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" Perfectionnements aux arbres de fours ".
La présente invention est relative aux fours de gril- lage et plus particulièrement à la construction d'arbres creux rotatifs employés dans de tels fours.
Les fours de grillage. de ce type sont ordinaire- ment composés de plusieurs soles de grillage superposées, qui sont renfermées dans une enveloppe cylindrique et qui sont normalement munies d'un arbre rotatif creux central, auquel sont attachés radialement des bras de brassage . Dans l'arbre est ménagé un passage intérieur, dans lequel de l'air de refroidissement est amené à des passages intérieurs ménagés dans les bras de brassage, cet air retournant par des passages extérieurs ménagés dans
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lesdits bras à un passage extérieur prévu dans l'arbre rotatif.
Les arbres employés jusqu'à présent étaient constitués de sections, formées en une seule pièce, com- prenant chacune solidairement les organes tubulaires inté- rieurs et extérieurs constituant les passages intérieur et extérieur de l'arbre . Ces organes sont ordinairement connectés entre eux à l'aide de plusieurs flasques ou nervures monoblocs . Cette construction monobloc présente plusieurs désavantages, ainsi qu'on le verra plus loin.
Suivant l'invention, on emploie un arbre rotatif creux, comprenant des organes tubulaires intérieurset extérieursséparés, qui peuvent, si on le désire, être en des métaux différents et qui permettent de réaliser cer- tains avantages supplémentaires, ainsi qu'on le verra plus loin.
Divers autres objets, prticularités/et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description dé- taillée suivante, dans laquelle il est fait référence aux dessins ci-annexés. Il est, toutefois, évident que ces dessins ne sont qu'illustratifs et ne sont pas desti- nés à définir les limites de l'invention, les revendica- seules tions , qui terminent le présent mémoire, devant/être prises en considération à cet effet.
Sur les dessins : la figure 1 est une vue en élévation frontale d'une portion typique de four de grillage, auquel l'invention est applicable, après coupe sensiblement suivant l'axe vertical dudit four; la figure 2 est une coupe horizontale d'un arbre rotatif de four suivant l'invention, sensiblement sui- vant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est, à plus grande échelle et après brisures partielles, une vue en élévation latérale de l'arbre après coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2;
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la figure 4 est, à plus grande échelle, une coupe détaillée fragmentaire de deux portions d'une section tubu- laire intérieure, montrant une séparation entre ces portions, ainsi que le joint étanche prévu entre elles;
la figure 5 est, à plus grande échelle, une vue en plan de dessus d'une paire de doigts ou d'oreilles coopérant l'un avec l'autre, prévue/sur lés arbres intérieur et exté- rieur, avant l'établissement de ces derniers, les doigts et oreilles susdits servant à recevoir un organe de connexion; la figure 6 est une vue de dessus des doigts montrés à la figure 5, avec un organe de connexion, représenté en coupe et inséré entre ces doigts, et la figure 7 est, après coupe partielle et après brisu- res partielles, une vue en élévation latérale des doigts et de l'organe de connexion représentés à la figure 6.
Dans le four représenté à la figure 1, plusieurs soles 10, 11 et 12 espacées verticalement et sensiblement circu- laires sont prévues. Ces soles sont entourées et suppor- tées, de manière conventionnelle, par une paroi de four 13 sensiblement cylindrique . Un arbre rotatif 14 est monté verticalement au centre des soles. A cet arbre 14 sont attachés plusieurs bras de brassage 15a, 15b, 15c et 15d, auxquels sont fixées des dents 16 tournées vers le bas et montées de façon à déplacer graduellement la charge ra- dialement par rapport aux soles, pendant que les bras de brassage tournent lentement.
L'arbre 14 se compose normalement de plusieurs éléments tubulaires superposés, comprenant chacun une section tubu- laire extérieure et une section tubulaire intérieure,cette dernière conduisant de l'air de refroidissement aux bras de brassage comme mentionné ci-dessus. Il est évidemment possible de n'employer qu'un seul élément tubulaire.
Une charge à griller est introduite dans le four à son sommet, cette charge tombant ensuite successivement,
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sous l'influence de la pesanteur et sous la poussée des bras de brassage, par une ouverture centrale sur la sole 11, puis par des ouvertures périphériques 18 sur la sole 12 et ensuite par l'ouverture centrale 19 sur des soles similaires situées à un niveau plus bas ou dans un passage final.
La construction et le mode de fonctionnement décrits ci-dessus sont bien connus dans la technique .
