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La présente invention concerne des fours à cuve équipés d'un disposi- tif de chargement comprenant une trémie tournante. La raison de l'agencement tour- nant de la trémie, la charge qui lui est fournie (provenant ordinairement d'un côté) est uniformément répartie à la périphérie avant d'être envoyée au four, généralement par l'intermédiaire d'une trémie fixe inférieure.
Dans les dispositifs de chargement de type connu, il est nécessaire de prévoir des dispositifs d'étanchéité pour éviter des fuites de gaz entre la partie fixe du four et la trémie tournante.
A cet effet, on a utilisé des systèmes de joints de divers modèles, c'est-à-dire des dispositifs analogues aux presse-étoupe comme on en emploie pour les arbres tournants. On a aussi employé des anneaux métalliques.
En raison du grand diamètre de la surface de joint (environ 2 mètres d'ordinaire) il s'est avéré difficile de réaliser un joint satisfaisant à l'aide de tels dispositifs d'étanchéité. En outre, les systèmes de joints connus causent une résistance de frottement assez grande et s'usent relativement vite.
Il a été proposé aussi d'utiliser des joints à l'eau ou à l'huile pour assurer l'étanchéité. Ceux-ci ont l'inconvénient d'être "soufflés" en cas de pres- sion élevée dans le four et aussi celui que le liquide est vaporisé puisque les parois du joint liquide sont chauffées par le four à cuve. Dans les fours travail- lant sous hautes pressions, on ne peut monter de joints liquides faute de place.
Le principal objet de la présente invention est un dispositif d'étan- chéité pour dispositif de chargement du type ci-dessus, ce dispositif d'étanchéité étant exempt des inconvénients des,systèmes d'étanchéité antérieurs. D'autres objets et avantages apparaîtront au cours de la description.
Conformément à la présente invention, en dispose sous la. cloche de fermeture inférieure de la trémie tournante, cette cloche tournant avec la trémie, une deuxiè- me cloche non tournante qui peut être partiellement enfermée dans la cloche tour- nante. 'Pour faire passer la charge de la trémie tournante au four et à la trémie inférieure, on peut abaisser les deux cloches ensemble ou séparément. Chaque clo- che est suspendue à une tige tubulaire centrale, la tige reliée à la cloche infé- rieure passant à l'intérieur de la tige de la cloche supérieure. L'ouverture annu- laire ménagée sous la trémie tournante, qui constitue l'ouverture d'alimentation supérieure du four ou de la trémie fixe, a un diamètre supérieur à celui de la cloche supérieure tournante, mais inférieur à celui de la cloche inférieure non tournante.
Pour vider la trémie supérieure, la cloche tournante supérieure peut traverser l'ouverture d'alimentation de la trémie inférieure puis revenir pour fermer le fond de la trémie supérieure.
Pour faire descendre la charge, on abaisse la cloche inférieure non tournante au-dessous de l'espace annulaire ci-dessus puis on la ramène à sa posi- tion haute dans laquelle elle vient en contact étanche avec le bord inférieur de l'ouverture d'alimentation.
Dans une forme de réalisation de l'invention pour laquelle les cloches sont déplacées verticalement ensemble, il est important que l'écartement vertical des deux cloches soit réglable, de sorte que la cloche inférieure vienne en con- tact étanche avec le bord inférieur de l'ouverture d'alimentation avant que la clo- che supérieure tournante vienne au contact du bord inférieur de la trémie supérieu- re. A cet effet, il est prévu un faible jeu entre la cloche supérieure et la trémie tournante et, pour ajuster la grandeur du jeu, l'espacement vertical entre les cloches peut être réglé en intercalant ou enlevant des rondelles à l'endroit où est supportée la tige de la cloche inférieure.
Pour éviter des oscillations et une position oblique de la cloche tournante supérieure en position haute, on dispose à la partie inférieure et sur le côté extérieur de la cloche tournante un certain nombre de nervures de guidage qui centrent la position de la cloche.
