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Dispositif de sondage pour fours.
La présente invention est relative à un dispositif de sondage pour fours, par exemple fours à cuve, permettant sans aucune intervention manuelle, de mesurer la pression et la température, et de procéder à l'analyse des gaz contenus dans les dits fours.
D'après la figure I, en annexe/donnée 1 titre in- dicatif mais non limitatif, la sonde utilisée est un corps cylindrique 1 en acier réfractaire dont l'extrémité destinée à pénétrer dans le four de forme pointue 2 ou de préférence ogivale, porte éventuellement un croisillon à arêtes vives 3,
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pour fendre les garnissages tandis que l'autre extrémité comporte plusieurs canalisations de sortie destinées à con- duire les gaz prélevés et le thermocouple vers les appareils de mesure et à assurer la circulation d'eau de refroidisse- ment.
@ Le prélèvement des gaz a lieu au travers d'une nappe de trous 4 perforés dans la partie cylindrique de la sonde située au voisinage immédiat de la pointe de pénétra- tion 2.
A l'intérieur de la sonde se trouve un tuyau cen- tral 5 de prélèvement de gaz, maintenu en position au moyen d'une rondelle de centrage 6,
Ce tuyau 5 est précédé d'un venturi 7 dans la plus petite section duquel est centrée la'soudure chaude d'un ther- mocouple 8. En cet endroit le gaz atteint sa vitesse optimum de passage. Le thermocouple 8 est protégé par une gaine 9 on acier réfractaire, sur la longueur non refroidie de la sonde, la dite gaine réfractaire 9 étant centrée dans le tuyau 5 par des ailettes de centrage 10, de même que le pyromètre 8 est maintenu à l'intérieur de la dite gaine 9 par l'intermé- diaire d'autres ailettes de centrage 11. Le pyromètre à as- piration ainsi constitué peut être protégé du rayonnement par plusieurs écrans dont notamment le venturi 7.
La section de la sonde (fig. 2 ) comprend en outre une canalisation de circulation d'eau de refroidissement 12 et un tuyau de prise de pression 13 destiné à conduire les
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gaz prélevés vers le pressiomètre. La prise de pression est indépendante de celle du gaz dectiné à la mesure de tempéra- ture et à l'analyse, de façon à éliminer toute perte de char- ge dans la mesure de pression.
Pour le déplacement et le guidage de la sonde, il faut un mécanisme permettant l'enfoncement et le retrait de la sonde, ainsi qu'un dégagement suffisant de la dite sonde pour faciliter son remplacement éventuel. De plus, les pro- fondeurs de pénétration doivent pouvoir se régler avec pré- cision.
La solution adoptée est un mode de déplacement par chaînes à rouleaux avec enfoncement ou retrait de la sonde suivant le sens de rotation d'un moto-réducteur électrique.
Une réalisation d'un tel mécanisme pour un sondage horizontal, est donné à titre indicatif mais non limitatif aux figures .3'. (élévation) et 4 (plan).
Les deux chaînes 4 encadrant la sonde 1 s'engrènent sur les pignons dentés 3 calés sur l'arbre du moto-réducteur 2, puis vont jusqu'au fourneau d'où elles sont renvoyées par des poulies de guidage 5..Chaque chaîne est tendue à ses deux extrémités par des prisonniers d'ancrage solidaires de la sonde. Il existe deux points de glissement de la sonde @ le presse *étoupe' 16 d'étanchéité précédant la vanne motorisée 6 du trou de sondage et les poulies de guidage 9 à gorge cir- culaire.
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Un guide supplémentaire 10 empêche toute rotation de la sonde autour de son axe, D'autres détails sont donnes sur ces dessins et notamment le moto-réducteur de la vanne du trou de sondage 7, le support 8 du moto-réducteur de la sonde, le dispositif de positionnement et de signalisation des pro- fondeurs d'enfoncement 11, l'interrupteur de fin de course de la vanne 12, l'interrupteur de fin de course de la sonde retirée 13, l'interrupteur de fin de course marche avant et marche arrière 14, l'installation d'épuration et de vannes magnétiques 15, les parois du four à cuve 17.
La figure 5 permet de suivre le fonctionnement automatique du dispositif de sondage décrit ci-dessus.
