Brevet FR2019025A1 — publié le 19700626

La présente invention est relative å-un~treuil de sonde pour fours à cuve, en particulier pour haut-s-fourneaux. De tels treuils de sonde servent à surveiller de façon continue la hauteur de remplissage d'un four à l'aide de sondes descendues dans ce dernier. Une sonde suspendue à un câble ou à une chaîne et reposant sur la charge qui se trouve dans le four, suit cette charge au fur et à mesure de son abaissement, lors de la marche du four.Comme il s'exerce constamment un couple de rotation dans le sens de la tension du câble ou de la chaste, sur le tambour du treuil sur lequel est fixée une extrémité du câble ou de la chat- ne, en sorte que oet organe de traction est toujours tendu raide, l'on peut connaître d'une manière simple 11 état de chargement du four, en tenant compte des mouvements de rotation du tambour du treuil qui résultent de l'abaissement de la sonde. Le couple de tension qui s'exerce sur le tambour du treuil doit, d'une part, être si élevé que 11 organe de traction soit toujours tendu raide, et, d'autre part, il ne doit pas empecher un abaissement de la sonde. Ces deux conditions intro dussent, en conséquence, d'étroites limites à la grandeur du couple de rotation. Ces limites peuvent aisément être dépassées, en particulier. dans le cas de grands trajets de mesure, car lors de l'abaissement de la sonde, la longueur le long de laquelle l'organe de traction est suspendu librement, augmente et, par suite, le couple de rotation s'exerce dans le sens du déroulement de 11 organe de traction sur le tambour du treuil, en raison de l'augmentation de poids.En conséquence, lorsque la sonde est abaissée très bas, l'on court le risque de voir le couple de rotation qui s'exerce sous l'effet du poids propre de l'organe de traction, devenir supérieur au couple de tension, ce qui pourrait amener le tambour du treuil à être entraîné en opposition à ce couple de tension, si bien qu'aucune mesure ne serait plus pos sible.si/-couple de tension deviens si -élevé que cet entrarne- ment du tambour du treuil est empêché, il est possible que l'on ne puisse pas effectuer de mesures parfaites dans la zone de mesures supérieure, car les poids propres de la sonde et de organe de traction dans cette zone, ne suffisent pas à vaincre le couple de tension. En pareils cas, il est nécessaire de faire varier le couple de tension le long de la zone de mesures,en fonction des conditions existantes dans les différentes parties de cette zone. L'on peut réaliser une telle variation par exemple à l'aide de résistances électriques variables, lorsque la commande du tambour du treuil est effectuéeà l'aide d'un moteur électrique. Toutefois, une telle installation est très conteuse. La présente invention a pour but de pourvoir à un treuil de sonde pour fours à cuve, en particulier pour hauts-fourneaux, qui permet un fonctionnement parfait sur la totalité de la zone de mesures, sans difficultés et à l'aide de moyens simples. La présente invention consiste principalement en ce que l'enveloppe du tambour du treuil est réalisée de façon à se rétrécir de l'une des extrémités du tambour vers l'autre de ses ex trémités, et en ce que l'organe de traction qui porte la sonde est fixé à celle des extrémités du tambour dont le rayon est le plus petit. L'on obtient ainsi que, lorsque la sonde est soulevée, le poids propre des parties qui sont suspendues librement, agit sur le tambour du treuil avec un bras de levier plus important que ce n'est le cas lorsque la sonde est abaissée. De la sorte, lorsque le bras de levier augmente, la- charge diminue, et inversement. L'on évite de cette manière un changement du couple de rotation de charge qui résulte des poids propres, lorsque le diamètre du tambour est constant sur toute sa longueur.Le couple de tension peut être constant dans la totalité de la zone de ddplacement de la sonde. Le