Brevet FR2272356A1 — publié le 19751219

La présente invention concerne d'une manière générale un dispositif d'entraînement pour le transport des matériaux chauffés a travers un four de chauffage, plus particulièrement un dispositif pour entraîner l'eleent transportant les matériaux chauffés, du type a poutres marcheuses ou du type à sole mobile, utilisant un vérin hydraulique pour assurer le transport des matériaux chauffés a travers le four de chauffage les fours de chauffage du type a poutres marcheuses ou du type a sole mobile comportent une pluralité d'éléments transportant les matériaux chauffés (tels que des poutres a sabots mobiles) qui se déplacent alternativement dans le plan perpendiculaire s'étendant parallèlement la direction de déplacement des matériaux chauffes en suivant une trajectoire sensiblement rectangulaire, un tel mouvement des éléments de transports amenant les maté riaux --chauffés à se déplacer verticalement et vers l'avant pour être transportés pas à pas selon la direction prescrite. De plus, dans le cas ou un dispositif hydraulique est utilisé pour commander de tels éléments de transport, il est réalisé en connectant la tige de piston d'un vérin hydraulique d'entraîne- ment avec les éléments de transport de maniere à les déplacer verticalement et horizontalement. Ainsi la charge appliquée au vérin hydraulique varie selon la direction du mouvement du piston e c revient plus élevée lorsque les éléments de transport sont déplaces vers le haut et vers l'avant, et plus petite lorsque les éléments de transport se déplacent vers le bas et vers l'arrière. En conséquence, un tel vérin hydraulique est généralement conçu de manière que la charge appliquée sur la tige du piston soit faible afin d'éviter son flambage. Pour cette raison, le dispositif d'entraînement pour le transport des matériaux chauffés est construit de manière que, pour déplacer les éléments de transport vers le haut.et vers l'avant, le piston soit entraîné selon une direction telle qu'il est poussé vers le côté tête du vérin, c' est-à- dire dans la direction amenant un mouvement dit ci-après vers l'arrière de la tige du piston et pour le déplacelrnt de ces élé- ments de transport vers le bas et vers l'arrière, la tige de piston est entraînée dans une direction telle que la tige de piston soit poussee hors de la chambre du cylindre, c'est-a-dire dans la direction du mouvement dit ci-apres vers l'avant de la tige du piston. En conséquence, lorsque la tige du piston se déplace vers l'avant, une charge négative est appliquée sur la tige du piston, une telle charge ayant la même direction cue la direction du délacent vers l'avant de la tige de piston avec la possibilite d'une accélération de ces éléments de transport. Afin d'empêcher une telle accélération indésirable des éléments transportant le matériau chauffé, on a rugis au point un appareil d'entrainement connu utilisant un dispositif hydraulique comprenant une soupape de retenue, une soupape de retenue pilotée, une soupape de contrôle de pression et similaires montées dans les canalisations d'huile.Toutefois, un tel dispositif conventionnel présente l'inconvénient que la vitesse d'écoulement de l'huile alimentée au vérin hydraulique doit être suffisaivnent grande pour assurer les vitesses de transport requises des matériaux chauffés et une vitesse d'écoulement accrue de l'huile demande un dimensionnement ou une capacité important des pompes, conduites et soupapes hydrauliques et similaires, ce qui entraîne une augmentation de l'investissement initial, du coût de fonctionnement et des frais d'entretien. La présente invention a été mise au point pour résoudre les problèmes décrits ci-dessus du dispositif conventionnel. En conséquence, le but de la présente invention est de réaliser un appareil d'entraînement pour assurer le déplacer.ent des éléments transportant les matériaux chauffés à travers le four de chauffage en utilisant un vérin hydraulique ayant la même capacité que celui utilisé pour le dispositif conventionnel, utilisant une quantité d'huile plus faible, avec une capacité plus petite pour le dispositif d'alimentation en huile et pour les autres dispositifs. Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif d'entraînement pour le transport des matériaux chauffés à travers un four de chauffage ayant une structure plus simple, construit avec un coût initial plus faible et fonctionnant avec des coûts de fonctionnement et d'entretien plus faibles. Afin d'atteindre les buts mentionnés ci-dessus, le dispositif d'entralnement selon la présente invention, pour le transport des matériau=. chauffés à travers un four de chauffage comprend un vérin hydraulique à double effet dont la tige de piston est connectée avec l'éléroent transportant le matériau chauffé; un distributeur dont les sorties sont connectées avec une conduite côté tête aboutisfant à la chambre côté tête dudit vérin hydraulique et avec une conduite côté tige aboutissant à la chambre côté tige du vérin hydraulique; un dispositif pour l'alimentation en huile sous pression connecté avec le côté entre du distributeur pour alimenter en huile sous pression le vérin hydraulique par l'intermédiaire du distributeur de manière à faire fonctionner ledit vérin hydraulique et une soupape de retenue prévue sur la conduite côté tige pour contrôler l'écoulement du débit de fuite de l'huile à partir de la chambre côté tige du-vérin hydraulique vers le distributeur; le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte une conduite de dérivation pour assurer une connexion entre la conduite coté tête et la conduite côté tige, sur la partie de cette dernière ccmt- prise entre la chambre côté tige du vérin hydraulique et ladite soupape de retenue, ladite conduite de dérivation étant munie d'une soupape de retenue pilotée pour contrôler l'écoulement de l'huile de la conduite côté tige vers la conduite côté tête de manière que cet écoulement ait lieu lorsque la pression d'huile est plus faible que celle prescrite pour la conduite côté tête, une soupape de contrôle de pression montée sur le côté sortie de la soupape de retenue pilotée pour évacuer l'huile vers la conduite côté tête lorsque la pression d'huile est plus élevée que celle prescrite pour la conduite côté tige et une soupape de retenue montée sur le côté sortie de ladite soupape de contrôle de pression pour contrôler 11 écoulement de l'huile de la conduite côté tete vers la conduite côté tige. On décrira maintenant le dispositif dlentralnement conforme à la présente invention avec référence au dessin ci-annexé dans lequel Fig. 1 est une vue en coupe schématique d'un exemple de four de chauffage du type à poutre marcheuse dans lequel on utilise, pour le transport des matériaux chauffés, le dispositif d'entraîne- ment selon la présente invention; Fig. 2 représente le circuit hydraulique de distribution d'huile d'un exemple d'appareil d'entraînement conventionnel pour le transport des matériaux chauffés à travers un four de chauffage; ; Fig. 3 représente un circuit hydraulique de distribution d'huile selon un mode de réalisation du dispositif d'entraînement selon la présente invention pour assurer le transport de matériaux chauffés à travers un four de chauffage. L'explication du dispositif d'entraînement selon la présente invention pour le transport des matériaux chauffés à travers le four de chauffage sera donnée ci-après en le comparant avec le dispositif d'entraînement conventionnel: La figure 1 représente un exemple de four de chauffage du type à poutres marcheuses dans lequel on utilise l'appareil de commande selon la présente invention pour le transport des maté- riaux chauffés. Le four de chauffage 1 comporte des poutres fixes 2 disposées selon la direction longitudinale dudit four et également des poutres mobiles 3 disposées selon la même direction. Les poutres. mobiles 3 sont supportées par l'intermédiaire de supports 4 sur des poutrelles 5 qui sont elles-mêmes supportées par une poutre 6 disposée selon la direction longitudinale du four. Un vérin hydraulique à double effet 31 est également prévu, vérin dont la tige de piston 35 est connectée avec l'extrémité frontale de la poutre 6. De même, en dessous de la poutre 6, est prevu un vérin hydraulique à double effet 31 dont la tige du piston 35 est connectée avec une pluralité de leviers coudés 8 par l'intermédiaire de bielles de connexion 7. Chaque levier coudé 8 est monté a rotation libre dans sa partie centrale sur un arbre 9 et son extrémité est munie d'un galet 10, ces galets montés à l'extrémité des leviers coudes supportant ladite poutre 6. Du fait de la construction ci-dessus décrite du four de chauffage ladite poutre 6 est entraînée par le vérin hydraulique à double effet 31 selon un mouvement horizontal vers 1'avant et vers l'arrière et par le vérin hydraulique à double effet 31 placé en dessous selon un mouvement