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Lorsqu'on envoie une charge au four ou à la trémie inférieure, des gaz sous une pression supérieure à la pression de l'atmosphère et des gaz déplacés par la charge qui tombe s'échappent vers l'extérieur par l'ouverture d'alimentatior quand on abaisse la cloche inférieure. Pour diminuer la gêne causse par ces gaz sur la plateforme du four, on peut disposer autour de la partie inférieure de la trémie tournante, une chambre destinée à rassembler les gaz sortant et à les faire passer dans la trémie tournante ou les évacuer hors de la chambre par une canalisa- tion de sortie.
Les dessins annexés représentent deux formes de réalisation de l'in- vention.
La fig. 1 représente, en coupe verticale partielle, un four à cuve avec distributeur de charge comprenant deux trémies, la trémie supérieure étant construite conformément à la présente invention.
La fig. 2 représente en coupe verticale la trémie supérieure à plus grande échelle.
La fig. 3 représente en élévation des dispositifs de guidage des tiges de cloche.
La fig. 4 représente en coupe verticale le montage des tiges de cloche dans une réalisation comportant le mouvement vertical simultané des cloches;
La fig. 5 est une vue analogue à la fig. 4, mais se rapporte à une réalisation dans laquelle les mouvements des deux cloches se font de manière indé- pendante.
En se reportant aux figures et en particulier aux figures 1 et 2, la référence A désigne un four à cuve équipé d'un dispositif de chargement comprenant une trémie inférieure B et une trémie supérieure C. La charge à enfourner est en- voyée à la trémie supérieure par le skip 1. Quand la trémie supérieure C est rem- plie de charge, on la fait tourner d'un certain angle, différent suivant les di- vers charges, conformément à un programme arrêté à l'avance.
La trémie supérieure comprend une partie cylindrique supérieure 2, une partie c8nique inférieure 3 et une cloche de fond 4. Ces parties constituent 1'ensemble tournant et la cloche 4 est mise en rotation du fait que le mouvement de rotation des pièces 2 et 3 est transmis à la cloche 4 par l'intermédiaire de la charge introduite dans la trémie C Le mouvement de rotation est appliqué à la trémie C par un ensemble moteur monté sur la partie fixe du four et composé d'un moteur électrique 6, d'une vis sans fin sans carter 7 et d'une roue dentée 8.
La roue dentée 8 entraîne la trémie C par une roue dentée 9 fixée à la partie inférieure 3 de la trémie C. La trémie C est portée verticalement et guidée hori- zontalement par un certain nombre de rouleaux fixés à la partie fixe du four, chaque rouleau comprenant un rouleau porteur 10 avec un axe 11, un rouleau de guidage 12 et une monture 13. Une table de roulement amovible 14 pour les rouleaux 10 est fixée à une collerette de la partie 3.,
La trémie inférieure B se compose d'un anneau tronconique 15 qui porte l'ensemble moteur et les dispositifs porteur ou de guidage de la trémie C et forme une embouchure circulaire pour le passage de la charge venant de la trémie C, une partie tronconique supérieure 16 et une partie inférieure 17 en forme d'entonnoir.
A sa partie supérieure, la trémie B est fermée de façon étanche par la cloche 5 quand celle-ci est en position haute comme représenté sur la fig. 2 A sa partie inférieure, la trémie B est fermée d'une façon bien connue par une cloche 18 au- dessous de laquelle est disposée une cloche 19 de répartition de charge.
La mise en place de la charge s'effectue de la manière suivante:
Quand la trémie C a été remplie et qu'on l'a fait tourner de l'angle voulu conformément au programme déterminé d'avance, on abaisse les cloches 5 et 4 indépendamment l'une de l'autre ou simultanément jusqu'aux positions représentée
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en 5' et 4' à la suite de quoi la charge passe de la trémie C à la trémie B.