rétrécissement de l'enveloppe du tambour du treuil peut correspondre avec précision à l'augmentation du poids qui engendre un couple de rotation, et qui résulte du déroulenent de l'organe de traction qui porte a sonde. Dans ce cas, le couple de rotation de charge est constant dans la- totalité de la zone de déplacement de la sonde. L'enveloppe du tambour du treuil peut cependant également être réalisée sous la forme d'un cône.Ceci est particulièrement avantageux lorsque l'enveloppe prendrait une forme sensiblement conique, sans dispositlo4ns supplémentaires, si on l'adaptait avec précision,à la variation de la charge, car la réalisatiqn conique de l'enveloppe permet une réaltsation simple du tambour du treuil, et la divergence par rapport à la forme requise pour compenser totalement les~varlations deLs charge, est si faible, dans ce cas, que les -limites imposéesau couple de tension ne sont pas dépassées. Un exemple de réalisation de l'objet de l'invention est représenté aux dessins, à titre d'illustration de l'invention et sans aucun caractère limitatif, et en particulier La fig. 1 est une représentation schématique d'une cou pe longitudinale verticale pratiquée dans la partie supérieure d'un haut-fourneau; La fig. 2 est une vue schématique en coupe axiale, d'un tambour de treuil, et La fig. 3 est une représentation schématique des enroulements, projetés dans un plan, d'un râble enroulé sur le tambour de treuil représenté à la figure 2. Le haut-fourneau 1 représenté à la figure 1, qui contient une charge 2, comporte à son extrémité supérieure, une pluralité de tubulures 3 à axes verticaux qui aboutissent à l'inté- rieur du four. Une tubulure verticale 4 à l'extrémité supérieure de laquelle est monté un carter 5 pour un tambour 6 de treuil, est reliée à chacune des tubulures 3, en direction du haut. Pour éviter que du gaz ne se dégage du haut-fourneau 1, il est avanta geux de réaliser ltensemble de l'installation constituée par les tubulures 3,4 et par-ies carters 5, étanche aux gaz. Un moteur de commande, non représenté, et un engrenage, également non représenté, sont prévus pour chaque tambour de treuil 6.L'engrenage peut être incorporé dans le tambour de treuil 6, et, dans ce cas, il est avantageusement coiffé d'un chapeau étanche aux gaz. Le passage de l'arbre de commande à travers la paroi du carter 5 est également rendu étanche aux gaz. Un cible 7 est enroulé sur chaque tambour de treuil 6, et l'une des extréités de ce câble est fixée audit tambour de treuil 6. L'autre extrémité du capable 7 est guidée vers le bas à l'intérieur du haut-rourneau 1, à travers les tubulures 3,4, et elle est reliée à une sonde 8. Avant de charger le haut-fourneau 1, l'on remonte les sondes 8 à l'aide des moteurs de commande. Une fois le chargement terminé, l'on commute la marche des moteurs de commande, de façon à ce que ces derniers fonctionnent en tant qùe moteurs de glissement et ne donnent lieu qu'à un couple de rotation limité, qui est le couple de tension. Les couples de rotation qui agissent sur les tambours 6 de treuil en rai-sondes poid -propres des parties qui pendent librement vers le bas, sont supérieurs à ce cou ple de tension. Les sondes 8 descendent, en conséquence, jusqu'à ce qu'elles reposent sur la charge 2 et il se crée un état d'équilibre. Les câbles 7 sont maintenus tendus raides. Si la charge 2 descend pendant la marche du four, les sondes 8 suivent ce mouvement.En observant les mouvements de rotation des tambours de treuil 6, l'on peut surveiller de façon continue 11 état de remplissage du haut-fourneau 1. Une surveillance automatique est possible. Des télétransmetteurs qui transmettent les données obtenues en des endroits quelconques de 11 installation de hautsfourneaux, peuvent être raccordés au tambour de treuil 6. Lton peut en outre prévoir des interrupteurs de ftn de course à pivot, qui surveillent les positions les