POUR LE DEGRAPHITAGE DES TUYERES DE GAZ FORT DANS LES FOURS DE COKEFACTION OU AUTRES FOURS A CHAMBRES.
L'invention concerne un dispositif pour le dégraphitage des tuyères de gaz fort dans les fours de cokéfaction à chambres à chauffage par régénération ou fours analogues, opération qui est effectuée pendant l'inver- sion du système de chauffage par aspiration d'air au moyen de clapets actionnés par le treuil d'inversion.
Lors du chauffage des fours de cokéfaction ou autres fours analogues à chambres au moyen de gaz fort, il se forme dans les tuyères de gaz du dispositif de chauffage placé dans la zone à haute température, des dE'3'7 pots de graphite résultant de la décomposition des hydrocarbures, dépôts qui entraînent des modifications de section qui nuisent à la régularité des chauffage et, par suite, doivent être enlevée de temps en temps. Jusqu'à présent, pour enlever ces dépôts de graphite, on ouvre, à intervalles déterminés, des clapets placés sur la conduite extérieure d'admission du gaz forte l'air ainsi aspiré venant brûler le graphite déposé.
Cette mesure est suffisante pour éliminer les dépôts de graphite dans les tuyères de gaz lorsqu'il s'agit de gaz de four à coke normal.
Dans le cas, cependant, de fours chauffés au gaz fort à haute teneur en hydrocarbures lourds, la formation des dépôts de graphite est tellement importante que l'admission couramment effectuée de faibles quantités d'air ne suffit pas pour éliminer les dépôts de graphite, qui doivent être enlevés aux prix d'un travail manuel pénible.
L'invention a en vue la réalisation d'un dispositif permettant l'enlèvement automatique complet des dépôts de graphite des tuyères de gaz fort des fours de cokéfaction à chambres, même lorsque le gaz de chauffage possède une forte teneur en hydrocarbures lourds, par aspiration discontinue de grandes quantités d'air.
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Ce résultatest obtenu conformément à l'invention par le fait que les clapets disposés sur les conduites d'admission de gaz fort, à 1' extérieur des fours, sont reliés au treuil de commande de l'inversion du dispositif de chauffage de telle manière qu'à un instant déterminé de l'opération d'inversion, il se produit exclusivement aspiration d'air dans les gaines d'échappement, à travers toutes les tuyères de gaz, sous l'action du tirage de la cheminée.
Conformément à l'invention, les organes d'inversion d'air et les vannes de -récupération sont actionnés par le treuil d'inversion de telle manière qu'en réalisant une certaine avance à la fermeture des organes d'inversion de l'un des côtés du régénérateur par rapport à l'ouverture de l'autre côté du régénérateur il se produise ùn intervalle de temps pendant lequel les vannes de récupération de tous les régénérateurs sont partiellement, et les clapets d'air de dégraphitage totalement ouverts.
Etant donné que, pendant ce temps, il ne peut pénétrer dans le dispositif de chauffage ni air de combustion, ni gaz combustible, la totalité du tirage de la cheminée, soit environ 25 mm d'eau, s'exerce dans toutes les gaines de récupération pour l'introduction de l'air de dégraphitage dans les tuyères de gaz, de sorte que le bref intervalle de temps, d'une seconde ou moins, prévu pour cette opération au cours de l'inversion du dispositif de chauffage suffit pour assurer la combustion totale des dépôts de graphite.
Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu, pour la commande des clapets de dégraphitage, une came, accouplée au treuil d'inversion, sur laquelle roulent des galets solidaires d'un organe de traction. Il est avantageux de prévoir des cames distinctes, d'une part pour les clapets des conduites dans lesquelles circule dans chaque cas le gaz, d'autre part, pour ceux des conduites isolées du gaz.
Dans ce cas, les clapets des gaines amenant le gaz fort sont, selon 1' invention, fermés pendant la période de chauffage, tandis que les clapets des gaines isolées de l'admission sont ouverts.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention les deux cames de commande des clapets d'air de dégraphitage sont reliées au moyen de deux axes à l'arbre du treuil d'inversion, de manière à pouvoir être amenées progressivement dans la position de fermeture des clapets de dégraphitage lors du passage du chauffage à la position de gaz pauvre.
