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"Dispositif de joint étanche pour calotte de tête de fours métallurgiques ou analogues" .
Pour l'évacuation des gaz d'échappement des fours métallur- giques, par exemple des convertisseurs, on connaît des chapeaux ou calottes de tête qui sont capables d'un mouvement de montée et de des- cente. Le joint d'étanchéité entre le chapeau et la canalisation d'é- vacuation est réalisé dans ce cas par une cuve à eau ou une cuve à sable et un tel dispositif devrait en général être suffisant pour as- surer l'étanchéité aux gaz.
Hais dans de nombreux cas, par exemple dans les convertis-
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seurs à soufflage d'oxygène avec un développement de gaz fortement variable, de tels joints sont insuffisants. D'une part dans le cas de variations de pression assez grandes l'emploi de cuves & eau n'est pas opportun car il faudrait des hauteurs d'eau relativement trop grandes, d'autre part dans le cas de températures relativement élevées
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il se présente en permanence le risque de volatilisation, d'où résul- tent dos fuites ou inconvénients analogues.
Ce risque doit être évité on particulier parce que 1'entrée d'eau dans les gaz d'échappement du convertisseur conduit à une décomposition de l'eau et par conséquent au risque d'explosion dans la cheminée, abstraction faite de ce que la production brusque d'assez grandos quantités de vapeur dans la chemi- juste au dessus du convertisseur ou même dans le convertisseur
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peut conduire également à des phénomènes explosifs. Les cuves do sable deviennent non tanches par les détona- tions. Elles peuvent aussi aux hautes températures et dans le cas d'un service relativement brutal s'encrasser ou s'encroûter, de sorte
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"'J '(.11(;:::: ne sont plus efficaces ou conduisent à des dérangements en service.
Les joints en labyrinthe sont très sensibles aux particules
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de poussière ,t do scorie des gaz d'échappement.
L'emploi d'autres joints à garniture n'est pas possible par- ce que les surfaces à étancher présentent de grande* dimensions par exemple des diamètres do plusieurs mètres. Les fournitures ne peuvent pas être fabriquées avec 1- pressiez de joint désirable. Déjà en
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cours do transport elles se gauchissent un peu ou se torùeV. c'/ SA déforment d'une autre façon, deviennent un peu ovales. Elles subi..-
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sent encore d'assez fortes varl"tioni de forme sous des fortes varia- tions de températures telles que celles qui sont inévitables d'<ns lé service des convertisseurs à soufflage d'oxygène.
Les gaz d'échrppement chauds représentent un danger pour les joints, surtout s'il s'ajoute encore à la contrainte thertliqur d'assez fortes contraintes mécaniques par poussée do va-et-vient ou par le mouvement de mont,, et baisse du chapeau des cas d'échappement
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La question d'un joint approprié qui, dans ces conditions préalables particulièrement défavorables, fonctionne encore parfaite- ruent n'a pas encore, à cause de cela, été résolu jusqu'ici d'une façon satisfaisante,
L'invention a notamment pour objet un dispositif de joint étanche pour calottes de tête de fours métallurgiques, en particulier chapeaux de gaz d'échappement pour convertisseurs d'oxygène,
dispositif caractérisé par uno ou plusieurs chambres annulaires munies de parole élastiques et à volume variable, gonflables dans la sono radial par pressio intérieure et dans lesquels au moins une paroi élastique sert de surface d'étanchéité.
Suivant une forme d'exécution simple de l'invention, on place autour de la surfacon à étancher un tuyau flexible qui aat rempli à l'arrêt du joint au moyen d'un produit disponible dans l'exploitation par exemple de l'air comprimé ou de l'azote tandis qu'à chaque dépla- oament du chapeau ou de l'autre partie de canalisation tubulaire, la pression est diminuée ou complètement supprimée dans le joint de sorte que le joint ne s'applique encore que librement et en tout cas n'a pas besoin d'être déplacé sous pression et à haute'température.