vertical, ces deux jeux de vérins hydrauliques coopèrant de manière que les poutres mobiles suivent une trajectoire (e) sensiblement rectangulaire. Ainsi le matériau chauffé (M) repose alternativement sur les poutres fixes 2 et sur les poutres mobiles 3, en avançant de ce fait pas â pas selon la direction de la flèche (R). Dans le cas du dispositif conventionnel utilisant ce type de vérin hydraulique, la chambre côté tête 12 et la chambre côté tige 13 du vérin hydraulique à double effet 11 sont connectées, comme représenté dans la figure 2, respectivement par l'intermédiaire de la conduite côté tête 16 et de la conduite côté tige 17 avec les raccords respectifs du côté sortie d'un distributeur 18 et ce dispositif conventionnel comporte un dispositif 19 tel qu'une pompe pour alimenter sous-pression l'huile et un réservoir à huile 20 connectés également, comme représente dans le dessin, respectivement avec les deux raccords du côté entrée du distributeur 18. Sur la conduite côté tige 17 est montée une soupape de retenue pilotée 21 et une soupape de contrôle de pression 22 ainsi qu'une soupape de retenue 23 disposée en parallèle avec la soupape de contrôla de pression 22, toutes ces soupapes fonctionnant pour la pression d'huile côté tête, c'est-à-dire pour la pression d'huile régnant dans la conduite côté tête 16, de manière à empêcher une accélération de I'élément transporteur. Quand le distributeur 18 est dans la position (A), l'huile sous pression est alimentée à la chambre côté tête 12 du vérin hydraulique à double effet li et comme l'huile dans la chambre côté tige 13 est évacuée, la tige de piston 15 se déplace vers lavant (dans la direction vers la droite dans les dessins), ladite soupape de retenue pilotée 21 s1ouvrant sous effet de la pression d'huile dans la conduite côté tête 16 et la soupape de contrôle de pression d'huile 22 s'ouvrant sous l'effet de la pression de l'huile refoulée depuis la chambre côté tige à travers la soupape pilotée 21, l'huile s'écoule à partir de la chambre côté tige 13 du vérin hydraulique à double effet fl vers le distributeur 18. S'il se produit une accélération-des elements de transport, l'huile dans la chambre côté tête 12 du vérin hydraulique Il se trouve sous une pression inférieure à celle prescrite et la soupape de retenue pilotée 21 se ferme ce par quoi une telle accélération peut etre évitée Dans la construction mentionnée ci-dessus du dispositif d'entraîneuent conventionnel pour le transport des matériaux chauffés, les équations suivantes sont applicables Qa = AaVa ;Qb = AbVb dans lesquelles Qa et Qb représentent des débits respectifs de l'huile alimentée depuis le dispositif pour l'alimentation en huile pour entraîner lesdits vérins hydrauliques Il selon la direction du mouvement vers lavant de la tige de piston et selon la direction du mouvement vers l'arrière de la tise de piston (vers la gauche dans le dessin), Sa et Ab représentent les surfaces en coupe respectives de la chambre coté tête 12 et de la chambre côté tige 13 du vérin hydraulique 11 et Va et Vb représentent les vitesses d'avance respectives du piston 14 dans la direction du mouvement vers l'avant de la tige de piston et dans la direction du mouvement vers l'arrière de la tige de piston.En conséquence le dispositif 19 assurant l'alimentation en huile sous pression doit avoir une capacité permettant d'atteindre la vitesse d'écouliement la plus grande, Qa ou Qb. L étant pris comme course maxi- male du piston 14, le volume d'écoulement maximal de l'huile est égal à AaL et la capacité du réservoir d'huile 20 doit être suffi samment grande pour recevoir un tel volume d'écoulement maximal. De plus, les autres dispositifs et leurs accessoires doivent être suffisamment grands pour satisfaire à la vitesse d'ecoulerent la plus grande, Qa ou Qb. Ainsi le dispositif d'entraînement lui même doit avoir un dimensionnement plus grand entraînant une dépense initiale, un coût de fonctionnement et des frais d'entretien plus élevés On expliquera maintenant le dispositif d'entraînement de la présente invention pour le transport des matériaux chauffés a travers le four de chauffage:: En se référant à la figure 3, le dispositif comporte un vérin hydraulique à double effet 31 semblable à celui du dispositif conventionnel possédant une chambre côté te te 32 et une chambre côté tige 33 connectées avec les raccords de sortie respectifs d'un distributeur 38, respectivement par llintrmediaire