Les dessins représentent une forme d'exécution particulièrement avantageuse du dispositif selon l'invention.
Sur ces dessins:
La fig. 1 est une vue en coupe verticale, suivant I-I de la fig.
2. des gaines de chauffage et des récupérateurs d'une batterie de fours à coke avec le dispositif de chauffage.
La fig. 2 est une vue en coupe verticale, avec élévation partielle, suivant II-II de la fige la
La fig. 3 est la reproduction d'un diagramme montrant les déplacements à imprimer aux organes de commande, lors de l'inversion du dispositif de chauffage
La fig. 4 est une vue en élévation, du dispositif inverseur des clapets de dégraphitage, accouplé au treuil d'inversion.
La fig. 5 est une vue en coupe horizontale du dispositif de la fig. 3.
Les figs. 6, 7 et 8 montrent différentes positions du dispositif
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inverseur représenté en élévation à la fige 3a
La batterie de fours à coke représentée fig. 1 est du type à carneaux jumelés., fours dans lesquels le gaz fort pour le chauffage est amené par des conduites de distribution 1 disposées des deux cotes tout au long de la batterie.
Le gaz fort arrive au pied des gaines de chauffage 3 par des conduites d'admission verticales placées des deux côtes de la batterie ainsi que par des gaines horizontales 5, disposées au-dessous des
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carneaux de chauffage a19 et par des tuyères 6; après inversion, le gaz arrive aux carneaux ¯4 par des conduites 20 et des gaines .2J!0
Lors du chauffage au gaz fort, pendant la période de circulation des flammes vers le haut des carneaux 3, l'air comburante réchauffé dans un récupérateur 2 et amené, par des orifices 8, à partir de raccords courbes 22,est dirigé aux carneaux de chauffage .2. par des gaines de jonc-
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tion o l'extrémité intérieure 1Q des récupérateurs 2., ces carneaux sont raccordés chacun à une gaine horizontale 11.
qui, par des conduites de jonction 12, amené aux carneaux de chauffage 3. l'air préchauffé. La chaleur
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perdue descend par les carbeaux là et arrive, par des conduites de liaison Il disposées dans la moitié gauche de la paroi chauffante.. dans la gaine horizontale 1, d'où elle parvient au récopérateur 12. relié à là conduite .14.0 Le gaz d'échappement de la'moitié droite de la paroi passant par les carneaux de chauffage à.'arrivent directement dans le' récupérateur a par des gaines 17o Ils- sont -évacués du récupérateur 15 dans la gaine d'échappement 12 par les clapets ouverts 25¯ des raccords 22,.
Les conduites d'amenée de gaz 2 20 reliées, d'une part, à la tuyauterie de distribution 1 des deux cotés de la batterie et, d'autre part, aux gaines 1 et 5 ap sont munies de vannes d'arrêt 18. 19. suscepti- bles d'être ouvertes ou fermées par un treuil d'inversion suivant le sens du chauffage.
Les vannes 12 des deux côtés de la batterie., disposées dans les conduites de jonction 2, sont donc ouvertes lorsque la circulation des flammes est ascendante dans les gaines de chauffage ± tandis que les vannes 19 des conduites d'admission de gaz 20 sont fermées pendant la même période de chauffage.' En outre, pendant cette même période, les clapets d'air 21 des raccords
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courbes 22, sont fermés du côté machine de la batterie. désigné par MaS. et les clapets échappement sont fermés du même c5té tandis que, du côté coke, désigné par KS. les clapets d'air &4 des raccords courbes 22. sont fermés et ceux d'échappement 25 ouverts
Apres inversion du chauffage. la circulation s'effectue en sens contraire.
