Brevet FR2297119A1 — publié le 19760806

L'invention concerne le matériel et les appareils pour les industries chimiques et métallurgiques. Elle a pour objet un dispositif pour faire passer un instrument de l'air libre à un autre milieu contenu dans une enceinte. Ce dispositif permet notamment d'introduire dans un busillon de haut-fourneau canne pour l'injection de fuel-oil. I1 est parfois nécessaire d'introduire un instrument de forme complexe dans une enceinte contenant un milieu autre que l'air, pour y effectuer une manipulation, un prélèvement d'échantillon ou l'addition d'un réactif. En particulier, il est de pratique courante d'injecter du fuel-oil comme combustible auxiliaire dans un busillon de haut-fourneau. On emploie habituellement à cette fin une canne d'injection que lton fait passer par un canal équipé d'une boite à clapet et dtune fermeture à rotule. La boite à clapet présente des inconvénients. Le clapet n'obture le canal que lorsque la canne en a été extraite. De plus, il faut manoeuvrer à la main le contrepoids du clapet pour extraire la canne d'injection si celleci est du type décrit dans la demande de brevet français nO 74-o9588. En effet, une canne de cette sorte est pourvue d'un injecteur volumineux, au retrait duquel s'oppose le clapet si lton n'ouvre pas celui-ci en soulevant le contrepoids. L'invention a pour objet un dispositif à sas pour faire passer de l'air libre à un autre milieu contenu dans une enceinte un instrument comportant une allonge cylindrique. Ce dispositif est caractérisé par le fait qu'il comprend - un boîtier parallélépipédique qui comporte deux ouverture ménagées l'une en regard de l'autre à travers deux faces opposées, pour le passage de l'instrument, l'une de ces ouvertures communiquant avec l'extérieur et l'autre avec l'intérieur de l'enceinte, - deux cloisons à l'intérieur de ce boîtier, pourvues chacune d'une ouver ture pour le passage de l'instrument, - deux soupapes qui obturent les ouvertures des Qinsons internes en agis sant par gravité, qui sont guidées par les parois latérales du boîtier, et qui présentent chacune, de chaque coté, une surface sur laquelle la poussée de l'instrument s'exerce obliquement lors du passage de celui ci dans un sens ou dans l'autre, - un évidement cylindrique ménagé entre la portée et le siège de la sou pape la plus éloignée de l'enceinte, cet évidement épousant la forme de l'allonge de l'instrument, le boîtier, les deux cloisons internes et les deux soupapes coopérant pour former un sas qui peut contenir l'instrument et une partie de son allonge. Ce dispositif est destiné en particulier, mais non exclusivement, à l'introduction d'une canne pour l'injection de fuel-oil dans un busillon de haut-fourneau. Les figures i à 6 des dessins annexés représentent, à titre d'exemples, quelques-unes des formes possibles de réalisation de l'invention. Il va de soi que ces exemples ne sont nullement limitatifs. EXEMPLE 1. Les figures 1 à 4 concernent une variante qui permet d'introduire un instrument dans une enceinte pressurisée. La figure 1 représente l'ensemble de l'appareil, vu en coupe. La figure 2 représente le boîtier et ses cloisons intérieures, vus du dessus Les figures 3 et 4 représentent les soupapes, vues du dessus. Cette variante est caractérisée par le fait qu'elle comprend: - un boîtier parallèlépipédique 1 pourvu d'une ouverture 2 qui communique avec l'extérieur et d'une ouverture 3 qui communique avec l'intérieur de l'enceinte, - deux cloisons internes 4,5, qui comportent chacune une partie oblique à travers laquelle une ouverture 6, 7, est ménagée pour le passage de l'instrument, - une soupape 8 qui a la forme d'un prisme droit à base trapézoïdale et ferme l'ouverture 6 en agissant par gravité et en reposant par une de ses faces sur une cale 10, cette soupape étant guidée par les parois latérales du boîtier, - un évidage cylindrique 14 qui est ménagé entre la soupape 8 et la cale 10 et épouse la forme de l'allonge de l'instrument, - et une soupape 9 qui a la forme d'un prisme droit à base triangulaire et ferme l'ouverture 7 en agissant par gravité, guidée