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Procédé et installation pour la produotion de noir de fumée par le dédoublement de gaz ayant une tendanoe à se dissocier..
On connaît le procédé consistant à produire du noir de fumée par le dédoublement de gaz ayant une tendance à se dissocier sous de fortes pressions, en comprimant ceux-ci et en les enflammant, de sorte que l'explosion de décomposition se produit et que le gaz, par exemple l'acétylène, se décom - pose en noir de fumée et hydrogène.
La présente invention a pour objet un procédé et une installation pour la production d'un tel noir de fumée, laquel- le installation se distingue d'une manière essentielle des installations employées jusqu'ici. Ainsi, on n'emploie plus, tout d'abord, pour le dédoublement de l'acétylène, des cylin- dres verticaux, mais bien des tubes horizontaux d'un diamètre plus petit qui sont à même de supporter beaucoup mieux les pressions résultant de l'explosion extraordinairement rapide.
Ensuite, l'accroissement subit de pression nécessaire pour le dédoublement du gaz exige un compresseur spécial qui satis -
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fasse à cette exigence. Dans ce but, l'invention prévoit un compresseur à commande hydraulique se composant d'un cylindre à basse pression, d'un cylindre à haute pression et d'un cy- lindre de travail actionné par le liquide de pression, les trois pistons étant montés sur une même tige de piston.
Lors- que, à la position de compression du cylindre à haute pression, la surpression subite mentionnée ci-dessus se produit, les deux autres pistons, avec les milieux se trouvant derrière eux, font office d'amortisseurs et absorbent la surpression de manière à supprimer tout danger et à rendre impossible une
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En outre, le noir de fumée produit par l'opération du dédoublement détermine une construction spéciale du dispositif d'allumage, car le noir de fumée, comme dans tous les disposi - tifs d'allumage actuellement connus, encrasse ceux-ci, de sorte qu'ils doivent être enlevés de temps à autre. L'inven - tion supprime aussi cet inconvénient du fait que la bougie d' allumage peut, sans devoir être enlevée et même en position de travail, être débarrassée d'une trop grande accumulation de noir defumée, étant donné qu'il reste dans les cannelures se trouvant sur la face frontale de la bougie une quantité de noir suffisante pour donner naissance à. des étincelles. Dans la construction des soupapes de fermeture, également, l'inven- tion tient compte des températures et pressions élevées.
En - fin, l'invention prévoit encore un dispositif qui évacue du tube de dédoublement le noir de fumée produit par l'explosion.
L'invention se distingue essentiellement par le fait que la construction adéquate de tous les organes nécessaires à la réalisation du procédé fournit une installation pour la pro - duction de noir de fumée fonctionnant d'une manière continue.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation au moyen de laquelle on peut réaliser le procédé conforme à l'invention.
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On a désigné par a les tubes de dédoublement, lesquels peuvent être reliés entre eux en un système, en nombre quel- conque. Par suite de la forme allongée des tubes de dédouble - ment, la pression subite produite par l'explosion peut agir, en quelque sorte, d'une manière élastique. La grande surface des tubes permet un refroidissement facile ; ainsi, ils peu - vent, par exemple, être entourés d'une chemise a 1 et être arrosés d'eau ou d'huile. Les tubes sont montés sur une fonda- tion, par exemple au moyen de colliers a2. de telle façon que l'une de leurs extrémités soit serrée de manière à être fixe, et que l'autre extrémité libre puisse se déplacer facilement dans un collier ou une fourche. De cette manière, les tubes peuvent, en cas d'échauffement subit, se dilater à volonté.
Les tubes peuvent s'employer comme tubes allongés disposés en pa - ralléle ou être reliés deux à deux par un U.
Les tubes sont fermés à leurs extrémités par des disposi- tifs de fermeture, les soupapes de fermeture consistant en deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre dont l'une est fixe sur la tige de soupape, tandis que l'autre peut se déplacer sur celle-ci d'une petite quantité et s'applique, par sa surfa- ce conique, sur une surface conique correspondante d'une bride prévue à l'extré du tube de dédoublement. A cet effet, les soupapes de fermeture sont fixées, par leurs brides 12.1 , aux brides a3 des tubes de dédoublement. Les brides de soupapes b1 présentent un alésage cylindrique dans lequel est prévu un siège cylindrique b2.