Dans les conduites verticales de gaz 2. 2 On sont ménagées des
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ouvertures obturales par des clapets '6o Par un palan à chaîne 2, et un arbre 29 ceux-ci sont reliés à un bras de levier 1Q,,, Sur ce dernier agit du coté MaS" un organe de traction 21 et du côté K.S. un organe de traction 2.B relié au dispositif inverseur représenté aux figs 3, 4D 5D 6 et 70 Pour chacune des gaines î et la il suffit de prévoir une seule ouver- ture obturable par un clapet 26. Les clapets 26 sont disposés de manière que,
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du côté MaS. par exemple, les conduites de gaz ? et, du côté K.S. les conduites 20 sont munies de ces clapets 26. de sorte que l'air de dégraphitage pénètre d'un côté seulement des gaines 5 et 5a.
L'inversion des clapets d'air comburant, 21. !a et des vannes d'échappement 2 25. ainsi que celle des robinets de gaz fort 1SL J.2,. s' effectue au moyen du treuil Inverseur Il indiqué :tîg. o 6 Dans ce but,, le treuil inverseur est relié, par l'intermédiaire d'un organe de traction 14D fl â un levier 35s des raccords courbes 22 fixé sur un arbre là monté dans une chaise-palier 32." A chacun des récupérateurs 7, 12 est adjoint un rac-
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cord courbe 22, Les raccords courbes du côté M.S. prossèdent un clapet d' air SI et une soupape d'échappement 31. Du côté K.S. les clapets d'air des raccords courbes sont désignés par 2 et les soupapes d'échappement par 25.
Le clapet d'air et la soupape d'échappement sont reliées ensemble par des chaînes 38 de manière telle que lorsque le premier est ouvert la deuxième se ferme et inversement. C'est ainsi, par exemple, que si les clapets d' air 21 du côté M.S.-sont ouverts pendant une période de chauffage, les
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soupapes d'échappement a sont fermées. Du côté K.S. les clapets d'air 2A sont alors fermés et les soupapes d'échappement 25 ouvertes. Dans cette position des clapets d'air et des soupapes d'échappement, les vannes d'inversion 18 des conduites d'amenée de gaz fort 2. des deux côtés-de la batterie sont ouvertes, tandis que les vannes d'inversion 19, disposées côte à cote alternativement avec les précédentes sur les conduites 20 d'amenée de gaz raccordées aux gaines 5a sont ouvertes.
Ceci veut dire que. lorsque de
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l'air pénètre par le clapet 21 ouvert dans le récupérateur 7 l'air arrive. par les conduits de jonction 9. et 12 et la gaine horizontale 11., directe-
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ment aux carneaux de chauffage 1. auxquels le gaz fort est amené de la gaze ne horizontale 5, par les tuyères 6.
Le gaz d'échappement est alors évacué dans la gaine horizontale 14 par les carneaux de chauffage et les conduites de liaison 13 de la moitié gauche de la batterie de fours, et, par les conduites de liaison 17 directement dans le récupérateur 15; de là, le gaz d'échappement arrive à la gaine d' évacuation 16.
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Comme le montre la frigo 5. un tourillon ¯Q est fixé au moyen de boulons A2 sur l'arbre 2. du treuil inverseur 21.
Sur le tourillon ±à est montée une came 5, susceptible de tourner sur ce- lui-ci, ainsi qu'une deuxième came 47. également tournante sur le tours-
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long et maintenue à distance par une bague 16 calée sur le tourillon Mo Deux axes a 9. de section différente, qui traversent les deux cames .5 à et la bague d'écartement 46. solidarisent les cames de l'arbre 4Z du trsuilo
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Une aiguille 50 est fixée., par soudure par exemple, aux axes 8. 9 dont le déplacement axial est interdit par une vis 51 manoeuvrable au moyen
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d'un étrier et dont le filet s'engage dans le tourillon ê4. L'aiguille 50 permet de lire, sur une graduation ils fixée au treuil. la position des clapets de dégraphitage 26.
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Les cames .5. C1. ont une périphérie circulaire 5 et une encoche 55. Sur le bâti fixe du treuil 21 sont articulés en 56 des bras 21..11 58. dont le premier correspond à la came Cl. et le second à la came Z.5. L'extrémité libre des bras 5< 58 porte des galets z 77 et est reliée à des biellettes Q 60, ou organes analogues, en liaison chacune avec un élément de traction 31o 32 passant sur une poulie 61.