par les parois latérales du boîtier. Quand on introduit l'instrument, celui-ci soulève d'abord la soupape 80 Celle-ci se referme par gravité dès que l'instrument se trouve dans le sas 12. L'allonge de l'instrument obstrue alors l'évidement 14. En continuant à pousser l'allonge, on soulève ensuite la soupape 9. L'inverse se produit lors du retrait de l'instrument. EXEMPLE 2. La figure 5 représente schématiquement, vue en coupe, une variante qui se distingue de la précédente par le fait que les deux soupapes 8 et 9 ont la forme d'un prisme droit à base trapézodale. Lorsqu'elles sont fermées, les soupapes reposent par une de leurs faces sur les cales 10 et 11. Un évidage cylindrique ménagé entre la soupape 8 et la cale 10 épouse la forme de l'allonge de l'instrument. EXEMPLE 3. La figure 6 représente schématiquement, vue en coupe, une variante destinée à l'introduction d'un instrument dans une enceinte sous vide. Cet exemple diffère de l'Exemple 1 par le seul fait que les positions relatives des cloisons internes et des soupapes correspondantes sont inversées. Les variantes de l'invention qui sont illustrées par les exemples 1 et 2 conviennent notamment pour l'introduction d'une canne pour l'injection de fuel-oil dans un busillon de haut-fourneau. Ia pression statique du vent dans le busillon est de plusieurs bars. La température du vent est de 700 à 13500C. Pendant l'introduction ou le retrait d'une canne, on injecte dans celle-ci, au lieu de fuel-oil, de la vapeur. Lorsque ltextrêmité de la canne est dans le sas, la pression de la vapeur, supérieure à celle du vent, fait ouvrir la soupape 9 et applique la soupape 8 sur son siège. Lorsqu'il s'agit d'introduire un instrument quelconque dans une enceinte sous pression ou sous vide, il se peut que la poussée de l'instrument ne suffise pas à ouvrir la soupape qui ferme le sas du côté de l'enceinte. En pareil cas, on adjoint au dispositif un conduit 15 et une vanne 16, comme représentés sur la figure 6, qui permettent d'égaliser la pression entre l'enceinte et le sas dès que l'instrument est introduit dans celui-ci. Dans tous les cas, on peut employer, si besoin est, tous moyens appropriés pour parfaire l'étanchéité du dispositif lorsque l'instrument est en place. Par exemple, on peut employer, comme représenté sur la figure 1, une fermeture constituée par une rotule 17, un ressort 18 et un taquet 19. L'allonge de l'instrument (non représentée) passe dans le tube 20, auquel elle est assujettie par des moyens appropriés. De préférence, comme il est représenté sur les figures 1 chaque soupape comporte quatre ergots 21. Ceux-ci sont engagés dans des rainures circulaires 22 qui sont creusées dans l'épaisseur des parois latérales du boîtier. Cet agencement assure le guidage des soupapes avec le minimum de frottement. EVEND ICATI ONS 1. Dispositif à sas pour faire passer de l'air libre à un autre milieu contenu dans une enceinte un instrument comportant une allonge cylin drique, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comprend - un boîtier parallèlépipédique qui comporte deux ouvertures ménagées l'une en regard de l'autre à travers deux faces opposées, pour le passage de l'instrument, l'une de ces ouvertures communiquant avec l'extérieur et l'autre avec l'intérieur de L'enceinte, - deux cloisons à l'intérieur de ce boîtier, pourvues chacune d'une ouverture pour le passage de l'instrument, - deux soupapes qui obturent les ouvertures des cloison internes en agissant par gravité, qui sont guidées par les parois latérales du boîtier et qui présentent chacune, de chaque côté, une surface sur laquelle la poussée de l'instrument s'exerce obliquement lors du passage de celui-ci dans un sens ou dans ltåutre, - un évidement cylindrique ménagé entre la portée et le siège de la soupape la plus éloignée de ltenceinte, cet évidement épousant la forme de l'allonge de l'instrument, le boîtier, les deux cloisons internes et les deux soupapes coopérant pour former un sas qui peut contenir l'instrument et une partie de son allonge. 