Brevet FR2270524A1 — publié le 19751205

La présente invention concerne le domaine de la métallurgie notamment les dispositifs pour l'admission proportionnelle de gaz combustible et d'air aux unités de fusion On connaît un dispositif pour l'admission proportionnelle de gaz combustible et d'air aux unités de fusion, comprenant un corps avec des canaux d'air et de gaz, dans lesquels sont montés, sur un axe commun, des papillons et des bras avec un contre- poids pour le réglage du rapport des débits de gaz et d'air admis à l'unité de fusion. 3ans ce dispositE connu, quand la pression du gaz admis à 1'unité de fusion change, ou bien quand la contrepression du gaz dans l'unité de fusion change, le papillon ne tourne pas autour de son axe et ne modifie pas la section de passage du canal de gaz; par conséquent, la section de passage du canal d'air ne change pas elle non plus, d'où l'oxydation accrue des éléments du métal liquide quand la quantité de gaz et insuffisante, et la forte baisse de la température des produits de combustion et le refroidissement du métal quand la quantité de gaz est excessive Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients indiqués. Il s'agissait donc de créer un dispositif pour l'admission proportionnelle du gaz combustible et de l'air à des unités de fusion, qui permettrait de maintenir exactement la--valeur prescrite du rapport galair lors des variations de la pression dans le canal de gaz ou lors des variations de la contre-pression dans l'unité de fusion. La solution consiste en un dispositif pour l'admission proportionnelle de gaz combustible et d'air à une unité de fusion , comprenant un corps avec des canaux d'air et de gaz dans lesquels sont montés,sur un axe commun, des papillons et des bras avec un contrepoids pour la régulation du rapport entre les débits de gaz et d'air admis à l'unité, dispositif dans lequel, d'après l'invention, dans le canal de gaz, en porte-àGaslK sur l'axe indiqué, est monté un papillon supplémentaire qui, suus l'action de la pression du gaz, tourne en commun avec l'axe, sur le bout duquel est monté un manchon magnétique; dans le canal d'air est monté un obturateur et sur le corps du dispositif est monté un capteur électrique de position de l'obturateur ; le capteur coopère avec le manchon magnétique lorsque celui-ci tourne en commun avec l'axe; il est prévu dans le dispositif un amplificateur de signal du capteur et une commande de l'obturateur ; quand le capteur coopère avec le manchon magnétique-, il envoie à travers l'amplificateur un signal à la commande, laquelle fait tourner l'obturateur et modifie la section de passage du canG d'air. Grâce à l'invention, on obtient un dispositif pour l'admission proportionnelle de gaz combustible et d'air à des unités de fusion, permettant de maintenir exactement le rapport gaz/air prescrit quand la pression change dans le canal de gaz, ou bien quand la contre- pression change dans l'unité de fusion. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par la description d'un exemple non limitatif de réalisation et par les dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente une vue d'ensemble d'un dispositif pour l'admission proportionnelle de gaz combustible et d'air à une unité de fusion, conformément à l'invention, ainsi que le schéma de raccordement de ce dispositif à unoibilot à az - la figure 2 représente la section II-II de la figure i - la figure 3 représente la section ITI-IlI de la figure 2 - la figure 4 représente la section IV-IV de la figure 3. La figure 1 représente un dispositif 1 pour l'admission proportionnelle de gaz combustible et d'air à une unité de fusion. te gaz provient d'une conduite d'alimentation 2. I1 entre par la tubulure 3 du dispositif, dotée d'un robinet 4 (le sens de circulation du gaz est montré par des flèches), et sort du dispositif par le collecteur 5, à travers le robinet 6, pour entrer dans la cubilot 7. L'air arrive au dispositif 4 à partir d'une soufflante (non représentée) , par la conduite d'air 8 (le sens de circulation de l'air est montré par des flèches) , et sort du dispositif par le collecteur 9 pour entrer dans le cubilot 7. Le dispositif 1 se compose d'un corps 10 dans lequel est réalisé un canal d'air 11 à l'intérieur duquel est disposé un papillon 12 (figures 1 eut2) qui est soudé par son bord à un axe commun 13. Dans le cops 10 du dispositif il y a deux canaux de