EP1583912B1 - Accessoire pour dispositif de decharge brusque d'air et dispositif de decharge equipe de cet accessoire - Google Patents

Accessoire pour dispositif de decharge brusque d'air et dispositif de decharge equipe de cet accessoire Download PDF

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EP1583912B1
EP1583912B1 EP04702348.6A EP04702348A EP1583912B1 EP 1583912 B1 EP1583912 B1 EP 1583912B1 EP 04702348 A EP04702348 A EP 04702348A EP 1583912 B1 EP1583912 B1 EP 1583912B1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D25/00—Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/54—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying
    • B65D88/64—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying preventing bridge formation
    • B65D88/70—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying preventing bridge formation using fluid jets
    • B65D88/703—Air blowing devices, i.e. devices for the sudden introduction of compressed air into the container
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F15D1/08—Influencing flow of fluids of jets leaving an orifice

Definitions

  • the invention relates to a device for sudden discharge of air.
  • relief devices also called air gun.
  • the principle of these devices is to release suddenly a quantity of air so as to create a kind of deflagration that will remove the accumulation of material that accumulates during the manufacturing process.
  • such a device comprises a body housing a piston constituting a shutter disposed between a capacitor and an outlet pipe.
  • This outlet pipe is more or less long but, generally, for manufacturing and / or wear problems, this outlet pipe comprises a first part integral with the body of the discharge device and a second part or accessory intended to come extend the first part.
  • the discharge device being located outside the oven, this second part allows in particular to cross the wall and to open more or less distance from the inner face of said wall.
  • this second part or accessory also called nozzle
  • this second part or accessory has a constant surface area along its longitudinal axis but often the geometry of this section is variable.
  • the geometric shape of the input of this accessory is circular while the output geometry is eventually flattened to be able to occupy the place of one or more refractory bricks.
  • the volume of the capacity is limited because of the congestion thereof and, in many cases, the air supply pressure of these capacities is limited.
  • the invention proposes to provide a solution to improve the efficiency of these devices for sudden discharge of air.
  • the subject of the invention is a device for sudden discharge of air having the features of the main claim.
  • a device 1 for sudden discharge of air contained in a capacity 2 there is shown a device 1 for sudden discharge of air contained in a capacity 2.
  • the discharge device is mounted, for example, on a wall 9.
  • This sudden discharge device comprises a body 1A or envelope containing a shutter 3 and its seat 3A, which shutter, when moved away from its seat, allows the passage of the air contained in the capacity to an outlet pipe 4.
  • This short outlet pipe is extended by an accessory 5 in the form of a tube mounted coaxial with the axis of the outlet pipe 4.
  • This accessory is fixed on the end of the outlet pipe, by a fastening means 10 such as a flange.
  • This accessory 5 is generally fixed in a wall 9 through which it passes.
  • the air contained in the capacity escapes brutally by releasing, in a brief moment, a large energy causing a deflagration, ie an impact force that can be measured using a force sensor.
  • the area of the section of this tube decreases in the direction F of the air exhaust and then increases, thus forming a convergent section A and then diverging B.
  • the area E of the input of the accessory will be equal to the output area S.
  • the area S of the output of the accessory will be greater than this input area E.
  • the ratio between the section D taken at the level of the section having the smallest surface and the input section E will be greater than or equal to 1/5 but preferably greater than 1/3.
  • the ratio between the section D taken at the section with the smallest area and the section S output will be greater than or equal to 1/5.
  • the distance between the position of the aforementioned section D and the seat on which the shutter is resting will be a maximum of one meter for a pressure up to twelve bars.
  • Tests were carried out with an abrupt air discharge device with an inlet diameter E of 150 mm with a capacity of 100 liters.
  • the force sensor is placed at the end of a tube 500 mm long.