Aux brides de soupapes est fixée une tubulure 12.3 présentant, pour les soupapes de fermeture d'ad - mission, un orifice d'admission b4, et pour les deux soupapes de fermeture un second orifice b3, Aux extrémités libres'de la tubulure de sortie est raccordé par bride un guide 6 danss lequel est logé un manchon b7. Le manchon est maintenu dans sa position contre la bride du guide par un écrou 19 vissé sur une partie filetée du manchon b7. Sur le manchon b7 est
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prévu, pour la soupape de fermeture d'admission, un levier b10 au moyen duquel on peut faire tourner le manchon.±.'7 et, par conséquent, le tiroir de fermeture b11 fixé à ce dernier.
Sur l'extrémité libre du manchon b7 est vissé un écrou b12 utile- ment équipé d'un palier de butée à billes, dans lequel est fi- xée une bague de pression b132
Sur l'extrémité intérieure de la tige de fermeture b8 est montée fixement la tête de fermeture b18, tandis que l'élément de fermeture b14 peut se déplacer d'une certaine quantité sur la tige de fermeture b8 A cet effet, une vis vissée dans le moyeu de l'élément de fermeture b14 s'engage dans une rainure de la tige de fermeture b8.
Entre la tête b13 et l'élément de fermeture b14 se trouve une garniture b15. de préférence en caoutchouc, tandis qu'à l'extrémité extérieure de la tête ..±.13 est fixé un plateau dans la paroi duquel dirigée vers 1' inté- rieur sont prévus des orifices pourvus de surfaces de déviation b6
La tête d'allumage pourvue de canaux d'admission et de sortie pour l'inflammation du gaz renfermé dans les tubes de dédoublement, laquelle tête d'allumage est représentée en coupe transversale comme en coupe longitudinale, se fixe sur le tube de dédoublement d'une manière quelconque. La bougie d'&llumage c possède la cheville d'allumage c1, à laquelle est raccordé le câble d'allumage habituel c22.
La cheville d'allumage, ou sa partie intérieure, est entourée d'une douille isolante de préférence en stéatite. En face de la cheville d'allumée est montée, dans la tête d'allumage, une tige'±'3 pouvant tramer, ainsi que se déplacer longitudinalement. Cette tige pane à son extrémité intérioure, à l'intérieur do la. toto d'allumage, une tête pourvue d'un taquet c4. L'extrémité extérieure: de la tige c3, munie de préférence d'une manivelle, possède un pas de vis sur lequel est montéun volant à main c5 qui retient la tige dans sa position arrière.
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Lors du fonctionnement, on remplit de noir de fumée la face frantale de la bougie c, laquelle possède quelques canne- lures, afin de conduire le courant de la cheville d'allumage par la douille isolante. Le noir de fumée est alors porté à l incandescence, et il se produit aussi, en partie, de petites étincelles qui amorcent la décomposition nécessaire dans le tube de dédoublement. Après qu'on a évacué du tube de dédou - blement a le noir de fumée obtenu par dédoublement, on intro - duit du gaz, par exemple, par la soupape d'admission d'acétylé- ne, et l'excédent de noir est ainsi, dans la plupart des cas, arraché de la bougie, de sorte que l'allumage suivant peut avoir lieu.
Mais s'il est resté sur la douille isolante une quantité de noir telle que la formation d'étincelles nécessai- re à l'allumage soit interrompue, on enfonce la tige .23 dans la tête d'allumage, après avoir dévissé le volant à main c5 et on la fait tourner de manière que le taquet ±4 racle la face frontale de la bougie et en enlève le noir de fumée. Apres nettoyage de la bougie, on tire la tige en arrière et on la cale en vissant le volant à main c5.
Pour ne pas devoir, dans un nettoyage de la bougie d'allu- mage, surmonter la résistance de la. pression existait dans le tube de dédoublement, il est avantageux de nettoyer la bougie avant le remplissage du tube de dédoublement. Si la bougie s' est tellement encrassée ou est devenue tellement inutilisable qu'elle ne puisse plus être nettoyée au moyen du taquet C4 et que des étincelles ne puissent donc plus être produites par la batterie, en d'autres termes s'il faut remplacer la bougie par une nouvelle, un dispositif d'allumage do scoours cet encore prévu sous la forme d'une capsule, ou aussi, comme le représen- te le dessin, sous la forme d'un allumage par rupture c6.
lequel permet encore la formation d'une étincelle même en cas de fort encrassement de la bougie, de sorte qu'on peut encore enflam - mer une fois le gaz se trouvant dans le tube a, ensuite de quoi la bougie d'allumage pout être remplacée par une nouvelle.