On a constaté, lors du fonctionnement de ce type de four, que dans des conditions de température élevée, certai nés parties de l'arbre central sont parfois fracturées.
Ceci est habituellement dû à une dilatation inégale de ces parties. La région du four, située autour de la surfa- ce extérieure de l'arbre atteint des températures élevées et les sections tubulaires extérieures se dilatent à la fois longitudinalement et circonférentiellement. Les sec- tions tubulaires intérieures sont, par contre, refroidies davantage que les dites sections extérieures par l'air y circulant et n'atteignent pas des températures aussi éle- vées. Cette différence entre les températures régnant aux abords des sections extérieures et intérieures donne lieu à une dilatation différentielle telle que les sections tubulaires extérieures s'allongent par rapport auxdites sections intérieures .
En raison de ce fait, les nervures ou flasques de connexion sont soumis à de fortes sollicita- tions, qui peuvent même être telles que ces flasques se cassent ou qu'on ait à déplorer la cassure des sections tubulaires intérieures ou extérieures au voisinage de la jonction des flasques avec ces sections. Le remplacement de l'arbre dans les fours connus constituait un contre- temps très fâcheux et entraînait une perte considérable due au chômage forcé du four et au fait qu'il était néces- saire , dans de nombreux cas, de remplacer des organes
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tubulaires dans leur entièreté. La rupture d'une nervure donne donc ordinairement lieu à des dépenses importan- tes.
De plus, les bras de brassage radiaux sont supportés conjointement par les sections tubulaires intérieures et extérieures. Dès lors, une rupture de nervures ou de flas- ques de connexion donne lieu à un affaiblissement du suppor! des bras de brassage et peut amener ceux-ci à se tordre vis-avis de l'arbre de support, en raison de la perte de support des organes intérieurs et de la résistance de la matière déplacée par les bras. Il peut ainsi se produire une torsion de l'arbre intérieur par rapport à l'arbre ex- térieur. Cette torsion peut être communiquée aux nervures non fracturées et peut aussi endommager celles-ci.
Les figures 2 et 3 indiquent que la demanderesse préconise l'emploi d'un arbre 14 constitué de parties séparées, qui sont associées de manière nouvelle. Les sections tubulaires extérieures sont montrées en 20, 21 et 22, tandis'que les sections tubulaires intérieures correspondantes sont montrées en 23,24 et 25.
Comme on l'a signalé ci-dessus, chaque section tubu- laire extérieure, telle que 21, s'allonge, sous l'influen- ce de la chaleur, dans une mesure plus grande que chaque section tubulaire intérieure plus froide, telle que 24.
La même chose est vraie en ce qui concerne la dilatation radiale ou diamétrale, encore appelée parfois dilatation circonférentielle . Cette dilatation différentielle, dans des montages à nervures ou flasques solidaires des sections intérieures et extérieures, a affecter non seulement ces nervures de connexion des sections inté- rieures et extérieures, mais également l'alignement des bras de brassage .
On verra à la figure 1 que, lorsque une section tubulaire extérieure de l'arbre central s'allonge par rapport à une section tubulaire intérieure,
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les bras de brassage, notamment ceux désignés par les notations de référence 15a et !5c perdent leur alignement en s'écartant l'un de l'autre, en sorte que les jeux ou espaces appropriés ménagés entre ces bras et les soles correspondantes sont défavorablement modifiés. A la figure 3, on a représenté de nouveaux moyens pour compenser la dilatation longitudinale plus grande de chaque section tubulaire extérieure par rapport à chaque section tubulaire intérieure. On considérera, à présent, à titre d'exemple, le nouveau montage pour associer une section tubulaire intérieure 24 à une section tubulaire extérieure correspon- dante 21.
Le nouveau montage est constitué par une série de doigts 26 (figures 2 et 3) s'étendant vers l'extérieur, qui sont attachés à la section tubulaire intérieure 24 et font saillie radialement à partir de celle-ci . Les doigts ou oreilles 26 sont, de préférence, formés d'une seule pièce avec la section tubulaire intérieure 24. Avec cette série de doigts 26 coopère une série de doigts 27, s'étendant vers l'intérieur à partir de la surface interne de la section tubulaire extérieure 21. Le nombre de doigts 27 correspond à celui des doigts 26.