d'une conduite côté tête 36 et d'une conduite côté tige 37, et également un dispositif 39 pour alimenter de l'huile sous pression et un réservoir d'huile 40 connectés avec les raccords respectifs du côté entrée dudit distributeur 38. Une conduite de dérivation 44 est connectée entre la conduite côté tête 36 et la conduite caté tige 37. Ladite conduite de dérivation 44 comporte une soupape de retenue pilotée 41 prévue pour être contrôlée par la pression d'huile de la conduite côté tête 36 de manière à permettre l'écoulement de l'huile de la conduite côté tige 37 vers la conduite côté tête 36 lorsque la pression d'huile dans la conduite côté tête 36 est plus élevée que celle fixée. Ladite conduite de dérivation 44 comporte une soupape de contrôle de pression 42 et une soupape de retenue 45 montées dans cet crdre à partir de la sortie de la soupape de retenue pilotée 41.Ladite soupape de contrôle de pression 42 s'ouvre lorsque la pression d'huile est plus élevée que celle prescrite pour la chambre côté tige 33 du vérin hydraulique 31 pour évacuer l'huile vers la sortie de ladite soupape, ce qui assure en conséquence le contrôle de la pression d'huile dans la chambre côté tige 33 du vérin hydraulique 31. La soupape de retenue 45 empêche ltécoule- ment de l'huile provenant de la conduite côté tête 36 vers la conduite côté tige 37. La conduite cté tige 37 comporte une soupape de retenue 43 montée du côté du distributeur 39 par rapport au point de conneon 46 avec la conduite de dérivation 44 pour empêcher l'écoulement de 1'huile de la chambre côté tige 33 du vérin hydraulique 31 vers le distributeur. Dans la construction mentionnée ci-dessus du dispositif d'en trainement selon la présente invention, l'alimentation de l'huile depuis le dispositif d'alimentation en huile sous pression 39 vers le vérin hydraulique 31 est fermée lorsque le distributeur 39 est dans la position centrale B représentée dans le dessin de sorte que la conduite côté tête 36 est directement connectee avec le réservoir d'huile 40. Comme mentionné ci-dessus, le vérin hydraulique 31 ne reçoit -aucune force externe qui agisse dans la direction du mouvement vers l'arrière de la tige de piston de sorte que le piston 34 reste sensiblement dans la même position, à l'exception du déplacement résultant d'une fuite négligeable de l'huile. Lors de la commutation du distributeur 38 vers la position C, l'huile sous pression est alimentée à partir du dispositif d'alimentation en huile sous pression 39 vers la chambre côté tête 32 du vérin hydraulique 31 par l'intermédiaire de la conduite côté tête 36, ce qui entraîne le piston 34 selon la direction du mouvement vers lavant de ladite tige de piston. L'huile dans la chambre côté tige 33 s'écoule alors dans la conduite côté tige et, du fait que la soupape de retenue 43 s'oppose à l'écoulement de l'huile vers le réservoir à huile 40, ladite huile-s'écoule vers la conduite côté tête 36 à travers la conduite de dérivation 44, c'est-àdire à travers la soupape de retenue pilotée 41, la soupape de contrôle de pression 42 et la soupape de retenue 45, tcutes prévues sur la conduite 44.Dans ce cas, l'équation suivante est applicable Q = AaVa - AbVa = AcVa dans laquelle tous les symboles utilisés ont les mêmes significations que ci-dessus, excepté pour Ac qui représente la surface de la section de la tige du piston 35 qui correspond à la relation Ac = Aa - Ab. Dans ce cas également, si la pression de fonctionnement de la soupape de contrôle de pression 42 est réglée pour être convenable, l'accélération des éléments portant les produits chauffés qui peut être provoquée par la charge agissant sur la tige de piston 35 pour la pousser vers l'avant peut être efficacement évitée grâce à l'action de la soupape de contrôle de pression 42. Ensuite, lors de la commutation du distributeur 39 vers la position D, l'huile sous pression alimentée à partir du dispositif pour l'alimentation d'huile sous pression 39, s'écoule à partir de la conduite côté tige 37, à travers la soupape de retenue 43, vers la chambre coté tige 33 du vérin hydraulique 31, ce qui entraîne le piston 34 dans la direction du mouvement vers l'arrière de la tige de piston. Après écoulement hors de la chambre côté tête 32 du vérin hydraulique 31, l'huile retourne vers le réservoir à huile 40 en circulant dans la conduite côté tête 36. Dans ce cas, la pression d'huile étant inférieu-e à celle prescrite pour la conduite coté