gaz 14 et 15 (figure 1) isolés du canal d'air 11 et reliés l'un à l'autre par une gaine 16 (figures 1,2).Dans le canal de gaz 14 est monté en porte-à-faux un papillon 17, soudé par son bord à une douille 18 (figure 2), laquelle est engagée sur ltaxe 13 et bloquéesur celui-ci par une vis 19. Dans le canarde gaz 15 est monté un papillon de réglage 20 (figures 1,2) soudé suivant l'axe de rotation à une douille 21 (figure 2). Ladouille 21 est engagée sur l'axe 13 et bloquéesur celui-ci par une vis 22. Les douilles 18 et 21 sortent des canaux de gaz 14 et 15 à travers des presse-garni ture 23, et l'axe dePvBe hors des douilles 18 et 21. Sur les douilles, à l'extérieur de celles-ci sont fixées des aiguilles indicatrices 24, et sur le corps 10 du dispositif I sont fixées des échelles 25 qui indiquent la position relative des papillons dans les canaux de gaz 14 et 15. Sur l'axe 13 sont calés, à l'aide de vis 26, des manchons 27 avec des bras 28 sur lesquels se déplacent sur des filetages des contrepoids 29 servant à régler le débit d'air et de gaz. Sur le bout de l'axe 13, du côté du candi de gaz 15, à l'aide d'une vis 30 (figure 4) , est calé un manchon magnétique 31 (figures 3,4) avec aeuxcontacts de sécurité 32 reliés électriquement. te manchon magnétique 31 est engagé dans le corps 33 d'un capteur 74 (figure 4) de débit d'air (de position de l'obturateur), dans lequel il y a un enroulement d'excitation 75. Le corps 33 du capteur électrique 34 est fixé par des vis 36 (figures 3,4) dans une virole 37 qui est assemblé par soudage, à l'aide d'un support 38 (figures 1,3 et 4), au corps 10 du dispositif 1. Dans le corps 33 du capteur électrique 34 sont fixés des contacts de sécurité 39 (figures 3,4), reliés à un électroaimant 40 (figure 1) (la liaison est montrée par un trait interrompu avec des flèches), qui sert à fermer la soupape de sûreté 41 intercallée dans la tubulure 3 du dispositif en amont du canal de gaz 14, sur le chemin du gaz. Cette soupape coupe l'admission du gaz quand se déclenche l'électro- aimant 40, relié électriquement aux contacts de sécurité 32 du manchon magnétique 31 par l'intermédiaire desoentacts fixes 39 du capteur électrique 34. Dans le canal d'air 11, en amont du papillon 12, sur le chemin de l'air, est monté un obturateur 42, manoeuvré par une commande 43 reliée électriquement à un amplificateur 44 de puissance du signal du capteur. Le dispositif fonctionne de la façon suante. Avant le commencement de la fusion, on met les contrepoids 29 aux divisions voulues des bras 28, correspondant à la production prescrite du cubilot 7. Ensuite on bloque les papillons de gaz 17 et 20 en position verticale sur l'axe 13 (le papillon d'air 12 étant vertical). Ceci fait, on desserre les vis 36 de la virole 37 et l'on fait pivoter le capteur 34 par rapport au manchon magnétique 31 d'un angle correspondant à la position des contrepoids 29 sur les bras 28. Puis, on rebloque le capteur électrique 34 à l'aide des vis 36. Ensuite on met en marche la soufflante et on ouvre son registre (non représenté). L'obturateur 42 du dispositif est alors fermé. Ceci fait, on met sous tension l'amplificateur 44 et le système de sûreté, c'est-à-dire que l'on enclenche l'électro- aimant 40. Etant donné le pivotement du capteur électrique 34 par rapport au manchon magnétique 31, il y apparait un signal de désaccord qui, à travers l'amplificateur 44, vient attaquer la commande 43 et provoque l'ouverture de l'obturateur 42. Simultanément avec l'ouverture de l'obturateur 42, la pression de l'air provoque la rotation du papillon d'air 12 et, en commun avec lui, la rotation des papillons de gaz 17 et 20. L'obturateur 42 et les papillons de gaz tournent jusqu a ce que les contacts mobiles 32 du manchon magnétique 31 viennent en colncidence avec les contacts fixes 39 de zéro du capteur électrique 34, c > est-à-dire jusqu a ce que le signal de désaccord devienne égal à zéro. La commande 44 est alors coupée et arrete l'obturateur 42 (sur la figure 4 sont montrés les films sortant du capteur électrique et du manchon magnétique). Ensuite on met en position de travail la soupape de sûreté 41 et, une fois qu'elle est ouverte, on ouvre lentement le robinet de gaz 4, ayant ouvert au préalable le robinet de gaz 6 du cubilot 7. On ouvre le robinet de gaz 4 jusqu'à ce que les contacts mobiles 32 du manchon 31 commencent à se déplacer par rapport aux contacts fixes 