Les doigts 26 et 27 de chaque paire de doigts coopérant l'un avec l'autre sont maintenus en alignement radial et sont serrés forte- ment l'un contre l'autre, par exemple au moyen d'un dispo- sitif 28 à vis et à écrou , représenté en détail à la figu- re 7.Ce dispositif comprend une vis 28a, dont la tête s'a- dapte étroitement contre des surfaces des doigts 26, 27 et qui coopère avec un écrou 28b. Une rondelle appropriée 28c peut être employée avec l'écrou 28b, pour venir en pri- se avec des surfaces opposées des doigts 26 et 27. Le trou dans lequel s'étend la queue de la vis 28a, est, de préférence, formé de la manière représentée à la figure 6.
Comme indiqué à la figure 5, le doigt 26 présente origi- nellement une extrémité pointue, qui s'étend dans un évide-
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ment correspondant forné originellement dans le doigt 27. Toutefois, les faces adjacentes de ces doigts sont es- pacées l'une de l'autre . Un canal est formé en 29 dans les doigts coopérant l'un avec l'autre.
Il est préférable de former le canal 29 par forage.
Toutefois, ce canal peut être formé lors de la coulée.La queue de la vis 28a est, de préférence, de diamètre légè- rement inférieur au diamètre du passage formé par les ca- naux complémentaires 29, de façon à permettre, au besoin, une dilatation diamétrale de la section tubulaire intérieu- re.
L'organe de connexion 28, servant à associer les doigts 26,27 coopérant l'un avec l'autre peut évidemment être de toute forme appropriée, le dispositif à vis et à boulon ne constituant qu'un exemple de dispositif de connexion. Chaque organe de connexion maintient chaque paire de doigts coopérant l'un avec l'autre contre tout mouvement longitudinal et angulaire relatif, mais permet tout mouvement radial relatif provoqué par la dila- tation.
Il a été jugé souhaitable de disposer les jeux ou séries de doigts coopérant l'un avec l'autre au voisinage des extrémités des sections tubulaires intérieures et exté rieures . Une des raisons de cette disposition réside dans le fait qu'on peut ainsi avoir facilement accès à ces doigts, pour leur usinage et pour leur assemblage et leur désassemblage . Ainsi, un second groupe de doigts 30 s'étendant vers l'extérieur est formé à l'extrémité opposée de la section tubulaire intérieure 24, lequel groupe coopère avec un second groupe de doigts 31 s'éten- dant vers l'intérieur et portés par la section tubulaire extérieure.
En raison du fait que les doigts portés par les sec- tions tubulaires respectives sont bloqués contre tout mou-
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vement longitudinal ou axial relatif, à cause de leurs organes de connexion ou de serrage , il est souhaitable d'interrompre la section tubulaire intérieure, de préférence en son.milieu, soit en 24a (figures 3 et 4). La ligne de séparation ou d'affaiblissement 24a est, de préférence, formée, lors de la coulée, dans chaque section intérieure, de manière à faciliter la séparation de celle-ci en deux tronçons ou sous-sections. La rupture se fait normalement au marteau ou au ciseau préalablement à l'assemblage de l'arbre . Toutefois, il est possible de permettre que la rupture s'opère automatiquement , lorsque l'arbre et le four sont en service .
Ainsi, lorsque la section tubulaire extérieure 21 devient plus longue que la section tubulaire intérieure correspondante 24, les deux moitiés de cette dernière se sépareront .Après la rupture en 24a la section intérieure n'opposera, dès lors, plus de résistance à la dilatation de la section extérieure . Un joint est prévu à l'endroit de la rupture de la section intérieure 24 et est constitué, par exemple, par une bague ou collier métalli- que 32, de préférence élastique, de manière à pouvoir se dilater de façon à obturer l'espace entre les deux sous- sections, comme montré à la figure 4, en sorte que l'air de refroidissement circulant dans la section 24 ne s'échappe- ra pas de cette dernière.
La bague 32 est parfois appelée bague de dilatation et s'adapte, de préférence, dans une rainure intérieure appropriée 33, formée à la surface inté- rieure de la section tubulaire 24. Une telle bague de dilata- tion peut être aisément amenée en place à l'état contrac- té. Lorsqu'on la relâche, cette bague s'étend dans la rainure et vient occuper une position telle qu'elle forme un joint étanche entre les deux sous-sections.
Les bras de brassage, tels que 15a et 15c, sont dispo- sés près des extrémités des sections tubulaires 21, 24 et, dès
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lors, près des groupes coopérants de doigts ou oreilles 26, 27 et 30, 31 respectivement. A cause de leur proximité des groupes de doigts, aucune dilatation différentielle appréciable ne peut se produire, en sorte que l'alignement des bras n'est pas altéré. Ceci revient à dire que la dis- tance entre les bras de brassage 15a et les doigts coopé- rants 26,27 est suffisamment petite pour qu'une dilatation différentielle entre les sections tubulaires 21 et 24 ne dérange pas l'alignement desdits bras par rapport aux bras 15c dans une mesure indésirable.