2. Dispositif à sas pour faire passer de l'air libre à une enceinte sous pression un instrument comportant une allonge cylindrique, ce -dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comprend, comme repré senté par les figures 1 à 4 des dessins annexés - un boîtier parallèlépipédique 1 pourvu d'une ouverture 2 qui com munique avec l'extérieur et d'une ouverture 3 qui communique avec l'intérieur de l'enceinte, - deux cloisons internes 4, 5 qui comportent chacune une partie oblique à travers laquelle une ouverture 6, 7 est ménagée pour le passage de l'instrument, - une soupape 8 qui a la forme d'un prisme droit à base trapézoldale et ferme 1 ltouverture 6 en agissant par gravité et en reposant par une de ses faces sur une cale 10, cette soupape étant guidée par les parois latérales du boîtier, - un évidage cylindrique 14 qui est ménagé entre la soupape 8 et la cale 10 et épouse la forme de l'allonge de llinstrument, - et une soupape 9 qui a la forme d'un prisme droit à base triangu laire et ferme ltouverture 7 en agissant par gravité, guidée par les parois latérales du boîtier, le boîtier, les deux cloisons internes et les deux soupapes coopérant pour former un sas 12 qui peut contenir l'instrument et une partie de son allonge. 3. Dispositif à sas pour faire passer de l'air libre à une enceinte sous pression un instrument comportant une allonge cylindrique, ce dispo sitif étant caractérisé par le fait qu'il comprend, comme représenté schématiquement par la figure 5 des dessins annexés - un boîtier parallèlépipédique 1, pourvu d'une ouverture 2 qui com munique avec l'extérieur et d'une ouverture 3 qui communique avec l'intérieur de l'enceinte, - deux cloisons internes 4, 5 qui comportent chacune une partie oblique à travers laquelle une ouverture 6, 7 est ménagée pour le passage de l'instrument, - deux soupapes 8, 9 qui ont la forme d'un prisme droit à base tra pézoidale et ferment respectivement les ouvertures 6 et 7 en agis sant par gravité et en reposant sur des cales 10, 11, ces soupapes étant guidées par les parois latérales du boîtier, - et un évidage cylindrique 14 qui est ménagé entre la cale 10 et la soupape 8 et épouse la forme de l'allonge de l'instrument, le boîtier, les deux cloisons internes et les deux soupapes coopérant pour former un sas 12 qui peut contenir l'instrument et une partie de son allonge. 4. Dispositif à sas pour faire passer de l'air libre à une enceinte sous vide un instrument comportant une allonge cylindrique, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comprend, représenté schématique ment par la figure 6 des dessins annexés - un boîtier parallèlépipédique 1, pourvu d'une ouverture 2 qui com munique avec ltextérieur et d'une ouverture 3 qui communique avec l'intérieur de l'enceinte, - deux cloisons internes 4, 5 qui comportent chacune une partie oblique à travers laquelle une ouverture 6, 7 est ménagée pour le passage de l'instrument, - une soupape 8 qui a la forme d'un prisme droit à base trapézoîdale et ferme l'ouverture 6 en agissant par gravité et en reposant par une de ses faces sur une cale 10, cette soupape étant guidée par les parois latérales du boîtier, - un évidage cylindrique qui est ménagé entre la soupape 8 et la cale 10 et épouse la forme de l'allonge de l'instrument, - et une soupape 9 qui a la forme d'un prisme droit à base triangu laire et ferme l'ouverture 7 en agissant par gravité, cette soupape étant guidée par les parois latérales du boîtier. le boîtier, les deux chaisaf internes et les deux soupapes coopérant pour former un sas 12, qui peut contenir l'instrument et une partie de son allonge. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, et compre nant en outre un conduit et une vanne permettant d'établir momenta nément une communication entre le sas et ladite enceinte. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et compre nant en outre une fermeture à rotule, de type connu, pour parfaire l'étanchéité quand l'appareil est en place. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et dans lequel chaque soupape comporte quatre ergots qui sont engagés dans des rainures circulaires creusées dans l'épaisseur des parois latérales du boîtier.