Pour éviter tout frottement dans le d éplacoment , suivant une autre caractéristique de l'invention il est prévu des moyens élasti- ques, par exemple des ressorts, qui agissent on sens inverse de la pres sion intérieure dans la chambre annulaire et par conséquent quand on fait cesser la pression, soulèvent les parois élastiques du joint de la surface d'étanchéité.
Rien ne s'oppose à constituer le moyen fournissant la puis, sance de pression, en même temps sous forme de produit da refroidisse- ment que ce soit en faisant traverser la chambre annulaire par de l'eau froide sous pression ou qu'on utilise des gaz refroidis comme moyen de pression.
Pour les grandes dimensions il peut se révéler pratique d'em- ployer au lieu d'un tuyau flexible, une chambre avec une Membrane qui
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se trouve du coté de la chambre annulaire tourné vers la surface d'étanchéité. Si la pression est alors amende dans la chambre,toute la chambre ne se gonfle pas, mais la paroi de la membrane de la chambre est simplement poussée vers l'intérieur jusqu'à ce qu'elle s'applique sur la surface du joint. La membrane peut être protégée par un moyen isolant thermique, par exemple de l'amiante de tlle sorte que sur l'un des côtés de la membrrne il y a un isolement et sur l'autre coté un produit de refroidissement.
L'isolement est pratiquement relié à la Membrane de telle aorte qu'il se soulève avec celle-ci de la sur face du joint quand le chapoau se déplace,
Il est positb;e sans Eiffieultes de prévoir plusieurs joints de ce genre l'un derrière l'autre.
On peut aussi les employer en liaison avec une eva de li- quide ou de sable. Cela a l'avantage qu'avec un bon choix du liquide d'étanchéité ou du sable on obtient une étachéité supplémentaire.
Mais si l'étanchéité devait cependant être en panne 'par le liquide ou le sable il n'y a plus à craindre aucune explosion, au contraire le joint gonflable agît toujours.
L'invention s'étend également aux caractéristiques résultant de la description ci-après et des dessins joints ainsi qu'à leurs com- binai sons possibles.
La description se rapporte à un exemple d'exécution de l'in- vention représente aux dessins dans lesquels : - la figure 1 représente une coupe longitudinale d'un cha- peau mobile de gaz d'échappement muni du dispositif de joint de l'in- vention.
- la figure 2 représente une variante du chapeau Mobile.
Sur la cheminée du convertisseur 1 est disposé un chapeau mobile 2 au-dessus du récipient du convertisseur indiqué en 3, Ce chapeau peut être animé d'un mouvement de montée et de descente au moyen d'un mécanisme de levage non représenté, L'espace intermédiaire 4 entre le chapeau 2 et le puits de cheminée 1 est formé vers la haut
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par le joint dispose sur le chapeau 2.
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Ce joint se compose essentiellement d'un tuyau flexible ou autre anneau gonflable 5 qui s'applique d'un c8té contre un contrefort , 6 qui ost fixé sur le chapeau 2. De l'autre côté la paroi 6 a du tuyau flexible est mobile librement à la manière d'une membrane 6 a de aorte du puits 1 des qu'une pression agit à l'intérieur qu'elle est poussée contre' la paroi extérieure/du tuyau flexible 6.
Afin que la membrane 6 a no puisse pas être détruite par la chaleur de la cheminée 1. elle est munie d'un isolement 7 par exemple en amiante ou matière analogue, En outre il peut encore être monté une protection mécanique 8.
Par une canalisation 9 le fluide de pression est amené à l'intérieur du tuyau flexible 5. Ce fluide de pression peut être par exemple de l'eau qui est amende en circulation constante et sous pres- sion à la chambre annulaire 5 et en est de nouveau enlevée. Le fluide de pression agit alors comme produit de refroidissement.