L'organe de traction 21 de la bielle z est relié, par l'intermédiaire de la poulie 61 aux leviers 3J3 des clapets de dégraphitage 26 des conduites d'admission de gaz 2. du coté Mous. Dans la période de chauffa- ge considérée, ces clapets 26 sont fermés. car les conduites 2. dirigent le
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gaz vers les carneaux de chauffage 1. L'organe de traction 2Z est relié par l'intermédiaire de la poulie correspondante 6, aux bras de levier 22 des clapets de dégraphitage du côté K.S., dont les conduites de gaz sont iso- lées du circuit d'alimentation. Ces clapets 26 sont ouverts, puisqu'il n'y passe pas d'air pendant cette période de chauffage.
Ainsi qu'il ressort du diagramme de la fig. 3, au moment de l'inversion du dispositif de chauffage on ferme tout d'abord les vannes de gaz 18 par manoeuvre du treuil d'inversion. Cette opération de fermetu-
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re est représentée par la courbe 66. qui se termine au point 67,. Après la fermeture des vannes, le treuil inverseur continue de tourner jusqu'au moment défini par la ligne verticale 68. Il se produit à cet instant un
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oe9Qhpréxenté par la ligne verticale fi9o Au point 70 du diagrammes apràx fermeture des vannes de gaz 18 commence l'ouverture partielle des clapets de dégraphitage 26 des conduites dadmission de gaz 2.
Cette ouverture étant faible,, il pénètre un peu d'air qui est entraîne peu à peu par le gaz dans les carneaux de chauffage,, la
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concentration étant cependant trop faible pour qu93.1 existe un risque d9 explosion.
Lorsque l'arrêt dans l'opération est termînéo comence 193.nver sion de la chaleur perdue et de Pair Celle-ci s'opère de manière que les
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clapets d'air ouverts fl se ferment plus rapidement que ne commencent â s9 ouvrir les clapets fermés 24 de sorte qu'entre la fin de la fermeture des
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clapets il et le début de l'ouverture des clapets 2Pp il existe une courte période de, par exemple,,, une seconde.
Cette fermeture plus rapide des clapets d'air Il¯ du côté M.S.
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est obtenue grâce au fait que les clapets gl sont reliés à l'arbre 36= par l'intermédiaire de la chaîne la en un point qui,. à 19înstant désigné par 71 au diagramme produit dans l'opération de fermeture une certaine avance,,, qui se fait sentir naturellement sur l'ouverture de la soupape d-'échappement-g2 qui est en fonction. La fermeture des clapets d'air est terminée au point 72a tandis que l'ouverture du clapet 2 du coté KaS. ne commence qu'au point no Dans l'intervalle de temps à'environ une seconde, compris entre ces deux points 2a et 2lJ;) tous les clapets d'air Si* des deux cotés de la batterie d'air sont donc fermés.
Comme le mon-
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tre le diagramme, les soupapes d'échappement 2.e i2. des deux côtés de la batterie se trouvent cependant sensiblement en position de demi-ouverture, puisque les soupapes',5ne sont pas encore tout à fait fermées et les sou- papes 23 pas encore ouvertes en grand.
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A la fin de la période d9arrêt, le treuil d'inversion continu- ant de tourner les clapets de dégraphitage 26 des conduites verticales de gaz ? qui n'étaient jùsqu'ici que légèrement ouverts, poursuivent en même temps leur mouvement d'ouverture.
Comme le montre le diagramme., ce mouvement d'ouverture est terminé sur la ligne verticale lorsque les clapets d'air atteignent leur position de fermeture, de sorte que,, dans
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l'intervalle de temps compris entre la fermeture des clapets d9aJr al et l'ouverture des clapets d'air 24, définies respectivement par les points
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71 et 7, il est aspiré des quantités d'air relativement :importantes par les gaines 5. 5a et toutes les tuyères de gaz forte sous Inaction du tirage de la cheminée.