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Description

  • L'invention se rapporte à un dispositif de décharge brusque d'air.
  • Par exemple, pour supprimer les zones d'accumulation de matière dans les fours des cimenteries, il est connu de faire appel à des dispositifs de décharge encore appelés canon à air.
  • Le principe de ces dispositifs est de libérer brutalement une quantité d'air en sorte de créer une sorte de déflagration qui va supprimer l'amoncellement de la matière qui s'accumule au cours du processus de fabrication.
  • L'avantage de ces dispositifs consiste dans le fait qu'ils peuvent fonctionner en automatique et être mis en des endroits peu accessibles.
  • Ils évitent également l'intervention humaine, ce qui est un gage de sécurité.
  • Bien évidemment, ces canons à air sont utilisés dans d'autres domaines.
  • Classiquement, un tel dispositif comprend un corps logeant un piston constituant un obturateur disposé entre une capacité et une conduite de sortie.
  • Lorsque l'obturateur s'écarte de son siège, l'air emprisonné dans la capacité s'échappe brutalement au travers de la conduite de sortie.
  • Cette conduite de sortie est plus ou moins longue mais, généralement, pour des problèmes de fabrication et/ou d'usure, cette conduite de sortie comprend une première partie faisant partie intégrante avec le corps du dispositif de décharge et une seconde partie ou accessoire destiné à venir prolonger la première partie.
  • Le dispositif de décharge étant situé à l'extérieur du four, cette seconde partie permet notamment de traverser la paroi et de déboucher à plus ou moins distance de la face interne de la dite paroi.
  • Classiquement, cette seconde partie ou accessoire, encore appelé tuyère, a une section de surface constante, au long de son axe longitudinal mais souvent la géométrie de cette section est variable.
  • En effet, la forme géométrique de l'entrée de cet accessoire est circulaire tandis que la géométrie de sortie est, éventuellement, aplatie afin de pouvoir occuper la place d'une ou plusieurs briques réfractaires.
  • L'efficacité de ces dispositifs dépend du volume de la capacité, de la pression dans celle-ci et de la vitesse d'ouverture de l'obturateur.
  • Il est très important de délivrer une quantité d'énergie dans un court instant.
  • Les effets produits par une déflagration ne sont pas comparables à l'effet d'un gaz sous pression alimentant en continu une tuyère ( DE-A-4128165 ou DE-A-2035378 ).
  • Dans certains endroits, le volume de la capacité est limité en raison de l'encombrement de celle-ci et, bien souvent, la pression d'alimentation en air de ces capacités est limitée.
  • Il faut alors augmenter le nombre de ces dispositifs dans la mesure où il existe de la place ce qui n'est pas toujours le cas.
  • L'invention se propose d'apporter une solution permettant d'améliorer l'efficacité de ces dispositifs de décharge brusque d'air.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de décharge brusque d'air présentant les caractéristiques de la revendication principale .
  • L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement :
    • figure 1 : un canon à air avec son accessoire monté,
    • figure 2 : l'accessoire vu en coupe axiale.
  • En se reportant au dessin, on voit un dispositif 1 de décharge brusque d'air contenu dans une capacité 2.
  • Le dispositif de décharge est monté, par exemple, sur une paroi 9.
  • Ce dispositif de décharge brusque comprend un corps 1A ou enveloppe contenant un obturateur 3 et son siège 3A, lequel obturateur, lorsqu'il est écarté de son siège, autorise le passage de l'air contenu dans la capacité vers une conduite 4 de sortie.
  • Cette conduite de sortie courte est prolongée par un accessoire 5 se présentant sous la forme d'un tube monté coaxial à l'axe de la conduite 4 de sortie.
  • Cet accessoire est fixé sur l'extrémité de la conduite de sortie, par un moyen de fixation 10 tel une bride.
  • Cet accessoire 5 est généralement fixé dans une paroi 9 qu'il traverse.
  • Le fonctionnement de ces dispositifs de décharge brusque est le suivant :
  • Dans un premier temps, l'air provenant de l'alimentation vient s'accumuler dans la capacité qui se remplit.
  • Lorsque la capacité a atteint la valeur requise de remplissage, l'alimentation de cette capacité est coupée et on commande le recul de l'obturateur qui s'écarte de son siège.
  • L'air contenu dans la capacité s'échappe brutalement en libérant, en un bref instant une énergie importante provoquant une déflagration, c'est à dire une force d'impact qui peut être mesurée à l'aide d'un capteur de force.
  • Selon l'invention, l'aire de la section de ce tube décroît dans le sens F de l'échappement de l'air pour ensuite croître formant ainsi un tronçon convergent A puis divergent B.
  • On constate que l'on gagne ainsi en efficacité.
  • Dans une première forme de réalisation, l'aire E de l'entrée de l'accessoire sera égale à l'aire S de sortie.
  • Dans une seconde forme de réalisation, l'aire S de la sortie de l'accessoire sera supérieure à cette aire E d'entrée.
  • Le rapport entre la section D prise au niveau de la section ayant la surface la plus petite et la section d'entrée E sera supérieur ou égal à 1/5 mais de préférence supérieur à 1/3.
  • Le rapport entre la section D prise au niveau de la section ayant la surface la plus petite et la section S de sortie sera supérieur ou égal à 1/5.
  • La distance entre la position de la section D précitée et le siège sur lequel repose l'obturateur sera au maximum de un mètre pour une pression jusque douze bars.
  • Des essais ont été réalisés avec un dispositif de décharge brusque d'air d'un diamètre d'entrée E de 150 mm avec une capacité de 100 litres.
  • Le capteur de force est placé à l'extrémité d'un tube de 500 mm de long.
  • On constate que les résultats sont meilleurs lorsque le rapport D/E est compris entre 0,6 et 0,8.
  • On obtient un gain de l'ordre de 50% en force d'impact.
  • Avec ce système on minimise les effets des tourbillons qui pénalisent l'efficacité.

Claims (5)

  1. Dispositif de décharge brusque d'air contenu dans une capacité, comprenant une paroi (9), un corps ou une enveloppe (1A) contenant un obturateur (3) et son siège (3A), lequel obturateur, lorsqu'il est écarté de son siège, autorise le passage de l'air contenu dans la capacité vers une conduite (4) de sortie, sur l'extrémité de ladite conduite de sortie (4) est fixé, par un moyen (10) de fixation, un accessoire (5) se présentant sous la forme d'un tube dans lequel l'aire de la section interne de ce tube décroît, depuis l'entrée dudit tube dans le sens (F) de l'échappement de l'air pour ensuite croître jusqu'en sortie dudit tube formant ainsi un tronçon interne convergent (A) puis divergent (B) caractérisé en ce que ledit tube est monté coaxial à l'axe de ladite conduite de sortie pour traverser ladite paroi et déboucher à distance de la face interne de ladite paroi.
  2. Dispositif de décharge brusque d'air selon la revendication 1 caractérisé en ce que le rapport entre l'aire de la section (D) interne du tube prise au niveau de la section interne ayant la surface la plus petite et l'aire de la section interne (E) de l'entrée de l'accessoire est comprise entre 0,6 et 0,8.
  3. Dispositif de décharge brusque d'air selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'aire (E) de l'entrée de l'accessoire est égale à l'aire (S) de la sortie.
  4. Dispositif de décharge brusque d'air selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'aire (S) de la sortie de l'accessoire est supérieure à l'aire (E) d'entrée.
  5. Dispositif de décharge brusque d'air selon la revendication 2 caractérisé en ce que la distance entre la position de la section (D) de l'accessoire ayant la surface la plus petite et le siège (3A) sur lequel repose l'obturateur est au maximum de un mètre pour une pression jusque douze bars.
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