plus hautes et les plus basses des sondes 8. A l'une de ses extrémités 9, chaque tambour de treuil 6 a un rayon R qui est plus grand que le rayon r de l'autre extré- mité de tambour 10 (figure 2).L'enveloppe 11 du tambour de treuil 6 se rétrécit en conséquence depuis l'une des extrémités 9 du tambour Jusqu'd l'autre extrémité 10 du tambour. La gorge 12 a en conséquence un intervalle par rapport b l'axe de-rot- tion 13 du tambour 6 du treuil, qui varie le long dudit tambour 6 du treuil. Le câble 7, non représenté à la figure 2, est atta ohé à l'extrémité 10 du tambour. Lorsque la sonde 8 est soulevée, le câble 7 est prati quement complètement enroulé sur le tambour de treuil 6 et l'extruité libre du cible se trouve à un intervalle R de l'axe de rotation 13 - si l'on effectue la mesure dans le sens horizontal-. Si l'on commute la marche du moteur de commande de façon à ce qu'il ne fournisse que le couple de tension, les poids propres de la sonde 8 et de l'extrémité libre qui pend, du capable 7 détermi- nent la rotation du tambour de treuil 6 dans le sens du ddroule- ment du capable 7. Lors du déroulement du câble 7, le poids propre actif augmente et le rayon actif diminue simultanément. La gorge 12 est conçue de telle manière que le couple de rotation qui s'exerce en raison des poids propres, demeure toujours eonstant. L'intervalle qui sépare la gorge 12 de l'axe de rotation 13 dlri- nue, de ce fait, à partir de l'extrémité 9 du tambour, ainsi que cela ressort en particulier de la figure 3, tout d'abord rortement, puis beaucoup moins, vers l'extrémité 10 du tambour, si bien qu'il se produit un parcours en spirale dans lequel l'inter- valle qui sépare les enroulements est plus grand dans la zone extérieure de la spirale que dans la zone intérieure. L'importance de la variation de l'intervalle entre la gorge 12 et l'axe de rotation 13 d'une spire à l'autre, est fonction des conditions relatives à chaque cas particulier.Il est essentiel que le couple de rotation, qui s'exprime comme étant le produit de la somme des poids propres de la sonde et de l'extrémité du câble qui pend en direction du bas, et du rayon actif dans un cas donné, à savoir: Md = (G1 + G2) . r = constante demeure constant. Dans l'équation ci-dessus, Md est le couple de rotationefflcacequi s'exerce en raison des poids propres des parties qui pendent en direction du bas > Gî est le poids de la sonde, -G2 est le poids de l'extrémité du capable qui pend en direction du bas et r est le rayon efficace dans chaque cas particulier. L'on peut utiliser à la place d'un câble, une chaîne comme organe de traction qui porte la sonde. Dans le cas où il se trouve que la gorge qui reçoit le câble ou qui reçoit la chaîne se trouve sur une aire latérale de cône, il est avantageux de réaliser l'enveloppe du tambour du treuil en forme de cône, car l'on réalise ainsi une fabrication simple nanas ce cas, les variations du couple de rotation de charge ne sont que très fables, si bien que; dans ce cas également, le couple de tension peut demeurer égal dans -la' totalité de la zone de mesures. REVENDICATIONS 1) Treuil de sonde pour fours à cuve, en particulier pour hauts-fourneaux, caractérisé en ce que 11 enveloppe du tambour du treuil est réalisée de façon à se rétrécir de l'une des extrémités du tambourjw 'alautre, et en ce que organe de traction qui porte la sonde est attaché à celle des extrémités du tambour dont le rayon est le plus petit. 2) Treuil de sonde selon la Revendication 1, caractérisé en ce que le rétrécissement de l'enveloppe du tambour du treuil correspond à ltaugmentation du poids qui provoque un couple de rotation, laquelle augmentation résulte du déroulement de l'organe de traction qui porte la sonde. 3) Treuil de sonde selon au moins l'une des Revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'enveloppe du tambour du treuil est réalisée sous la forme d'un cône.