Brevet FR2002573A1 — publié le 19691017

La présente invention concerne un obturateur de tuyauterie à vent chaud, ou analogues Actuellement les obturateurs étanches de tuyauteries à vent chaud sont purement et simplement constitués par des registres. Ceux-ci ont des dimensions relativement importantes et sont par conséquent coûteux et encombrants; De plus, leur étanchéité se trouve obligatoirement réduite par le jeu nécessaire au coulissement de la languette sur son siège. Enfin, lorsque la pression du fluide d'écoulement est élevée, ils ne peuvent être ouverts qusà l'aide d'une purge. L'invention a pour objet un obturateur de tuyauterie à vent chaud, moins encombrant et meilleur marché que les registres actuellement utilisés ; l'étanchéité et la sécurité de fonctionnement de ce nouveau type d'obturateur se trouvent renforcées ; de plus il peut s'adapter partout, et son couverture est facile, mAeme aux pressions élevées. Dans une particularité essentielle de l'invention, un clapet d'arrêt à articulation excentrique est disposé de manière à être, en position fermée, orienté obliquement par rapport à la section droite de la tuyauterie, et à reposer sur un siège annulaire fixé sur la paroi de la tuyauterie. Ces clapets d'arrêt sont actuellement utilisés sur d'autres types de tuyauteries Le siège annulaire comporte un canal périphérique avec une entrée et une sortie pour le fluide réfrigérant. Dans une particularité avantageuse de l'invention on prévoit dans la paroi de la tuyauterie, au voisinage du clapet d'arret, c'est-à-dire sensiblement sur toute sa longueur, un canal pour le liquide réerigérant comportant une entrée et une sortie. On a intérêt à ce que la tuyauterie soit à double paroi au voisinage du clapet d'arrêt, la cavité annulaire entre ces deux parois servant alors de canal au liquide réfrigérant. Dans un mode de mise en oeuvre avantageux de 1 'in- vention, la sortie du canal périphérique dans le siège annulaire communique avec l'entrée du canal du liquide réfrigérant. Le clapet d'arrêt est de préférence muni d'un déflecteur en spirale permettant de guider le liquide réfrigérant ; celui-ci déb-ouche au centre de la- spirale par un évidement axial dans l'arbre du clapet ; un autre évidement dans cetarbre aboutit à la périphérie de la spirale, et sert à évacuer le liquide. On évite ainsi la fixation de bulles de vapeur et de particules de poussière sur le déflecteur. L'entrée de l'évidement de l'arbre servant à évacuer le liquide du clapet d'arrêt a de préférence une section inférieure à celle de l'extrémité de l'entrée au centrede la spirale. La section de la sortie du canal périphérique est de préférence inférieure à celle de son entrée. Au voisinage du clapet d'arrt, la paroi interne de la tuyauterie possède de préférence un revêtement réfractaire dans lequel est encastré le siège annulaire. Le clapet d'arrêt peut porter à sa périphérie un joint métallique, de préférence en cuivre. On a avantage à ce que la sortie de la cavité du siège annulaire communique avec l'entrée de l'enveloppe de réfrigération de manière que le liquide réfrigérant refroidisse d'abord la partie la plus chaude, à savoir le siège, et ensuite la partie la moins chaude, c'est-à-dire l'enveloppe. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre et des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une coupe transversale de l'obturateur de tuyauterie à vent chaud de l'invention, - la figure 2 est une coupe de l'obturateur suivant la ligne II-II de la figure 1. Dans une tuyauterie à vent chaud d'un haut fourneau on utilise une pièce tubulaire l munie de brides 2 ; on appelle cette pièce corps du clapet dans la suite de la description. Ce dernier est traversé par un arbre excentrique interrompu 3 portant un clapet d'arrêt 4. L'arbre 3 est monté sur des paliers 5 fixés au corps de clapet 1. Le siège du clapet d'arrêt 4 est constitué par un siège annulaire 7 comportant un canal périphérique 6 ; ce siège est disposé à la paroi interne du corps de clapet 1 et est orienté obliquement par rapport à la section du conduit. Le siège 7 est soudé au corps de clapet 1 ou encore coulé avec ce dernier. La paroi interne du corps de clapet 1 est munie d'un revetement réfractaire 8 qui est en contact des deux côtés opposés avec le siège annulaire 7, et la protège ainsi contre un échauffement trop élevé. Le corps de clapet 1 est à double paroi. La cavité 9 entre la paroi externe et la paroi interne est traversée par une tuyauterie 10 de liquide réfrigérant débouchant dans le canal périphérique 6 du siège annulaire 7. L'espace annulaire 6 est obturé par une cloison li au voisinage de l'entrée de la tuyauterie 10. De l'autre caté de la cloison 11, un passage 12 met en communication le canal périphérique 6 et la cavité 9. La section du passage 12 est inférieure à celle de la tuyauterie lO. La cavité 9 est munie d'éléments de guidage annulaires 13, qui aboutissent alternativement de différents cotis à une cloison 14 axiale dans la cavité 9, et se terminent dans chaque cas de l'autre côté à une certaine distance de la cloison, délimitant ainsi un