Puis on ramène les cloches 5 et 4 à leurs positions hautes. Quand la trémie B (qui peut recevoir plus d'une charge de la trémie C) est remplie, jusqu'à un ni- veau approprié, on la vide (après que les cloches 4 et 5 aient été ramenées en position haute), en soulevant la cloche de fond 18 de la trémie B. Avant cette opération, la cloche de répartition 19 a été réglée à son niveau approprié pour la répartion désirée de la charge dans le four. Quand la trémie B est vidée, les cloches 18 et 19 reviennent à leurs positions de fermeture.
La cloche 19 est portée par une tige centrale 20, un câble 21 et une poulie 22. La cloche 18 est portée par une tige tubulaire 23 (à l'intérieur de laquelle est placée la tige 20), des croisillons 24, les câbles 25 et les poulies
26. La cloche 5 est portée par une tige tubulaire 27 ( à l'intérieur de laquelle sont placées les tiges 20 et 23), et la cloche 4 est portée par la tige tubulaire
28 (à l'intérieur de laquelle sont placées les tiges 20, 23 et 27). A l'extrémité supérieure de la tige 28 est fixé un manchon 29 sur lequel est vissé l'écrou 30 porté par une butée à billes 31. La butée à billes 31 est supportée par une rondelle 32 boulonnée à un support 33. Ce support 33 est porté par deux câbles
34 et les poulies 35.
La fig. 4 qui représente la réalisation suivant laquelle les cloches
4 et 5 sont déplacées ensemble verticalement et la fig. 5 qui représente une réa- lisation dans laquelle les mouvements verticaux des cloches sont indépendants, diffèrent en ce qui concerne le montage de la tige 27. Conformément à la figure, un manchon 36 est fixé à l'extrémité supérieure de la tige 27, ce manchon repo- sant sur le support 33 par l'intermédiaire de rondelles 37. Il est clair que les cloches 4 et 5 peuvent être soulevées simultanément à l'aide du support 33 et que la tige 28 avec la cloche 4 peut tourner sur la butée à billes 31 sans entraîner la tige 27 avec la cloche 5 dans son mouvement de rotation.
Pour que la cloche 5 ne soit pas empêchée de venir en contact étanche avec la partie annulaire 15, la distance verticale entre les cloches 4 et 5 est choisie de manière à réserver un jeu 38 entre la cloche 4 et la partie inférieure 3 de la trémie.
La grandeur du jeu est réglée en ajoutant ou retirant des rondelles
37.
A la fig. 5, la tige 27 n'est pas portée par le support 33, mais par un support séparé 39 qui est fixé à la tige 27. Le support 39 est porté par les câbles 40 et deux poulies (non représentées sur le dessin). Il est clair que l'on peut soulever et abaisser les deux cloches indépendamment l'une de l'autre et que la tige 28 avec la cloche 4 peut tourner sur la butée à billes 31 sans en- traîner la tige 27 avec la cloche 5 dans son mouvement de rotation.
Des presse-étoupe 41,42 et 43 sont prévus pour assurer contre les fui- .tes de gaz l'étanchéité entre les tiges. Une bague 44 est disposée pour rendre étanche le boîtier de la butée à billes. Un manchon 45 protège la tige 28'contre l'usure.
Pour guider la cloche 4 à une position centrale horizontale en posi- tion haute, des nervures de renforcement sur la paroi'inférieure 3 s'allongent vers le bas au-dessous du bord inférieur de la trémie C pour servir de guides 45a à la cloche 4.
La fig. 3 représente un angencement approprié pour tenir en place hori- zontalement et guider verticalement les tiges des cloches. A chaque extrémité du support 33 est fixée une barre articulée 46. Les deux barres 46 sont réunies par des traverses 47 et 48. A leurs extrémités, les barres 46 portent des pivots 49 auxquels sont attachées des tiges 50 et 51. A leurs extrémités opposées, les bar- res 46 sont fixées au bâti fixe 54 du four par des pivots 52 et des étriers 53.