tête 36, la soupape de retenue pilotée 41 est fermée. L'huile ne peut s'écouler vers la conduite côté tête 36 à travers la conduite de dérivation 44. A ce moment, la vitesse d'écoulement de l'huile provenant du dispositif pour l'alimentation en huile sous pression 39 étant égale à Qb mentionné ci-dessus, la capacité dudit dispositif 39 n'a pas besoin d'etre supérieure à celle qui est la plus grande, à savoir Qo ou Qb mentionné ci-dessus. En supposant que les vitesses d'avancement Va et Vb du piston 34 sont égales entre elles, on a la relation Qa > Qb. De plus le dispositif d'entraînement et ses différentes parties sont conçus de manière à satisfaire à l'écoulement maximal Qa conventionnel mais ils peuvent être conçus seulement pour satisfaire à celle des valeurs Qo ou Qb qui est la plus grande.Qo et Qb étant, conformément à la présente invention, plus petites que Qa. De même, lorsque le piston 34 se déplace, sous une faible charge, selon la direction du mouvement vers l'avant de la tige du piston, et sous une charge importante selon la direction du mouvement vers 1' arriè- re de la tige du piston et comme la vitesse du piston sous une faible charge est généralement plus grande que celle pour la charge importante, c'est-à-dire Va > Vb comme mentionné ci-dessus, il y a une différence plus grande entre Qa et Qb, ce qui rend encore plus important l'effet de la présente invention.AbL qui est le volume d'écou.lement maximal de l'huile est évidemment plus grand que AaL dans le dispositif conventionnel, ce qui permet de donner un dimensionnerent encore plus faible au dispositif d'entrarnement selon la présente invention, ce qui correspond également à la réduction du débit d'huile mentionné ci-dessus. Par suite de la constitution mentionnée ci-dessus du dispositif d'entraînement selon la présente invention, il n'y a aucune possibilité d'accélération de l'élément assurant le transport des matériaux chauffés dans la direction du mouvement vers l'avant de là tige de piston. De plus, conformément à la présente invention un volume d'huile plus faible est nécessaire pour la même capacité du vérin hydraulique que pour le dispositif conventionnel. Cela rend possible de réaliser le dispositif d'entrafnement et les autres dispositifs et leurs accessoires sous une forme plus compacte. D'autre part, le dispositif d'entraînement selon la pré- sente invention est conçu de manière à avoir une structure simple réalisée avec des éléments du commerce, nécessite un investissement initial et entraîne des frais d'exploitation et d'entretien plus faibles. R E V E N D T C A T I O N 1.- Un dispositif d'entraînement pour assurer le transport des matériaux chauffés à travers un four de chauffage comprenant un vérin hydraulique à double effet comprenant une tige de piston connectée avec un élement de transport des matériaux chauffés, un distributeur dont les raccords de sortie sont connectés avec une conduite côté tête connectee avec la chambre côté tête du vérin hydraulique et une conduite côté tige connectée avec la chambre côté tige dudit vérin hydraulique, un dispositif assurant l'alimentation en huile connecté sur un raccord d'entrée du distributeur pour alimenter en huile sous pression le vérin hydraulique par l';;intermédiaire du distributeur de manière à actionner le vérin hydraulique et une soupape de retenue prévue sur la conduite côté tige pour s'opposer à l'écoulement de l'huile provenant de la chambre côté tige dudit vérin hydraulique vers le distributeur caractérisé en ce qu'une conduite de dérivation est connectée entre la conduite côté tête et la conduite côté tige, sur la partie de cette dernière comprise entre la chambre côté tige dudit verin hydraulique et ladite soupape de retenue, ladite conduite de dérivation étant munie d'une soupape de retenue pilotée stop- posant à 11 écoulement d'huile de la conduite côté tige vers la conduite côté te te lorsque la pression d'huile dans la conduite côté tête est inférieure à celle prescrite, une soupape de con trôle de pression positionnée sur le côté sortie de ladite soupape de retenue pilotée pour autoriser le passage de l'huile vers la conduite côté tête lorsque la pression d'huile est supérieure à celle prescrite pour la conduite côté tige et une soupape de retenue positionnée sur le côté sortie de ladite soupape de contrôle de pression pour s'opposer à l'écoulement de l'huile provenant de la conduite côté tête vers la conduite côté tige.