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Comme les gaz à dédoubler introduits dans la bougie d'al- lumage sont accompagnés de noir de fumée, dont les particules tendent à se déposer sur les sièges des soupapes, il y a, pour les soupapes habituelles, le danger de l'inétanchéité. Pour cette raison, la soupape prévue dans la tête d'allumage est construite d'une manière spéciale : désigne la tige de soupa- pe, d1 la boite de soupape, laquelle porte une partie taraudée d2. La tige de soupape d est filetée et porte, sur son extré - mité libre , un volant à main ou organe équivalent non repré- senté. Au surplus, le guidage et le mouvement de la tige de soupape peuvent avoir lieu d'une manière quelconque, par exemple par l'emploi de presse-étoupe.
L'extrémité de tête d4 de la tige de soupape présente un rétrécissement conique, puis vient un guidage cylindrique au- quel se rattache un épaulement de forme conique. Cet épaulement constitue la transition entre la partie précédente et la tige de soupape d. Lorsqu'on ferme la soupape ouverte, la pointe conique pénètre d'abord dans l'alésage cylindrique du siège de soupape d5. pousse éventuellement devant elle les gros dépôts de noir de fumée ou autres, tandis que la partie de guidage cylindrique se rattachant à la partie terminale conique racle les parties de noir de fumée adhérant plus fortement, de sorte que la formation de noir de fumée entre la tête de soupape et le siège de soupape est ainsi évitée.
Lorsque la tête de soupape, et aussi l'épaulement conique de la tige de soupape, sont faits en un acier bien trempé, et le siège de soupape..9.5, par contre, en une matière plus tendre, par exemple en acier doux Siemens-Martin, il se produit, par sui- te de la poussée de l'épaulement de la tige de soupape, un ef - fet de refoulement constant, qui s'oppose à la tendance éventuel- le de l'alésage cylindrique du siège de soupape à s'élargir.
Ainsi n'est pas seulement évité un dépôt de noir de fumée sur la tête de soupape ou dans le siège de soupape, mais est encore
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assurée une obturation convenable et constante.
Il a déjà été mentionné qu'un compresseur approprié doit être prévu pour comprimer le gaz à dédoubler et l'introduire dans les tubes de dédoublement¯%. Ce compresseur se compose, comme le montre le dessin, d'un cylindre de travail e1. d'un cylindre à basse pression e2 et d'un cylindre haute pression e3. Les pistons de ces trois cylindres sont montés sur une même tige e. Sur le cylindre de travail est prévu une botter pour un tiroir de distribution f1, et ce dernier peut être, par exem- ple, un tiroir rotatif dont le canal annulaire f2 peut être mis en communication aveo, les canaux g1 et ±,2 prévus dans le cylin- dre de travail.
Le canal de sortie 13 du tiroir rotatif commu- nique, par un tuyau h, avec un récipient h1 rempli d'huile. a 1' extrémité du cylindre à basse pression.% se trouvent la soupa- pe d'admission il pour le gaz et la soupape de sortie i2. et pour le cylindre à haute pression sont prévues la soupape d'ad- mission k1 et la soupape de sortie k2.
Le fonctionnement du compresseur est le suivant :
Le liquide, par exemple l'huile, entre sous pression dans la botte du tiroir rotatif 1 et arrive, par le canal annulaire ¯% et le canal g2. qui est précisément dégagé par le tiroir sur le dessin, dans le cylindre de travail e1, L'huile arrive donc sur la face droite du piston de travail, de sorte que celui-ci est mû vers le cylindre à haute pression.23. Le piston travail - lant dans le cylindre à basse pression aspire donc par la sou- pape il le gaz à comprimer, par exemple l'acétylène, tandis que le gaz se trouvant dans le cylindre à haute pression -23, devant son piston, est expulsé par la soupape 1±2. Dès que le piston à basse pression bute contre le levier distributeur os- cillant 11, monté dans le cylindre à basse pression,
le tiroir rotatif est renversé par une liaison non représentée, de sorte que le canal annulaire est mis maintenant en communi - cation avec le canal g1 du cylindre de travail et que, par conséquent, l'huile se trouvant sous pression est amenée sur la
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face gauche du piston de travail. Ce dernier se meut donc, maintenant, dans la direction du cylindre à basse pression, de sorte que le gaz renfermé dans ce dernier est précomprimé et expulsé par la tubulure à soupape.12 et arrive, par un tuyau ou serpentin de refroidissement i3, dans le cylindre à haute pres- sion e3.
Ce gaz précomprimé venant du serpentin de refroidis - sement, appuie, par sa détente se produisant dans le cylindre à haute pression e3 le travail du piston de travail dans son mouvement dans la direction du cylindre à basse pression. Dès que le piston à haute pression bute contre le levier distriou- teur oscillant 12. monté dans le cylindre à haute pression, le tiroir rotatif est de nouveau renversé par une liaison non re- présentée existant entre ce levier distributeur et le tiroir, de sorte que le piston de travail se meut de nouveau vers le oylindre à haute pression.
