Brevet FR2302331A1 — publié le 19760924

automatique L'invention a pour objet une chandelle/de securité pour barillet de fours à coke. "e gaz de production provenant de la distillation de charbon dans les fours à coke est collecté par l'intermédiaire des colonnes montantes verticales vers le barillet, conduite horizontale où s'effectue l'arrosage des gaz pour un premier refroidissement. Le gaz est aspiré depuis les barillets, et à travers l'usine à sous-produits, par les extracteurs qui refoulent ensuite le gaz épuré vers les utilisations intérieures ou exté- rieures à l'usine. La pression dans les barillets est régulée avec soin à une valeur compatible avec celle qui doit régner dans les fours à coke. Scoute surpression dans les fours à coke risque en effet d'entratner des déformations de parois. Il est donc indispensable, lors d'une panne d'extracteur, d'évacuer directement le gaz brut à l'atmosphère à partir du barillet. Pour cela, les barillets sont équipés de chandelles en nombre suffisant, obturés par des clapets à valve hydraulique. Ces clapets sont habituellement à commande d'oaverture manuelle. Lors dune panne d'extracteur et pour éviter la mise en surpression des fours il faut rapidement procéder à l'ouverture de toutes les chandelles, et ceci quel que soit le moment de la panne. Il est nécessaire de prévoir le personnel suffisant disponible en permanence pour cette opération qui impose un parcours difficile dans les plus hautes superstructures des batteries de fours à coke. C'est pourquoi, on a déåà songé à se libérer de la servitude que représente l'intervention manuelle en introduisant un facteur de sécurité au moyen de clapets à valve hydraulique constitués par des chicanes à joint d'eaux Nais, à section utile égale, de tels dispositifs nécessitent une section de surface trois fois plus grande, ce qui représente un inconvénient évident. En outre, dans ces dispositifs, la remise en position d'obturation est obtenue automatiquement lorsque la pression est redevenue normale, ce qui peut résulter aussi bien de la remise en service des extracteurs que de l'autorégulation provoquée par l'intervention du dispositif. Il peut donc en résulter des phénomènes pulsatoires indésirables. Le but de l'invention est de proposer une nouvelle chandelle de sécurité qui intervienne automatiquement à l'ouver- ture dans le sens de la sécurité en cas de surpression indésirable, mais qui ne puisse entre rétablie en position de fermeture que de façon voulue. Ce but est atteint par le fait que la chandelle selon ltinvention comprend un clapet à joint d'eau constitué par une cuvette comportant au moins une ouverture de dégagement libre à bords relevés à laquelle est associé un couvercle à jupe, relevable en ouverture par pivotement autour d'un axe horizontal. Selon un mode de réalisation préféré, le couvercle comporte une tige à contrepoids liée rigidement à l'axe de pivotement et le centre de gravité de l'ensemble du couvercle et de sa tige à contrepoids peut passer, dans une position intermédiaire entre la position ouverte et la position fermée, au-dessus de l'axe de pivotement, de telle sorte que l'ensemble ait deux positions d'équilibre en butée respectivement à l'ouverture et à la fermeture du clapet. Il est avantageux que la masse de l'ensemble pivotant soit telle que celui-ci, alors qu'il est en position de fermeture, pivote en position d'ouverture seulement sous l'effet d'une surpression durable, et que le couvercle comporte un moyen manuel de remise en position de fermeture. Il est également avantageux que les axes de pivotement des couvercles à jupe soient situés au-dessus du niveau de remplissage des cuvettes et que les paliers des axes de pivotement des couvercles soient disposés à l'extérieur de la chandelle. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description donnée ci-après, uniquement à titre d'exemple d'un mode de réalisation de l'invention. On se reportera à cet effet aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une coupe selon I de la fig. 2 en élévation verticale d'une chandelle selon l'invention, - la figure 2 est une coupe selon II de la fig.1. - la figure 3 est une vue en plan avec coupe partielle de la chandelle des fig. 1 et 2, dont on a enlevé les couvercles servant de clapets. La chandelle des fig. 1, 2 et 3 comprend un corps 1 qui se raccorde par une bride 2 à la partie 21 de la chandelle el coniunication avec le barillet et par la bride 3 à la partie 22 de la chandelle en conunication avec l'atmosphère. La bride 2 est conformée en cuvette percée de deux ouverture s rectangulaires 5 limites chacune par un cadre 6 constituant bords relevés de la cuvette. Les ouvertures 5 mettent en communication le corps 1 avec le barillet situé à la partie inférieure. Chacun de ces cadres 6 est coiffé par un couvercle à jupe constituant clapet 7 articulé autour d'un axe tourillonnant dans deux paliers extérieurs 9. Â chacune des deux extrémités de l'axe 8 est clavetée une tige 10 portant un contrepoids réglable 11. Sur la face supérieure du clapet 7 sont