Brevet FR2126920A1 — publié le 19721013

La présente invention, qui résulte des recherches de Messieurs Marcel BRUN et Alfred RIEGERT g a pour objet un dispositif de raccordement automatique pour transport de matériau pulvérulent. Ce dispositif trouve une application particuliere mais non exclusive dans la réalisation de la jonction entre une tubulure ou un embout de remplissage d'un réservoir avec un embout ou une tubulure d'un poste de chargement ou de déchargement. On désigne par tubulure la partie du dispositif de raccordement qui comporte au moins un element mobile et par embout la partie qui ne comporte que des éléments fixes. Dans un dispositif connu, la tubulure comporte un tube souple manipulé et raccordé manuellement a l'embout. Une telle manoeuvre est pénible pour l'opérateur et elle cause une perte de temps considérable. Le raccordement automatique d'une tubulure et d'un embout exige l'alignement précis des axes de ces deux organes, ce qui est difficile à réaliser si l'un de ces derniers est monté sur un réservoir mobile.La demande de brevet français n0 70 37.362 déposée le 16 octobre 1970 au nom de la même demanderesse décrit un dispositif permettant cet alignement: il est des lors possible d'utiliser un dispositif de raccordement automatique. L'objet de l'invention est constitué par un tel dispositif de raccordement automatique d'une tubulure et d'un embout pour le transport de matériau pulvérulent fluidisé, dispositif qui évite toute manoeuvre manuelle et toute perte de temps. Le dispositif de raccordement selon l'invention comprend un élément fixe d'étanchéité solidaire de l'embout et un tube mobile en translation verticale, compris dans la tubulure. Cette dernière est constituée par deux tubes dont l'un inférieur est fixe, l'autre supérieur étant mobile; ces deux tubes sont coaxiaux, le tube supérieur étant susceptible de coulisser par rapport au tube inférieur et portant un dispositif de centrage et un dispositif moteur en translation verticale; entre ces deux tubes est monté un dispositif d'étanchéité comprenant un joint supérieur et un joint inférieur encadrant un espace vide alimenté en gaz comprimé.L'extrémité supérieure du tube mobile porte une arête d'étanchéité susceptible de coopérer avec l'élément fixe d'étanchéité solidaire de l'embout, élément qui comprend, monté à son extrémité inférieure, un manchon cylindrique dans lequel sont empilés des joints annulaires séparés par des rondelles métalliques. L'invention ainsi définie est décrite à partir d'un exemple illustré par les figures jointes. Les figures 1 à 4 sont des vues en coupe du dispositif de raccord ment: les figures I et 2 sont respectivement des coupes selon I et selon Il de la figure 3; les figures 3 et 4 sont respectivement des coupes selon III et IV de la figure 1. Sur ces figures, le tube mobile est en position basse. La figure 5 est un schéma représentant le tube mobile en position haute. La figure 6 représente, agrandi,# un détail de la figure 1 (dispositif d'étanchéité). La figure 7 représente, en coupe, une variante du dispositif- selon la figure 6. Les figures 8 à 10 représentent l'élément fixe d'étanchéité solidaire de l'embout,et la partie supérieure du tube mobile de la tubulure.La figure 8 représente l'ensemble au repos, la figure 9 le représente en fonctionnement; la figure 10 est une variante de la figure 8. Sur ces figures les mêmes repères. représentent les mêmes éléments. Le dispositif de raccordement décrit ci-dessous comprend un élément fixe (5) solidaire d'un embout faisant partie d'un poste de chargement ou de déchargement de matériau pulvérulent fluidisé, et un dispositif comprenant un tube (2) mobile de translation verticale et constituant une tubulure montée sur un réservoir mobile à charger ou à décharger. Il serait bien entendu possible d'utiliser la disposition inverse, l'embout fixe étant monté sur le réservoir et le tube mobile faisant partie du poste de chargement. La figure I représente schématiquement un réservoir mobile (100) et son dôme inférieur (101). Dans ce réservoir est suspendu, fixé, un tube inférieur (1). Un tube (2), mobile en translation verticale, entoure le tube fixe, un dispositif d'étanchéité (3) étant prévu entre ces deux tubes. Le tube (1) comprend une partie inférieure tronconique (111) prolongée vers le haut par une partie cylindrique (11) qui porte une bride fixe (12). Cette dernière est soudée sur un support cylindro-conique (121) reposant sur la partie inférieure du réservoir, et supporte deux paires de plats (131-132) et (141-142) dont la fixation est renforcée par un plat triangulaire (133) respectivement (143).Chaque paire de plats porte-un tube de guidage vertical (134) respectivement (144), la fixation étant renforcée par un-plat (135) respectivement (145). Ces deux tubes de guidage sont fortement maintenus par deux cornières circulaires (151) et (152) placées, l'une vers leur milieu l'autre vers leur extrémité supérieure. Le tube mobile (2) comprend une partie supérieure (21) dont le diamètre est, de préférence, identique à celui du tube (11), et qui est prolongée vers le bas par une partie inférieure