Les tiges 50 et 51 sont inclinées l'une par rapport à l'autre de telle sorte que, lorsque l'on fait monter ou descendre le support 33, ainsi que les pièces qui sont reliées à ce support, son mouvement est vertical. Sur la fig 3, les tiges
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50 et 51 sont représentées en traits pleins dans leurs positions correspondant à la position haute du support 33 et en traits pointillés 50' et 51' dans leurs positions correspondant à la position basse du support 33.
Le bâti fixe supportant l'axe des poulies 22,26 et 35 est indiqué en 55 (figo 1)
A la partie inférieure gauche de la fige 2 on a représenté une modifi- cation dans laquelle est prévu un espace fermé D maintenu étanche au gaz par rap- port à l'atmosphère ambiante à l'aide d'un anneau supérieur 56 et d'un anneau in- férieur 57 de section droite triangulaire. L'anneau inférieur 57 peut être divisé radialement en un certain nombre de segments disposés avec des espacements entre leurs extrémités opposées, de sorte que, même si de l'usure se produit, cet anneau peut être maintenu en contact avec la paroi tournante 3 par a pression de l'an- neau 56.
La présence de l'espace D contraint les gaz sortant de la trémie B à pas- ser soit par l'espace 38 dans la trémie C, soit à sortir par un tube 58 (représen- té en traits pointillés). Le numéro 59 désigne l'échappement des gaz du four.
Il est évident pour tous les techniciens que la construction et l'a- gencement du dispositif de distribution de charge peuvent être modifiés sans s'é- carter de l'esprit et du cadre de la présente invention. Ainsi, les mouvements verticaux des tiges de cloches peuvent être assurés par des leviers à l'aide de pistons pneumatiques ou hydrauliques montés directement sur les tiges des cloches, par des dispositifs électriques de levage agencés pour agir directement sur les tiges ou tous autres dispositifs. De plus, les moyens de rendre étanche l'espace D peuvent varier. D'autres variantes ou modifications seront évidentes aux techni- ciens.
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The present invention relates to shaft furnaces equipped with a loading device comprising a rotating hopper. Due to the rotating arrangement of the hopper, the load supplied to it (usually coming from one side) is evenly distributed around the periphery before being sent to the furnace, usually via a hopper. lower fixed.
In the known type of loading devices, it is necessary to provide sealing devices to prevent gas leaks between the fixed part of the furnace and the rotating hopper.
For this purpose, seal systems of various models have been used, that is to say devices analogous to stuffing-boxes as are employed for rotating shafts. Metal rings were also used.
Due to the large diameter of the seal surface (usually about 2 meters) it has proved difficult to achieve a satisfactory seal using such sealing devices. In addition, the known seal systems cause a fairly high frictional resistance and wear out relatively quickly.
It has also been proposed to use water or oil seals to ensure sealing. These have the disadvantage of being "blown" under high pressure in the furnace and also that the liquid is vaporized since the walls of the liquid seal are heated by the shaft furnace. In ovens working under high pressure, liquid seals cannot be fitted due to lack of space.
The main object of the present invention is a sealing device for a loading device of the above type, this sealing device being free from the drawbacks of previous sealing systems. Other objects and advantages will become apparent during the description.
According to the present invention, has it under the. lower closing bell of the rotating hopper, this bell rotating with the hopper, a second non-rotating bell which can be partially enclosed in the rotating bell. 'To pass the load from the rotating hopper to the furnace and to the lower hopper, the two bells can be lowered together or separately. Each bell is suspended from a central tubular rod, the rod connected to the lower bell passing inside the rod of the upper bell. The annular opening provided under the rotating hopper, which constitutes the upper feed opening of the furnace or of the fixed hopper, has a diameter greater than that of the upper rotating bell, but less than that of the lower bell not rotating.
To empty the upper hopper, the upper rotating bell can pass through the feed opening of the lower hopper and then return to close the bottom of the upper hopper.
To lower the load, the lower non-rotating bell is lowered below the annular space above and then returned to its upper position in which it comes into tight contact with the lower edge of the opening d. 'food.