L'huile qui, dans le mouvement en avant du piston de tra - vail, est évacuée du cylindre de travail au moyen du canal l ou ±2 et du canal f3 arrive par le tuyau 11 dans le récipient h1 C'est de ce récipient que les pistons des cylindres à haute et à basse pression aspirent de l'huile dans leur mouvement dans la direction des extrémités des cylindres pourvues de soupapes, et ils aspirent l'huile par une tubulure m2 ou m1 pour la re - fouler dans le récipient dans leur'mouvement de retour. On ob - tient ainsi un refroidissement extrêmement efficace des cylin- dres.
Le canal de sortie d'huile h communique, par un tuyau h2, avec un récipient compensateur de pression h2, qui est en marne temps réservoir d'huile et peut être refroidi, par une canali- sation non représentée, au moyen d'eau froide. Le récipient h3 communique, par la tubulure h4 avec une pompe à huile et, .par la tubulure 11:; et par l'intermédiaire d'une conduite non repré- sentée, avec la conduite d'aspiration d'acétylène.
On obtient
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ainsi ce résultat que le gaz qui, au cas ou le piston n'obture- rait pas complètement le cylindre, s'échapperait entre le pis- ton et la paroi du cylindre, ne se perd pas et, de plus, n'en- @ tre pas en communication avec l'air,du compresseur, mais ce gaz arrivera en même temps que l'huile, par l'intermédiaire de la conduite h, dans le tuyau et.le récipient h3, où il s'élé- vera à la surface de l'huile se trouvant dans le récipient.
Au lieu du tiroir rotatif représenté, on peut naturelle - ment utiliser aussi tout autre dispositif de distribution. De même, le mouvement de renversement du tiroir rotatif f1 ou d'un autre organe distributeur peut être fourni par la pression di- recte de l'huile, ce qui évite les leviers 11 et 1 . on peut également prévoir un régulateur empêchant que, en cas de faible contre-pression, les pistons ne butent trop fortement contre les couvercles des cylindres.
Lorsque le gaz aspiré de l'installation productrice et fortement comprimé dans le compresseur a été introduit et enflammé dans le tube de dédoublement, le noir de fumée se dépose sur la surface interne des tubes de dédoublement a. Il doit maintenant être évacué des tubes et être amené dans un récipient collecteur. Or, pour l'évacuation du noir de fumée ou pour le nettoyage des tubes de dédoublement, ceux-ci ne peuvent être ouverts, car il ne peut, en aucun cas, entrer de l'air dans ces tubes, étant donné que cet air amènerait le plus grand danger d'explosion et rendrait l'hydrogène impur.
D'après l'invention, on évacue le noir de fumée des tubes de dédoublement a en chassant le mélange d'hydrogène et de noir résultant du dédoublement à travers un collecteur de noir, en amenant de nouveau aux tubes de dédoublement, au moyen d'un' exhausteur etc. , lenoir de fumée adhérant encore toujours à 1' hydrogène et en le faisant passer de nouveau par le collecteur dans la même direction. De cette manière, les tubes de dédou - blement sont purgés par un mélange d'hydrogène et de noir de fumée, c'est-à-dire nettoyés sans l'intervention de moyens
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mécaniques.
Toutefois, avant de commencer la purge au moyen de l'exhausteur, il est utile de souffler de l'hydrogène pur à travers les tubes de dédoublement pendant un temps court, afin de détacher le noir de fumée des parois du tube par la surpres- sion du gaz hydrogène, par exemplede 8 atm. , et l'amener en majeure partie au récipient collecteur. Dans ce but, on laisse entrer dans un réservoir de pression n par une soupape non re- présentée sur le dessin, avant la mise en activité de la condui- te de l'exhausteur,le gaz hydrogène sous pression provenant de l'explosion jusqu'à ce qu'une surpression convenable, par exem- ple de 8 atm. , comme on l'a déjà mentionné, existe dans ce réservoir de pression.
On met alors en activité la conduite de l'exhausteur, laquelle nettoie les tubes de dédoublement comme suit :
Aux tubes de dédoublement est raccordée une conduite -91 par laquelle on amené au collecteur o3. au moyen de l'exhaus - tue le noir de fumée provenant du dédoublement.. Par suite de la position tangentielle de l'orifice d'entrée du tuyau .0,, dans le collecteur o2, le noir de fumée entrant dans celui-ci reçoit un mouvement hélicoïdal, comme l'indique la ligne pointil- lée du dessin.