39 du capteur électrique 34, ce qui sera détecté d'après le déplacemant des bras 28. L'équipage des papillons sera alors en équilibre, en assurant l'admission au cubilot du débit de gaz prescrit et du débit d'air dans la proportion prescrite par rapport au débit de gaz admis au cubilot. Si le débit d'air change (diminue ou augmente) , le papillon 12 se déplace dans le sens fermeture ou ouverture En commun avec le papillon d'air 12, le manchon magnétique 31 change de position par rapport au capteur électrique 34, lequel envoie à travers l'amplificateur 44 un signal à la commande 43 de l'aturateur 42, jusqu a ce que le papillon 12 revienne à sa position initiale. Si la pression du gaz combustible change dans le canal de gaz 14, le papillon en porte-à-fauxî7bargede position en faisant tourner le manchon magnétique 31 par rapport au capteur électrique 34, lequel envoie à travers l'amplificateur 44 un signal à la commande 43 ; celle-ci fait tourner ltobturateur d'air 42. Quand la pression du gaz monte, l'obtu- rateur 42 tourne danse sens ouverture, et quand elle descend, il tourne dans le sens fermeture. te dispositif 1 est oonçu de façon que toute variation de débit, par exemple de gaz, provoque un changement du débit d'air et vice versa . De la sorte, le rapport gaz/air prescrit reste toujours constant. En cas d'écarts inadmissibles quelconques par rapport aux débits prescrits de gaz ou d'air (coupure du gaz ou arrêt de la soufflante, montée excessive de la pression du gaz dans la conduite d'alimentation, etc...), les contacts 32 reliés électriquement se déplacent et relient les contacts fixes 39 de la signalisation d'urgence. Quand les contacts 39 de la signalisation d'urgence se ferment, l'élêctroaimant 40 se déclenche et l'admission du gaz est coupée par la soupape de sûreté 41. te changement de la production du cubilot à gaz est obtenu en modifiant le débit d'air par rotation du capteur électrique 34 avec déplacement simultané correspondant des contepoids 29 sur les bras 28. Quand le débit d'air est augmenté, le papillon 12 s'ouvre encore plus et augmente la section de passage du canal d'air 14; le déplacement du papillon 12 provoque le déplacement, dans le sens ouverture, des papillons 17 et 20, ce qui augmente le débit de gaz admis; le rapport gaz/air reste donc constant. te rétablissement du rapport gaz/air, dans le cas où il serait perturbé, a lieu instantanément, ce qui est très important pour la stabilisation de la fusion. te dispositif proposé pour l'admission proportionnelle du gaz combustible et de l'air aux mités de fusion permet de maintenir avec une grande précision le rapport gaz/air prescrit. Le dispositif permet le réglage souple du débit de l'unité de fusion; il est de conception simple et d'utilisation facile. Le dispositif proposé pour l'admission proportionnelle de gaz combustible et d' air aux unités de fusion a été essayé dans les conditions industrielles et a donné de bons résultats. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tutus les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décris ainsi que leurs combinaisons, si celleaci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre i à revendication qui suit. R E v E N 3 I C A T I O N REVENDiCATiON Dispositif pour l'admission proportionnelle de gaz combustible et d'air à une unité de fusion, du type comprenant un corps avec des canaux d'air et delaz dans lesquels sont montés, sur un axe commun, des papillons et des bras avec un contrepoids pour la régulation du rapport entre les débits de gaz et d'air admis à l'unité de fusion, caractérisé en ce que, dans le canal de gaz, en porte-à-faux sur l'axe indiqué, est monté un papillon supplémentaire qui, sous l'action de la pression du gaz, tourne en commun avec ledit axe, sur le bout duquel est monté un manchon magnétique, tandis que dans le canal d'air est monté un obturateur et sur le corps du dispositif est monté un capteur électrique de position dudit obturateur, ledit capteur coopérant avec le manchon magnétique lorsque celui-ci tourne en commun avec l'axe, le dispositif comportant en outre un amplificateur du signal du capteur et une commande de l'obturateur, de manière que quand le capteur coopère avec le manchon magnétique, il envoie, par l'intermédiaire de l'amplificateur, un signal à ladite commande, laquelle fait tourner l'obturateur et modifie la section de passage du canal d'air.