In an embodiment of the invention in which the bells are moved vertically together, it is important that the vertical spacing of the two bells is adjustable, so that the lower bell comes into tight contact with the lower edge of the bell. The feed opening before the rotating upper bell comes into contact with the lower edge of the upper hopper. For this purpose, a small clearance is provided between the upper bell and the rotating hopper and, to adjust the size of the clearance, the vertical spacing between the bells can be adjusted by inserting or removing washers where it is supported. the stem of the lower bell.
To avoid oscillations and an oblique position of the upper rotating bell in the high position, there are at the lower part and on the outer side of the rotating bell a number of guide ribs which center the position of the bell.
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When a charge is sent to the furnace or lower hopper, gases at a pressure greater than the pressure of the atmosphere and gases displaced by the falling charge escape to the outside through the feed opening. when lowering the lower bell. To reduce the discomfort caused by these gases on the oven platform, it is possible to place around the lower part of the rotating hopper, a chamber intended to collect the gases leaving and to pass them into the rotating hopper or to evacuate them out of the chamber via an outlet pipe.
The accompanying drawings show two embodiments of the invention.
Fig. 1 shows, in partial vertical section, a shaft furnace with load distributor comprising two hoppers, the upper hopper being constructed in accordance with the present invention.
Fig. 2 shows in vertical section the upper hopper on a larger scale.
Fig. 3 shows in elevation the guiding devices of the bell rods.
Fig. 4 shows in vertical section the assembly of the bell rods in an embodiment comprising the simultaneous vertical movement of the bells;
Fig. 5 is a view similar to FIG. 4, but relates to an embodiment in which the movements of the two bells are made independently.
Referring to the figures and in particular to Figures 1 and 2, the reference A designates a shaft furnace equipped with a loading device comprising a lower hopper B and an upper hopper C. The load to be placed in the oven is sent to the tank. upper hopper by the skip 1. When the upper hopper C is filled with load, it is rotated by a certain angle, different depending on the various loads, in accordance with a program decided in advance.
The upper hopper comprises an upper cylindrical part 2, a lower c8nic part 3 and a bottom bell 4. These parts constitute the rotating assembly and the bell 4 is rotated because the rotational movement of the parts 2 and 3 is. transmitted to the bell 4 by means of the load introduced into the hopper C The rotational movement is applied to the hopper C by a motor assembly mounted on the fixed part of the furnace and composed of an electric motor 6, a endless screw without housing 7 and a toothed wheel 8.
The toothed wheel 8 drives the hopper C by a toothed wheel 9 fixed to the lower part 3 of the hopper C. The hopper C is carried vertically and guided horizontally by a certain number of rollers fixed to the fixed part of the furnace, each roller comprising a carrier roller 10 with an axis 11, a guide roller 12 and a mount 13. A removable tread 14 for the rollers 10 is attached to a flange of part 3.,
The lower hopper B consists of a frustoconical ring 15 which carries the motor assembly and the supporting or guiding devices of the hopper C and forms a circular mouth for the passage of the load coming from the hopper C, an upper frustoconical part 16 and a lower part 17 in the form of a funnel.
At its upper part, the hopper B is sealed by the bell 5 when the latter is in the high position as shown in FIG. 2 At its lower part, the hopper B is closed in a well-known manner by a bell 18 below which is arranged a load distribution bell 19.
The load is put in place as follows:
When the hopper C has been filled and has been rotated by the required angle in accordance with the predetermined program, the bells 5 and 4 are lowered independently of one another or simultaneously to the positions represented
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in 5 'and 4' after which the load passes from hopper C to hopper B.
Then we bring the bells 5 and 4 to their high positions. When hopper B (which can receive more than one load from hopper C) is full, to a suitable level, it is emptied (after bells 4 and 5 have been returned to the up position), lifting the bottom bell 18 of the hopper B. Prior to this operation, the distribution bell 19 has been adjusted to its appropriate level for the desired distribution of the load in the oven. When the hopper B is emptied, the bells 18 and 19 return to their closed positions.