soudées des masses additionnelles non représentées permettant de régler au montage la position du centre de gravité du clapet. L'étanchéité entre les cadres 6 et le clapet 7 est assurée par un joint hydraulique 13 alimenté de façon continue en eau par deux tuyauteries 14 et débordant en permanence vers le barillet. En marche normale le centre de gravité de l'ensemble constitué par chaque clapet 7 et son contrepoids Il est situé de telle façon que le clapet est fermé et vient reposer sur le cadre 6 associé par l'intermédiaire d'une butée 15. Les deux clapets sont alors fermés en position 7 et l'étanchéité du barillet par rapport à l'atmosphère est assurée par le Joint hydraulique 13. On a prévu que le centre de gravité de chaque ensemble constitué par un clapet et sa tige à contrepoids peut passer dans une position intermédiaire au-dessus de l'axe de pivotement. En cas de surpression anormale dans le barillet, celleci, s'appliquant sur la face inférieure du clapet, provoque son soulèvement et son ouverture complète par basculement sous l'effet d'entraSnement du du contrepoids 11. Les deux clapets viennent alors en position d'ouverture 7' limitée par une butée 16 et y restent. Le barillet est alors en communication avec l'atmosphère. Une fois l'incident terminé, il faut intervenir manuellement pour refermer les clapets en agissant de l'extérieur sur les tiges 10. Le Joint hydraulique 13 se rétablit alors automatiquement. Le bon fonctionnement des chandelles automatiques impose que les clapets à valve hydraulique s'ouvrent pour une surpression donnée. Un tel résultat peut entre obtenu par le fait que les résistances mécaniques sont rendues aussi faibles que possible, notamment en plaçant l'axe d'articulation dans la partie atmosphérique de la botte à clapets au-dessus du niveau de l'eau ce qui élimine tout problème d'étanchéité. Il est également avantageux que l'axe d'articulation soit monté sur paliers à roulements, tels que roulements étanches graissés à vie placés à l'extérieur de la chandelle. Le centre de gravité doit etre établi comme il a été dit précédemment et l'équilibrage sera réglé de telle sorte qu'une augmentation de pression égale à la surpression d'ouverture désirée mais de très courte durée ne soit pas suffisante pour provoquer l'ouverture qu'il faut alors éviter. Nais, il faudra, en revanche, qu'unie augmentation progressive de la pression provoque une ouverture franche du clapet à la surpression désirée de façon à éviter tout battement de celui-ci. Pour qu'il soit possible de régler la surpression d'ouverture désirée, qui peut varier suivant les conditions d'exploitation, il est prévu un contrepoids coulissant sur une tige extérieure solidaire du clapet. On voit donc que le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages: Les clapets s'ouvrent sans intervention humaine sous l'effet dune surpression intervenue dans le barillet (lors d'un arrêt d'extracteur ou pour toute autre cause). Le dispositif supprime radicalement les risques de surpression prolongées des fours toujours préjudiciables à la tenue des réfractaires. L'ouverture étant automatique, il évite des interventions précipitées et parfois dangereuses du personnel sur des parcours difficiles, et enfin la suJétion de permanence du personnel affecté à la commande des chandelles ne s'impose plus. La relève de poste de ce personnel peut désormais se faire normalement. En outre on garde le contrôle du rétablissement de la fermeture des chandelles qui ne peut être obtenue que volontairement, dès qu'on a des informations suffisantes pour la suppression de la cause de l'incident ayant provoqué leur ouverture. Eventuellement, on garde la possibilité d'ouvrir la chandelle par la simple manoeuvre des tiges. REVENDICATIONS 1. Chandelle automatique de sécurité pour barillet de fours à coke, comprenant un clapet à joint d'eau, constitué par une cuvette comportant au moins une ouverture de dégagement libre à bords relevés à laquelle est associé, pour la fermer et pour ltouvrir, un couvercle à jupe, ou cloche, relevable par pivotement autour d'un axe horizontal et comportant une tige à contrepoids liée rigidement à l'axe de pivotement, le centre de gravité de ltensemble du couvercle et de sa tige à contrepoids pouvant passer, dans une position intermédiaire entre la position ouverte et la position fermée, au-dessus de l'axe de pivotement, de telle sorte que l'ensemble ait deux positions d t équilibre en butée respectivement à l'ouverture et à la fermeture du clapet, caractérisée en ce que les axes de pivotement des couvercles à jupe sont situés au-dessus du niveau de remplissage des cuvettes. 2. Chandelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que les paliers des axes de pivotement des couvercles sont disposés à l'extérieur de la chandelle. 3. Chandelle selon l'une quelconque des revendications i et 2, caractérisée en ce que la masse de ltensemble pivotant est telle que celui-ci, alors qu'il est en position de fermeture, pivote en position d'ouverture seulement sous l'effet d'une surpression durable.