cylindro-conique (22) enveloppant la partie supérieure du tube (11). Ces différents tubes sont coaxiaux. A l'extrémité supérieure du tube (21) est fixé un-manchon (211) portant une arête d'étant chéité (212). A la jonction entre la partie supérieure (21) et la partie inférieure (22), est fixée une bride-support (221) de forme carrée. Sur deux sommets opposés de cette bride (221), on trouve deux supports respectivement (231) et (241) dont chacun porte deux galets (233-234) respectivement (243-244), les axes de deux galets relatifs au même sommet étant non parallèles (perpendiculaires dans l'exemple représenté) et les quatre axes étant tous situés dans le même plan horizontal. Les galets (233) et (234) roulent sur le tube (134) tandis que les galets (243) et (244) roulent sur le tube (144)-, assurant ainsi le guidage précis du tube mobile (2). Sur ses deux autres sommets opposés, la bride (221) porte deux supports (251) respectivement (261) sur chacun desquels est articulé un vérin(252) respectivement (262) d'autre part fixés sur des supports (122) respectivement (123) portés par la bride (12).Les canalisations d'alimentation des vérins ne sont représentées, elles aboutissent à une source d'air comprimé installée sur le réservoir, ou à une tubulure reliée à une source prévue au poste de chargement ou de déchargement. A la base du tube (22) est prévu (figure 6) un dispositif d'étanchéité (3) destiné à empêcher toute accumulation de matériau pulvérulent dans l'espace compris entre les tubes fixe et mobile.Ce dispositif comprend deux joints plats, 1 l'un supérieur (31), l'autre inférieur (32).Le joint supérieur (31) est pris entre l'extrémité horizontale inférieure du tube (22) et un anneau-support su périeur (311); le joint inférieur (32) est pris entre un anneau-support inférieur (321) et une rondelle-support (33) munie d'une levure cylindrique d'arrêt (331).L'extrémité inférieure du tube (22) porte une bride (222)contre laquelle la rondelle-support (33) est serrée par vissage.Une entretoise annulaire (34), engagée entre les deux anneaux-supports (311) et (321),assure la fermeture de la chambre annulaire (30) comprise entre les joints.De l'air (ou un gaz) sous pression est amené dans la chambre (30) par des canalisations souples (35) raccordées à l'entretoise (34) et formant deux boucles (351) et (352).Ces canalisations sont alimentées sous une pression légerement supérieure à la pression de transport du matériau fluidité, c'est à dire à celle qui regne dans les tubes (1) et (2), de sorte que, les joints (31) et (32) présentant volontairement un vertain jeu, de l'ordre du millimàtre, il en résulte, d'une part une circulation d'air de bas en haut dans le but de contrarier l'entrée du matériau pulvérulent dans la chambre (30) et de créer un bouillonnement dans l'intervalle compris entre les tubes (1) et (2) afin d'empêcher tout tassement du matériau pulvérulent qui pourrait gêner le mouvement du tube mobile (2), d'autre part une légère circulation vers le bas, afin de vider éventuellement la chambre du matériau pulvérulent qui pourrait s'y etre introduit.Les joints plats (31) et (32) peuvent être remplacés par des joints å lèvres (310)-(320), selon la figure 7; ces joints sont alors montés entre des rondelles de centrage (312) et (313) pour le joint supérieur (310), et (322) et (323) pour le joint inférieur (320). L'ensemble du dispositif est isolé du contenu du réservoir par une enveloppe (16) dont la partie supérieure est cylindrique et dont la partie inférieure s'épanouit latéralement et ~repose sur le fond du réservoir. Cette partie inférieure peut se dédoubler en (162) afin de prendre appui sur le support (121). L'élément fixe (5), solidaire de l'embout du poste de chargement ou de déchargement, coopère avec l'arête d'étanchéité (212) du manchon (211) fixé à la partie supérieure du tube mobile (21) afin de réaliser une jonction étanche. Ce dispositif est#fixé (figures 7 à 9) à l'extrémité inférieure d'un tube (50) et comprend, glissé dans un manchon cylindrique (51) boulonné sur le tube (50), un empilage de joints annulaires (52) séparés par des rondelles métalliques (53). Ces rondelles présentent sensiblement le même diamètre extérieur que les joints, mais un diamètre intérieur nettement plus grand; elles comprennent, côté intérieur, une partie épaisse (531) et, coté extérieur, une partie (532) d'épaisseur moindre.La section des joints peut, soit être rectangulaire selon la figure 9, soit comporter deux éléments, l'un intérieur (521) d'épaisseur telle que ces éléments se touchent malgré la présence des rondelles, l'autre extérieur (522) d'épaisseur moindre,de #façon à définir, entre joints voisins, un espace libre recevant les rondelles, selon la figure 8. Le manchon (51) porte, à son extrémité inférieure, une collerette (54) maintenant les manchons; cette dernière peut porter une collerette tronconique de guidage (541). Lesfigu res 8 et 10 représentent l'élément (5) au repos, le tube (2) n'exerçant aucune pression sur les joints annulaires (52). La figure 9 représente l'élément (5) de la figure 8, le tube (2) exerçant une pression suffisante pour écraser