On choisit le temps de prélèvement sur la minuterie 2 et on commence le cycle de sondage ininterrompu 3 en fermant l'interrupteur de mise sous tension 1. La Ronde est alors re- froidie à l'eau et le tuyau de prélèvement de gaz purgé à l'air comprimé. La vanne à boisseau du trou de sondage s'ouvre et en bout de course, le bras de la dite vanne inverse les con- tacts maintenus de l'interrupteur de fin de course 4. Le con- tacteur inverseur 5 du moteur de vanne est mis alors hors cir- cuit tandis que la sonde s'enfonce à la suite de l'excitation du contacteur inverseur 6. Après l'enfoncement à la profon- deur désirée, un dispositif 7 décrit ci-agrès arrête la sonde et la minuterie 2 se met en marche.
L'air comprimé est coupé et le gaz de sondage dirigé vers les analyseurs ;la pression s'établir jusqu'au pressiomètre et la température du gaz est mesurée par aspiration. Les enregistrement termines, la mi- nuterie 2 provoque un nouvel enfoncement de la sonde qui est
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purgée à l'air comprimé pendant son déplacement, La $onde poursuit sa progression jusqu'à ce qu'une nouvelle cache l'arrête, tout se passe de nouveau comme au premier arrêt et ainsi de suite jusqu'au dernier enfoncement.
Quand la sonde a terminé son dernier prélèvement, elle inverse les contacts maintenus de l'interrupteur de fin de course 8. La sonde régresse alors jusqu'à ce que les contacts de fin de course 8 s'inversent ; elle rentre dès lors dans le four et s'enfonce aux diverses profondeurs.
Le cycle peut se renouveler indéfiniment ainsi de suite.
Si à un moment quelconque l'opérateur désire arrê- ter le sondage, il suffit qu'il tourne le commutateur 3 s la sonde se retire, nettoyée en permanence à l'air comprime, elle agit sur les contacts de fin de course de sonde retirée 9 qui arrêtent la pointe de sonde dans le presse-étoupe et ferment la vanne du trou de sondage. La fermeture de cette vanne re- place les contacts de l'interrupteur de fin de course 4 on leur position initiale. Il reste à ouvrir l'interrupteur 1 pour mettre toute l'installation hors tension.
Le dispositif 7 mentionné ci-dessus, est constitué de la façon suivante (fig. 6),
Une source lumineuse 1 et une cellule photorésis- tante 2 sont fixées au corps de sonde 3, précisément sur les plats d'attache des chaînes 4.
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Apres une certaine course de la tonde, une cache fixe 5 supprime l'éclairage de la cellule photorésistant. 2, dont la résistance augmente alors fortement. Un thyratron à cathode froide (non représenté) s'amorce et enclenche le re- lais 6 d'arrêt de la sonde et de mise en marche de la minu- terie de stationnement. Sous l'impulsion du thyratron, un relais 7 à progression et à régression pas à pas, placé derrière le tableau de commande, ferme un contact, le témoin de profondeur correspondant8 s'allume et le mécanisme de mar- che arrière 9 se met en action. Ce système évite donc toute usure mécanique et offre peu de difficulté de réglage.
Il permet d'économiser de nombreuses longueurs de câble entre la sonde et le tableau de commande vis-à-vis du système de signa- lisation d'enfoncements par interrupteurs de fin de course mon- tés en parallèle avec les témoins de position. Par ailleurs, les profondeurs de prélèvement sont aisément modifiables.
La minuterie 2 (fig. 5) peut être remplacée par un intégrateur des courbes enregistrées. Dès que les variations des valeurs moyennes de ces enregistrements ne dépassent plus des valeurs limites après certaine laps de temps, un contact remet alors la sonde en mouvement. La durée du sondage est ainsi réduite au minimum en toutes circonstances. Par ailleurs le fin de course 8 d'inversion du sens de déplacement peut être complété par un relais à maximum qui fait régresser la sonde lorsque la température limite que l'on s'est fixée est atteinte.
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Le dispositif de sondage décrit ci-dessus, est ro- buste, peu onéreux et son fonctionnement est entièrement auto- matisé,
Le dispositif de sondage, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisa en ce qu'il compor- te une sonde de mesure prélevant des gaz d'un four et les di- rigeant vers des appareils de mesure de pression et de tem- pérature ainsi que des appareils d'analyse de constituants tels que hydrogène, monoxyde de carbone et anhydride de car- bone, un dispositif de guidage et de déplacement de la dite sonde permettant de procéder à de tels prélèvements, à des profondeurs différentes, un tableau de commande avec circuit électrique permettant de fixer et de suivre les phases succes- sives de sondage,
des appareils enregistreurs donnant en con- tinu les valeurs de la pression, de la température ainsi que la teneur en éléments tels que hydrogène, monoxyde de carbone et anhydride carbonique, et enfin un circuit d'épuration des dits gaz prélevés.