L'association des sections tubulaires intérieures 23 et 25 avec leurs sections tubulaires extérieures respec- tives 20 et 22 se fait par des moyens identiques à ceux décrits pour les sections tubulaires 21 et 24. Ainsi, la section 22 est associée, par les doigts 34 qu'elle porte, à la section, 25 portant les doigts 35. Chaque section inté- rieure présente une ligne de séparation analogue à la ligne 24a. Les sections tubulaires extérieures sont réunies l'une à l'autre de la manière illustrée à la figure 3, au moyen de rebords extérieurs, dans lesquels s'étendent des dispositifs de connexion appropriés. Ainsi, la section tubulaire extérieure 21 est attachée à la section tubulai- re extérieure 22 au moyen de boulons 36, qui s'étendent dans les rebords 21a et 22a.
Un joint étanche aux gaz satisfaisant est obtenu entre les sections 24 et 25 accolées l'une à l'autre, par les rebords ou flasques attachés 21a et 22a et par la proximité des doigts 26, 27 et 34,35.
En service, lorsque l'arbre du four est chauffé à l'intérieur de celui-ci, les sections tubulaires exté- rieures sont chauffées dans une plus grande mesure que les sections tubulaires intérieures et se dilatent, dès lors, à la fois radialement et longitudinalement,dans une plus
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grande mesure que les sections tubulaires intérieures.
La dilatation radiale relativement plus grande est autori- sée par le fait que les doigts portés par les sections extérieures peuvent s'éloigner radialenent des doigts des sections intérieures, tandis que la dilatation longitudi- nale relativement plus grande est autorisée par la sépara- tion axiale de chaque section tubulaire intérieure en deux sous-sections.
Au lieu de bloquer les extrémités opposées des sections tubulaires extérieures et intérieures correspondantes contre tout mouvement longitudinal relatif et au lieu de scinder la section tubulaire intérieure, comme indiqué en 24a, il est souhaitable dans certaines circonstances, de n'attacher les sections intérieures et extérieures correspondantes l'une à l'autre que par une extrémité et d'employer à l'extrémité opposée de ces sections un dispositif à vis et à écrou, comme indiqué en traits interrompus à la figu- re 7, qui associera les doigts coopérants de façon que toute rotation relative soit empêchée , mais de façon qu'un mou- vement longitudinal relatif de quelque ampleur puisse se produire .
Un tel dispositif à vis et à écrou est indiqué en 28d et diffère de celui originellement décrit, en ce sens que la queue de la vis est plus longue que celle de la vis 28a. Si les sections tubulaires intérieures et exté- rieures sont associées de cette manière , il est souhaitable pour chacune de ces sections de ne comporter qu'une seule série de bras de brassage, cette série étant, de préféren- ce, montéeau voisinage des extrémités étroitement réunies de ces sections, notamment à proximité de l'extrémité bloquée contre tout mouvement axial relatif.
Comme le montre la description précédente , l'inven- tion fournit de nouveaux moyens pour associer les sections tubulaires intérieures et extérieures d'un arbre rotatif de four. Ces moyens sont de construction très simple et
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de fabrication peu coûteuse, tout en étant robustes.
Les nouveaux moyens éliminent quasi entièrement les possibilités de pannes du four, dues à la rupture des nervures ou des doigts qui relient les sections tubulai- res intérieures et extérieures'. De plus, ces moyens assu- rant le maintien d'un alignement correct entre les bras de brassage montés sur l'arbre et permettent aux sections tubulaires intérieures de fournir un couple d'entraîne- ment aux bras de brassage, sans les désavantages qui acccm pagnent normalement une dilatation différentielle entre les sections tubulaires intérieures et extérieures.Les éléments ou organes de connexion pour maintenir les doigts coopérants de ces sections en alignement radial assurent la transmission d'un couple approprié aux sections tubu- laires intérieures, en sorte qu'un mouvement angulaire relatif entre celles-ci est empêché.
Il estév#dent que l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation préférés décrits ci-dessus. Ainsi, au lieu d'établir une ligne de séparation, comme en 24a, sur chaque section tubulaire intérieure, il est possible de constituer chaque section, à l'origine, en deux sous- sections distinctes.
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