les joints et réaliser l'étanchéité durant une opération de chargement ou de déchargement. On remarque que le tube (50) est monté sur un dispositlf souple non représenté lui permettant de prendre une faible inclinaison, de l'ordre de sur surla verticale. Des variantes sont possibles: ainsi la partie inférieure (22) du tube mobile (2) peut présenter un diamètre inférieur à celui du tube fixe (1) et peut coulisser à l'intérieur de ce dernier. Ce dispositif trouve son application sur les réservoirs mobiles pour matériau pulvérulent et aux stations de chargement ou de déchargement de ce matériau à l'état fluidisé. Il s'applique plus particulièrement au transport de l'alumine, du ciment, du plâtre, par fer, route, voie fluviale ou maritime. REVENDICATIONS 1) Dispositif de raccordement automatique d'une tubulure (1-2) et d'un embout (50) pour le transport de matériau pulvérulent fluidisé, qui évite toute manoeuvre manuelle et toute perte de temps, et qui comprend un élément fixe d'étanchéité (5) solidaire de l'embout et un tube mobile en translation verticale compris dans la tubulure, caractérisé par la combinaison de moyens suivants: la tubulure est constituée par deux tubes dont l'un inférieur (1) est fixe, l'autre supérieur (2) étant mobile, ces deux tubes étant coaxiaux, le tube supérieur étant susceptible de coulisser par rapport au tube inférieur et portant un dispositif de centrage et un dispositif moteur en translation verticale; entre le tube (1) et le tube (2) est monté un dispositif d'étan chéité (3) comprenant un joint supérieur et un joint inférieur definissant un s-2ce vide (30) alimente en gaz comprimé; l'extrémité supérieure du tube mobile (2) porte une arche detanzheite (212) susceptible de coopérer avec l'élément fixe (5) d'étanchéité solidaire de l'embout (50) et monté à son extrémité inférieure, élément comprenant un manchon cylindrique (51) dans lequel sont empilés des joints annulaires (52) séparés par des rondelles métalliques (53). 2)Un dispositif de raccordement selon la revendication 1,caractérisé en ce que le tube fixe (1) porte une bride fixe (12) sur laquelle sont fixés deux tubes de guidage verticaux (134) et (144), le tube mobile (2) portant une bride support (221) sur laquelle sont fixes quatre galets dont les axes sont situes dans le même plan horizontal, deux galets (233) et (234) ayant leurs axes non parallèles et pouvant rouler sur le tube de guidage vertical (134) et deux galets (243) et (244) ayant leurs axes non parallèles et pouvant rouler sur le tube de guidage vertical (144). 3) Un dispositif de raccordement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube mobile (2) compr#end une partie supérieure (21) de diamètre égal à celui du tube (1) et une partie inférieure (22) cylindro-conique dont la partie cylindrique présente un diamètre supérieur à celui du tube (1) et enveloppe ce dernier, la bride- support (221) étant fixée dans la région du raccordemententre ces parties (21) et (22). 4) Un dispositif de raccordement selon les revendications 1 et 2 ou 1 et 2 et 3, caractérisé en ce que le dispositif moteur en translatxnverticale du tube mobile (2) est constitué par au moins un vérin (252) fixé entre la bride fixe (12) et la bride support (221). 5) Un dispositif de raccordement selon la revendication I ou 2 ou 3 ou 4, carac térisé en ce que le dispositif d'étanchéité (3) comprend d'une part deux joints plats,l'un supérieur (31) pris entre l'extrémité inférieure du tube (22) et un anneau-support supérieur (311), l'autre inférieur (32)pris entre un anneau support inférieur (321) et une rondelle-support (33) munie d'une lèvre (331) d'arrêt, le tube (22) portant une bride (222) contre laquelle la rondellesupport (33) est serrée par vissage, d'autre part une entretoise annulaire (34) engagée entre les deux anneaux-supports et portant une canalisation d'amenée de gaz comprime. 6) Un dispositif de raccordement selon la revendication 5, caractérisé en ce que les joints supérieur et inférieur sont du type à lèvre (310) et (320), chaque joint étant pris entre deux rondelles de centrage (322) et (323), respectivement (332) et (333). 7) Un dispositif de raccordement selon la revendication ] , caractérisé en ce que les rondelles métalliques (53) présentent sensiblement le même diamètre extérieur que les joints annulaires (52), mais un diamètre intérieur nettement plus grand. 8) Un dispositif de raccordement selon la revendication 7, caractérisé en ce que les joints annulaires (52) de l'élément fixe (5) sont de section rectangu- laire. 9) Un dispositif de raccordement selon la revendication 7, caractérisé en ce que les joints annulaires (52) présentent, côté intérieur , une épaisseur telle que les joints se touchent malgré la présence des rondelles métalliques et, coté extérieur, une épaisseur moindre, de façon à définir, entre joints voisins, un espace libre recevant les rondelles métalliques (53). 10) Un dispositif de raccordement selon la revendication 7 ou 8 ou 9, caractérisé en ce que chaque rondelle métallique (53) comprend, coté intérieur, une partie épaisse (531) et, coté extérieur, une partie (532) d'épaisseur moindre.