Le noir de fumée se déposera donc sur la paroi de l'entonnoir tandis que la. partie qui ne s'est pas dépo- sée retraverse le tube de dédoublement par l'intermédiaire de l'entonnoir 26 qui pénètre dans le collecteur o3 et de la con- duite o3 en passant, par 1 1 exhausteur .22, Là, les surfaces de déviation b13 agissant à la manière d'une turbine donneront à ce mélange un mouvement hélicoïdal, et le mélange expulsera du tube de dédoublement le noir de fumée qui s'y trouve encore.
Le tout constitue donc une conduite circulaire, où la circula- tion a lieu jusqu'à ce que tout le noir de fumée ait quitté le tube de dédoublement et que le courant de circulation ne soit plus que de l'hydrogène pur. A l'entonnokr o4 du collecteur 0 est raccordé un tambour.17, par lequel on prélève du collecteur
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le noir de fumée recueilli. A cet effet, une vis sans fin pousse le noir dans un tube.4 disposé en avant, d'où le noir de fumée tombe après qu'on a ouvert un tiroir .210 - D'après ce qui précède, on peut résumer comme suit le fonctionnement de l'installation entière.
Le gaz tendant à se dissocier sous une forte pression, par exemple l'acétylène, est amené d'une installation productrice non représentée, par un tuyau .0., à la tubulure,il du compres - seur, Il est précomprimé dans le cylindre basse pression e2 du compresseur, fortement comprimé dans le cylindre haute pression e3, arrive par la tubulure soupape et une conduite q dans la soupape d4, de là et en passant par la tête d'allu - mage.9. dans les tubes de dédoublement a. Il reçoit des surfaces de déviation b16 un mouvement hélicoidal de forte inclinaison et est enflammé après le remplissage. Pendant le remplissage et pendant l'opération de l'inflammation, les dispositifs de fer- meture prévus aux extrémités des tubes de dédoublement sont naturellement fermés.
Après l'inflammation, après qu'on a lais- sé s'écouler quelques minutes, on dévisse l'écruo b12. afin de décharger les clavettes b17engagées dans la tige de fermeture.
La surpression de l'hydrogène existant dans le tube de dédou- blement est alors évacuée, par une soupape spéciale non repré- sentée sur le dessin, dans un réservoir de pression n, jusqu'à ce qu'une surpression convenable, par exemple de 8 atm. , exis- te dans ce réservoir. La pression restant encore dans le tube de dédoublement est alors complètement évacuée, et on évacue de préférenoe ce reste do gaz hydrogène, par une conduite o1 dans le collecteur de noir de fumée o3. dans lequel le noir de fumée entraîné se dépose de la manière qui a été décrite.
Apres que les clavettes b17 ont été retirées, les tiges de fermeture reculées et que, par conséquent les deux fermetures ont été ouvertes, on laisse entrer de l'hydrogène du réservoir de pression n déjà mentionné dans la tubulure b3 de la fer -
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meture d'admission, par l'intermédiaire d'une conduite r.
Cet hydrogène reçoit de nouveau un mouvement hélicoïdal des surfaces de déviation b16, de, sorte que le noir de fumée est très violem- ment arraché de la paroi intérieure du tube de dédoublement et est évacué de celui-ci par la conduite o1 Lorsque le noir de fumée a été complètement arraché de la paroi intérieure du tube de dédoublement et que la quantité principale a été transpor - tée par la conduite o1 dans le collecteur o3 . le tiroir b11 est, par l'oscillation du levier b10 de la soupape de fermeture d' admission, amené de la, position visible sur le dessin à sa poei- tion supérieure, de sorte qu'il couvre l'orifice b4 et découvre l'orifice b5.
La conduite circulaire de l'exhausteur est ainsi établie et est maintenant, comme il est décrit ci-dessus, utili- sée pendant quelques minutes, de manière à évacuer complètement le noir de fumée du tube de dédoublement. Ensuite, on fait avan- cer les tiges de fermeture b6 de telle sorte que leurs tâtes b18 sont introduites, avec les éléments de fermeture b14, dans l'a- lésage cylindrique des brides. On insère alors les clavettes b17 dans les tiges de fermeture b8 et on serre les écrous b13.par suite de la traction ainsi exercée sur la tige de fermeture b8, les éléments de fermeture b14 reposeront sur la surface conique des brides b2. les rondelles d'obturation b15 sont un peu écar- tées latéralement, de sorte qu'une obturation parfaite est as - surée, même contre de très fortes pressions. L'opération de dédoublement suivante peut commencer ensuite.
REVENDICATIONS.
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