Cet air détermine la combustion des dépôts de graphite dans les tuyères .2 et, après sortie de celles-ci, arrive directement dans les conduites
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de jonction voisines 28 1S et 11 conduisent aux récupérateurs % Mg et,, à travers les soupapes d'échappement ouvertes 2,3 o 2 aux gaines de sortie 16.
Le treuil inverseur poursuivant sa rotation sans interruption.
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1?opération d'>version se termine par 1j)ouverture des clapets d'air 2 la fermeture des souspapes d'échappement et l'ouverture totale des soupapes d'échappement ¯U.Lorsque l'inversion est terminée,, les vannes de gaz 19 des conduites d'amenée 20 sont ouvertes'. Les clapets de dégraphi- tage des conduites d'amenée de gaz ? demeurent ouverts puisque ces der- nières' sont isolées de l'admission tandis que, comme le montre également le diagrammeles clapets de dégraphitage des conduites d'amenée de gaz 20 sont fermés.
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A la fige 4 les bras 57, 58 des organes de traction 31J;) 32 reliés aux clapets de dégraphitage se trouvent dans une position,,, dans laquelle les clapets de dégraphitage des conduites de gaz 2, sont fermés et ceux des conduites 20 ouverts. La position représentée à la fige 7 est
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celle dans laquelle,, pour une rotation du treuil d'inversion dans le sens de la flèche 75, la partie évidée 55 de la came !il a agi sur le galet 76 jusqu'à ce que soit produit une légère ouverture des clapets de dégraphita- ge des conduites 17 au début de l'arrêt que figure la ligne verticale 68 du diagramme., Le galet 77 du levier 58 de la came 45 roule pendant ce temps sur le pourtour circulaire de celle-ci,,
de sorte que la position ouverte des clapets de dégraphitage 26 des conduites de gaz fort 20 ne s'en trouve pas modifiée.
A la fig.8, le galet 76 du levier 57 est arrivé sur la périphérie circulaire de la came ±,de sorte que les clapets de dégraphitage 26 sont entièrement ouverts comme le montre la ligne verticale 72 du diagramme.
Le galet 76 roule sur le pourtour circulaire de la came 47 jusqu'à la fin de l'opération d'inversion, tandis qu'à partir de ce moment le galet 77 du levier 58 arrive dans l'encoche correspondante de la came 45. ce qui détermine la fermeture des clapets de dégraphitage correspondants des conduites de gaz 20.
Au moment du passage du chauffage de gaz fort au gaz pauvre.. il est nécessaire de fermer tous les clapets de dégraphitage. Ceci est obtenu en faisant tourner l'étrier 52 de la vis 51,l'écrou 78 agissant ainsi que 1' aiguille 50 et les axes 48,49, qui en sont solidaires, venant hors de portée de la came 45.
Si les clapets de dégraphitage 26 correspondant à la came 45 sont ouverts, il est nécessaire, avant cette opération., d'attendre 1' inversion suivante, au cours de laquelle les clapets sont fermés Lorsque, au cours de l'opération d'inversion suivante, la came 47 est également arrivée à la position de fermeture des clapets de dégraphitage correspondants. les axes 48, 49 peuvent être complètement retiréso Les cames 45, 47 se trouvant alors folles sur le tourillon 44 ne prennent plus part à la rotation du treuil d'inversion. Les axes 48.49 étant de section différente. on a la certitude qu'ils seront toujours introduits dans les mêmes logements et que les cames occuperont leur position relative convenable.
L'invention peut être appliquée aux fours à régénération de tous types, chauffés soit au gaz fort, soit alternativement au gaz pauvre ou au gaz fort.
REVENDICATIONS.
1.- Dispositif pour le dégraphitage des tuyères de gaz fort des fours de cokéfaction à chambres chauffés par récupération ou des fours analogues pendant l'inversion du système de chauffage, par aspiration d'air au moyen de clapets actionnés par le treuil d'inversion, caractérisé en ce que les clapets des deux récupérateurs sont reliés au treuil d'inversion de telle manière qu'à un instant déterminé de l'opération d'inversions il se produit exclusivement aspiration d'air dans les gaines d'échappement à travers toutes les tuyères de gaz fort et les deux récupérateurs, sous 1' action du tirage de la cheminée.