Au lieu d'un liquide on peut aussi, utiliser comme fluide de pression un gaz qui, le cas échéant,fonctionne à son tour en même temps comme produit de re- froidissement
La commande du fluide de pression est faite en fonction du dispositif do montée et descente de telle sorte qu'à chaque fais, à la mise en jeu du dispositif de montée et descente, la pression est rédui- te dans l'espace annulaire 5. de sorte que la membrane 6 a ne pousse plus contr- la urface extérieure; du puits ,.et par conséquent que le chapeau 2 peut se déplacer dans le sens vertical sans que le joint 6a souffre du frottement sur la cheminée chaude.
Pour obtenir sûrement un soulèvement de la membrane 6 a de la surface d'étanchéité on peut incorporer des ressorts qui, d'une part sont assez puissants pour soulever la membrane de la surface d'étanché- ité, mais qui d'autre part sont assez faibles pour être poussés par la membrane contre la paroi du puits dès que le produit de pression est amené à l'espace annulaire 5.
L'armature 8 peut dans ce but être constituée de façon élas-
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tique ou ce composer de différents ressorts.
En plus du joint indiqué, un gaz de protection peut encore être introduit dans l'espace devant le joint,par exemple do l'azote peut être insufflé par la canalisation 10 dans l'espaça 11. Cette enveloppe de gaz de protection peut agir en plus de façon permanente mais elle peut aussi n'être mise en jeu que pour le temps où le joint est rendu sans pression.
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Un dicpooitif de raclage ou de grattace 12 sert loro de la Montre ou de la dose nte du chapeau 2 à maintenir propre la ourfckoë ex t4i,ieurt3 duo la cheminée 1 de toile aorte que des dépota de scorie ou des corps . txa..4,ors ne puissent pas nuire à l'efficacité du joint du tuyau flexible ou détériorer le joint.
Dans l'exécution suivant la figure 2 un prolongement 15 laté-
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ral fix.5 sur le puits 1 plonge dens une cuve de sable 16 ou une cuve do liquide 20 et cela entre doux joints de tuyau flexible 17-18 qui ne sent qu'indiqua dans les dessins qui peuvent être constitués soit sou:' forma de tuyaux flexibles normaux ou sous forme d'un espace annulaire - vecmembrane de façon correspondant à la figure 1. Ils sont actionna de la même façon que le tuyau flexible 5 suivant la figure 1 et s'ap- pliquent contre les contreforts 19 qui s'appuient sur la paroi de la clive d'eau ou de sable 16. La cuve 20 repose sur le bord supérieur de clocha 2 qui peut être montée et baissée.
Tandis que les joints
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gonflables 17,12 sont rendus sans pression à chaque levée ou d":...l. - * 1 du chr.peau 2, 7.'tanch;lt reste tuuintcnue en pernanenco par le :JL1UU':' . ci'tdnchúi tJ par oxempic le sable qui se trouve dans la cuve 20. Le puits 1 est suffisamment abaissa pour que dans chaque position il pro-
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tège la cuve à sable 20, les joints en tuyau flexible 1.', 18 et le prolonscKeot 15 contre de trop fortes actions thermiques.
Si on emploie deux joints 17, 18 ils peuvent être charges en
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mfme temps de fluide de pression qui eat amené per les canalisations 9 La réalisation en forme do membrane a l'avantage que l'augmentation de volume se fait principaleeent d'un ;6té de sorte que le joint s'appli-
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que sûrement sur une grande partie de la surface d'étanchéité
Le tuyau flexible gonflable peut être en caoutchouc naturel ou synthétique ou en autre matière synthétique plastique, Dans la cas de membrane, dos corps métalliques constitués élastiquement de façon correspondante peuvent être employés. En cas de besoin la pos- sibilité d'adaptation de la membrane pout encore être augmentée en y pratiquant des ondulations.
Il est bien évident que l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représenté, à pnrtir desquels on pourra prévoir d'autres variantes, sana pour cela sortir du cadre de l'invention.