The bell 19 is carried by a central rod 20, a cable 21 and a pulley 22. The bell 18 is carried by a tubular rod 23 (inside which the rod 20 is placed), braces 24, the cables 25 and pulleys
26. The bell 5 is carried by a tubular rod 27 (inside which are placed the rods 20 and 23), and the bell 4 is carried by the tubular rod
28 (inside which are placed the rods 20, 23 and 27). At the upper end of the rod 28 is fixed a sleeve 29 on which is screwed the nut 30 carried by a thrust ball 31. The thrust ball 31 is supported by a washer 32 bolted to a support 33. This support 33 is carried by two cables
34 and pulleys 35.
Fig. 4 which represents the realization according to which the bells
4 and 5 are moved together vertically and FIG. 5 which shows an embodiment in which the vertical movements of the bells are independent, differ with regard to the mounting of the rod 27. According to the figure, a sleeve 36 is fixed to the upper end of the rod 27, this sleeve resting on the support 33 by means of washers 37. It is clear that the bells 4 and 5 can be lifted simultaneously using the support 33 and that the rod 28 with the bell 4 can turn on the stopper ball 31 without driving the rod 27 with the bell 5 in its rotational movement.
So that the bell 5 is not prevented from coming into sealed contact with the annular part 15, the vertical distance between the bells 4 and 5 is chosen so as to reserve a clearance 38 between the bell 4 and the lower part 3 of the hopper .
The size of the clearance is adjusted by adding or removing washers
37.
In fig. 5, the rod 27 is not carried by the support 33, but by a separate support 39 which is fixed to the rod 27. The support 39 is carried by the cables 40 and two pulleys (not shown in the drawing). It is clear that the two bells can be raised and lowered independently of each other and that the rod 28 with the bell 4 can turn on the ball stop 31 without dragging the rod 27 with the bell 5. in its rotational movement.
Stuffing boxes 41, 42 and 43 are provided to ensure against gas leaks the seal between the rods. A ring 44 is arranged to seal the housing of the thrust ball bearing. A sleeve 45 protects the rod 28 'against wear.
To guide the bell 4 to a central horizontal position in the upper position, reinforcing ribs on the lower wall 3 extend downward below the lower edge of the hopper C to act as guides 45a for the bell. 4.
Fig. 3 shows a suitable arrangement for holding in place horizontally and vertically guiding the rods of the bells. At each end of the support 33 is fixed an articulated bar 46. The two bars 46 are joined by cross members 47 and 48. At their ends, the bars 46 carry pivots 49 to which rods 50 and 51 are attached. At their opposite ends. , the bars 46 are fixed to the fixed frame 54 of the oven by pivots 52 and brackets 53.
The rods 50 and 51 are inclined with respect to one another so that, when the support 33 is raised or lowered, as well as the parts which are connected to this support, its movement is vertical. In fig 3, the stems
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50 and 51 are shown in solid lines in their positions corresponding to the high position of the support 33 and in dotted lines 50 'and 51' in their positions corresponding to the low position of the support 33.
The fixed frame supporting the axis of pulleys 22, 26 and 35 is indicated at 55 (figo 1)
In the lower left part of fig 2 there is shown a modification in which is provided a closed space D maintained gas-tight with respect to the ambient atmosphere by means of an upper ring 56 and a lower ring 57 of triangular cross section. The lower ring 57 can be radially divided into a number of segments arranged with spacings between their opposite ends, so that, even if wear occurs, this ring can be kept in contact with the rotating wall 3 by by pressing the ring 56.
The presence of the space D forces the gases leaving the hopper B to pass either through the space 38 into the hopper C, or to exit through a tube 58 (shown in dotted lines). The number 59 designates the exhaust of gases from the furnace.
It is obvious to all skilled in the art that the construction and arrangement of the load distribution device can be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Thus, the vertical movements of the bell rods can be provided by levers using pneumatic or hydraulic pistons mounted directly on the bell rods, by electrical lifting devices arranged to act directly on the rods or any other devices. In addition, the means of sealing the space D may vary. Other variations or modifications will be obvious to technicians.