Appareil à fonetionnement entièrement automatique pour la fabrieation du noir de earbone. L'invention concerne la fabrication du noir (le carbone obtenu en brûlant dans une atmosphère confinée des gaz tels que des hydrocarbures saturés, comme le méthane ou des gaz naturels riches en méthane ou l'acé tylène.
(>n sait, que, dans la pratique industrielle, cette fabrication a été réalisée, le plus sou vent, au moyen d'appareils basés sur diffé rents principes, mais qui donnent. tous des rendements tout à fait médiocres, tant du point. de vue quantitatif que du point de vue qualitatif. lies appareils utilisés se différen cient les uns des autres par le genre de la surface sur laquelle se dépose et se rassemble le carbone pulvérulent.
Dans les uns, il s'agit de disques avec lesquels coopèrent des racloirs; dans d'autres, on emploie des plateaux fixes sous lesquels tournent lentement des rampes portant des brûleurs; d'autres encore compor tent des cylindres rotatifs, tournant. lente ment, sur lesquels des brûleurs déposent le noir que l'on racle; dans certains, enfin, le noir est recueilli sur des galeries d'acier portées par (les trucks et nettoyées à l'aide de balais métalliques.
Or, il est reconnu que ces installations ne donnent que des rendements médiocres, le poids de noir de carbone recueilli, par rap port à celui du gaz consommé, étant de l'ordre de 590" environ. En outre, la qualité ainsi obtenue est. d'aspect grisâtre alors que les noirs profonds sont. les plus recherchés.
Le but de l'invention est d'apporter une importante amélioration aux procédés de fa brication de noir de carbone utilisés jusqu'à présent dans la pratique industrielle, en créant un appareil de fonctionnement entière ment automatique (la fabrication se pour suivant, une fois effectuée la mise en marche, sans l'intervention de l'ouvrier), de dimen sions extrêmement réduites, donnant un ren dement élevé, de l'ordre de 60 à 80,06' envi ron, permettant de doser aisément et exacte ment les proportions de gaz et d'air (ou d'oxygène) et ainsi d'obtenir des qualités d'un noir très profond.
Ces résultats sont atteints grâce à. l'appa reil faisant l'objet de l'invention et qui se caractérise par la combinaison: d'une cham bre d'explosion, constituant une capacité close, munie d'organes d'admission du gaz combustible et du gaz comburant, ainsi que d'organes d'évacuation des produits de la combustion; de moyens pour effectuer auto matiquement la fermeture des organes d'éva cuation et l'ouverture de ceux d'admission de l'un des constituants du mélange gazeux; de moyens pour fermer automatiquement cette admission lorsqu'une pression prédéterminée est atteinte dans la chambre d'explosion; de moyens pour ouvrir automatiquement l'ad mission de l'autre constituant dudit mélange;
de moyens pour fermer automatiquement cette admission lorsqu'une pression prédéter minée est atteinte dans la chambre d'explo sion; de moyens pour provoquer, à ce mo ment, automatiquement l'allumage, et de moyens pour effectuer automatiquement l'ou verture des organes d'évacuation.
Un mode de réalisation, auquel semble devoir être donnée la préférence, consiste à réaliser simultanément un nombre élevé d'étincelles à l'intérieur de la. chambre d'ex plosion au moyen d'un ou de plusieurs pei gnes rotatifs coopérant avec un nombre égal de contre-peignes venant se placer automati quement, au moment opportun, sur le trajet du ou des peignes rotatifs, et établissant ainsi un circuit électrique, l'allumage multiple se produisant par rupture du courant entre les dents de chaque peigne et celles du contre- peigne correspondant.
Ce dispositif d'allumage multiple, outre qu'il permet de maintenir à des valeurs. pra tiquement acceptables la pression dans la chambre au moment de l'explosion et évite un encrassage des électrodes par leur frotte ment précédant la rupture, présente encore l'avantage d'assurer, par la rotation rapide du ou des peignes, un brassage énergique du mélange gazeux qui se trouve, de ce fait, homogénéisé.
Le dispositif peut, au besoin, être com biné avec une ou plusieurs pales participant à son mouvement de rotation et contribuant au brassage du mélange.
Une forme d'exécution d'un tel appareil est ci-après décrite et schématiquement repré sentée, à titre d'exemple, aux dessins annexés, dans lesquels: Fig. 1 est une vue de l'appareil en éléva tion et coupe verticale, une partie des élé ments calés sur l'arbre rotatif intérieur étant supposée tournée de 90 pour montrer une pale de brassage.
Fig. 2a et 2b sont des vues de détails de la fig. 1, montrant les organes visés dans deux positions de fonctionnement différentes.
Fig. 3 est une vue en coupe horizontale de l'appareil, montrant le dispositif d'allumage. Dans ces figures, 1 est la chambre d'ex plosion, constituée par une capacité cylindri que très résistante, en acier par exemple, fer mée dans le haut par un couvercle 2 et dans le bas par -Lui fond tronconique 3.
4 est une chemise d'eau, destinée à main tenir la température de la chambre 1 à -une valeur normale, 16 désignant l'arrivée de l'eau froide et 17 le départ de l'eau tiède.
5, 6 et' 7 sont des vannes à commande électromagnétique: 5 est celle de la conduite 9 d'entrée du gaz, 6 celle de la conduité 10 d'entrée de l'air; 7 est la vanne d'évacuation du produit de la combustion, recueilli clans un silo de récupération 8. Les vannes 5 et 6 sont combinées chacune avec un commutateur basculant à mercure, 12 et 13 respectivement; 22 sont des électro-aimants assurant l'ouver ture de la vanne 7.