passage pour le liquide réfrigérant. En fin de parcours, le corps de clapet 1 est muni d'une sortie 15 permettant au liquide de quitter la cavité 9. Les deux parties de l'arbre 3 interrompu du clapet d'arrêt 4 possèdent des évidements axiaux 16 et 17. L'extrémité de l'évidement 16 dans le corps de clapet 1 est prolongée par un tube conique 18. Ce dernier se termine à peu près au milieu du clapet 4 au centre d'un élément de guidage 19 en spirale, disposé à l'intérieur du clapet d'arret 4 qui est également à double paroi. A l'intérieur du corps de clapet 1 il existe un tube 20 à l'extrémité de l'évidement 17 de l'autre partie de l'arbre ; ce tube débouche hors de l'élément de guidage 19 en spirale entre les deux parois du clapet d'arrêt 4. Un déflecteur 21 raccorde la spire externe de l'élément de guidage 19 à l'extrémité libre du tube 20 ; le déflecteur s-'enroule en partie autour de cette extrémité libre quoi a une section inférieure à celle de l'extrémité libre du tube conique 18. Le pourtour du clapet dsarrêt 4 porte un joint d'étanchéité en cuivre ou en tout autre métal. L'arbre 3 est équipé d'une commande rotative. L'dvidement 16 est relié à une tuyauterie d'amenée du liquide réfrigérant, et l'évidement 17 à une conduite d'évacuationde ce liquide. L'obturateur de l'invention fonctionne de la manière suivante : le clapet est entratné par la commande rotative citée. Le liquide réfrigérant pénètre dans le canal périphrique 6 par la conduite d'amenée 10, et après un circuit presque complet parvient par le passage 12 dans la cavité ; Guidé de force d'abord par l'élément de guidage 13, il tourne autour du corps de clapet 1 jusqu'à la cloison axiale 14, et il passe par l'élément de guidage 13 suivant. De cette manière, le liquide réfrigérant continue de s'écouler par la cavité jusqu a ce qu'il atteigne la sortie 15. Le liquide réfrigérant refroidit donc d'abord le siège annulaire qui est la pièce la plus chaude, et ensuite-~~~ le corps du clapet, qui est nettement mieux protégé des effets- de la chaleur à cause du revêtement réfractaire 8. Le liquide réfrigérant pénètre par l'évidement 16~et la pièce conique 18 au milieu du clapet d'arrêt 4, coule entre les spires de l'élément de guidage 19 vers ltextérieur il est guidé par le déflecteur 21 vers l'extrémité du tube 20. Il se forme ainsi un autre circuit réfrigérant autour de la spirale, et il y a toujours une fraction du liquide qui s'écoule par le tube 20 et l'évidement 17. Les sections du passage l2. et du tube 20, qui constituent les sorties du canal périphérique 6 et du clapet d'arrêt 4, étant respectivement inférieures à celles des entrées correspondantes, à savoir de la tuyauterie d'arrivée du liquide réfrigérant 10 et de l'extrémité libre du tube conique 18, la vitesse d'écdulement augmente au niveau des sorties, ce qui permet une meilleure élimination des partie cules de poussière et éventuellement des bulles de vapeur. REVENDICATIONS 1 - Obturateur dé tuyauterie à vent chaud ou analogues, caractérisé en ce qu'un clapet d'arrêt à articulation excentrique est disposé de manière à être, en position fermée, orienté obliquement par rapport à la section droite de la tuyauterie, et à reposer sur un siège annulaire fixé sur la paroi de la tuyauterie, ledit siège annulaire comportant un canal périphérique avec une entrée et une sortie pour le liquide réfrigérant 2 - Obturateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi de la tuyauterie présente au voisinage du clapet d'arrêt un canal pour le liquide réfrigérant comportant une entrée et une sortie. 3 - Obturateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tuyauterie est à double paroi au voisinage du clapet d'arrêt et que la cavité annulaire entre les deux parois sert de canal au liquide réfrigérant. 4 - Obturateur selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la sortie du canal périphérique dans le siège annulaire communique avec l'entrée du canal du liquide réfrigérant. 5 - Obturateur selon l'une des revendications l à 4, caractérisé en ce que le clapet d'arrêt est muni d'un déflecteur en spirale permettant de guider le liquide réfri- gérant, ledit liquide débouchant au centre de la spirale par un évidement axial dans l'arbre du clapet, un autre évidement dans ledit arbre aboutissant à la périphérie de la spirale et servant à évacuer le liquide. 6 - Obturateur selon la revendIcation 5, caractérisé en ce que l'entrée de l'évidement de l'arbre servant à évacuer le liquide du clapet d'arrêt a une section inférieure à celle de l'extrémité de l'entrée au centre de la spirale. 7 - Obturateur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la section de la sortie du canal périphérique est inférieure à celle de son entrée. 8 - Obturateur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au voisinage du clapet dsarrêt, la paroi interne de la tuyauterie possède un revetement réfractaire dans lequel est encastré le siege annulaire. 9 - Obturateur selon l1une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le clapet d'arrêt porte à sa périphérie un joint métallique, de préférence en cuivre.