14 et 15 sont des manomètres à contact, branchés sur les vannes 5 et 6.
Dans le circuit des électro-aimants 22 de la vanne 7 est intercalé un commutateur bas culant à mercure 23a, commandé en même temps qu'un autre commutateur similaire 23", par la tige d'un piston 24 monté dans un cylindre communiquant avec la chambre d'explosion 1, le déplacement de ce piston, sous l'effet de l'explosion, provoquant la fer meture du circuit d'excitation des électro- aimants 22 (fig. 2b) et, par suite, l'ouverture de la vanne d'évacuation 7;
le retour dudit piston sous l'action de son ressort de rappel provoquant, au contraire, la rupture dudit circuit et la fermeture de la vanne 7 (fig. 2a).
A l'intérieur de la chambre 1 est monté im arbre vertical 25 animé d'un mouvement de rotation, par exemple par un moteur non représenté actionnant le pignon d'angle 28 (fig. 1), ledit arbre recevant à son extrémité -un câble 29 permettant d'établir le passage du courant dans les dents 30 des peignes ro tatifs, au nombre de deux dans l'exemple re présenté, des moyens appropriés assurant l'isolement du conducteur à l'intérieur de l'arbre.
Ces dents 30 sont constituées par des tiges conductrices, en cuivre par exemple, coudées et terminées en pointes. Aux peignes rotatifs à dents 30 correspond le même nom bre de contre-peignes dont chacun est monté sur un arbre 31 susceptible d'effectuer des mouvements de pivotement, et est. formé par une série de tiges 32 conductrices, en cuivre par exemple, coudées en sens inverse des tiges 30 et terminées en pointes, le nombre et l'écartement des tiges 32 étant les mêmes que ceux des tiges 30. L'extrémité inférieure de l'arbre 31 est. munie d'un levier 33, terminé par une lame de ressort 34, portant un plot de contact 35 coopérant avec un plot 36 du circuit électrique d'allumage.
Le levier 33 est placé en regard d'un électro-aimant 37, dont il constitue L'armature, et dont. la bobine est. reliée au contact-relais 13.
Pour améliorer le brassage du mélange, l'appareil comporte des pales 43 montées sur l'arbre 25.
Le fonctionnement, entièrement automa tique, de l'appareil, est le suivant La chambre d'explosion 1 étant vide, on fait passer le courant du réseau de distribu tion, dont 38 désigne la ligne d'amenée, par l'interrupteur bipolaire 39,à travers le trans formateur 40. La vanne 7 est fermée et le commutateur 23b occupe une position (fig. 2a) dans laquelle il établit le circuit de l'électro aimant assurant l'ouverture de la vanne 5 placée sur la conduite 9 d'entrée du gaz pro venant d'un réservoir. Sous l'action du mano mètre à contact 14, le circuit de cet électro aimant est coupé, et la vanne 5 se ferme grâce à un ressort, dès que la pression pré déterminée, et réglable, des gaz accumulés à l'intérieur de la chambre 1 est atteinte.
En se fermant, la vanne 5 provoque, par sa tige, le soulèvement et le basculement. du commutateur à mercure 12 qui, par l'inter médiaire du commutateur basculant semblable 13, fait passer le courant dans l'électro aimant commandant la vanne 6 placée sur la conduite 10 d'entrée de l'air qui s'ouvre alors. Dès que la pression voulue est atteinte, le manomètre à contact 15 coupe le circuit de cet électro-aimant et la vanne 6 se referme grâce à un ressort.
La vanne 6, en se fer mant, soulève et fait basculer le commutateur 13 qui restera maintenu dans cette position, jusqu'au moment où l'explosion se sera pro duite, et cela du fait de l'action d'un électro aimant 44 dont. le circuit est établi par le commutateur 23a. Au moment de l'explosion, le commutateur 23a sera basculé et amené dans la position représentée en fig. 2b et il coupera le circuit de l'électro-aimant 44. Le commutateur 13 reviendra alors dans la posi tion où il permettra, après la fermeture de la. vanne 5, le passage du courant pour l'ou verture de la vanne 6.
Après la fermeture de la vanne 6 et le soulèvement et le basculement du .commuta teur 13, le courant passe dans les. électro- aimants 37 qui attirent les leviers 34, amè nent les contre-peignes 32 dans la zone de passage des peignes 30 et établissent les con tacts en 35-36. Les peignes rotatifs 30 frot tent contre les contre-peignes 32 pendant un temps très court et leur séparation provoque des étincelles de rupture puissantes. Les arbres 31 sont ramenés dans leur position primitive et les contacts coupés en 35-36.
L'explosion provoque le déplacement du piston 24 et, par suite, le basculement des commutateurs à mercure 23a, 23b qui occu pent alors une position (fig. 2b) par laquelle le circuit des électro-aimants 22 est établi par le commutateur 23a; la vanne 7 s'ouvre et le produit de la combustion est évacué dans le silo 8. Simultanément, le commutateur 23b coupe le courant de l'électro-aimant 44 qui laisse retomber et basculer le commutateur 13 pour supprimer le passage du courant dans les électro-aimants 37.
L'ouverture de la vanne 7 est très brève, le piston 24 revenant presque immédiatement en position arrière sous l'effet de son ressort de rappel, et la vanne 7 se referme. Le retour du piston ra mène les commutateurs 23a et 23b dans leur position de la fig. 21, et le cycle de fonction nement recommence ensuite.