Brevet FR2389085A1 — publié le 19781124

la présente invention concerne le domaine de l'obtura- tion d'ouvertures d'appareils ou installations à orifices sensi blment horizontaux,exigeant une fermeture sensiblement étanche. Elle concerne plus particulièrement des dispositifs pour obturer par des tampons amoviblestes ouvertures disposées sur le toit de fours- tels que par exemple des fours à chambre pour la distillation, la calcination,la réduction, la pyrolyse, la carbonisation de roches sédimentaires, de minerais ou de matières d'ori- gines diverses. On sait en effet que de tels fours comportent à leur partie supérieure ou toit des ouvertures permettant le chargement des diverses matières à traiter. Les ouvertures doivent entre obturées de façon sensiblement étanche, tant pour empêcher des échappements gazeux dangereux susceptibles d'être chargés de particules de matires solides ou de liquides, que pour éviter l'introduction dans le four d'air ou de particules parasites pou vant le cas échéant perturber le fonctionnement du four. Diverses solutions ont été proposées pour tenter d'obturer les ouvertures de fours de façon sensiblement étanche par des tampons amovibles reposant sur des cadres métalliques scellés dans la maçonnerie du toit du four. Dans les principaux type, connus de tampons d'obturation, l'effort d'application du tampon sur son cadre résulte généralement du poids du tampon et le degré d'étanchéit8 entre tampon et cadre ne réside donc que dans la qualité des surfaces de contact entre ces deux élénents Pour ce faire, il est nécessaire de réaliser un usinage soigné des surfaces portantes. EasuiteJ il faut rechercher soit une importance des surfaces de contact, soit un effort de pression maximal qui peut être obtenu en limitant le contact à l'intersection de deux surfaces. Ainsi, on a proposé des tampons de type "plat" présentant des surfaces de contact planes, ou des tampons de type *coniqug" qui possèdent tous deux une importante surface de contact,le tampon de type conique" permettant d'obtenir en outre un effet d'auto-centrage entre la surface inclinée de la périphérie interne du cadre support et la surface externe conique du tampon. On a également proposé des tampons du type "d cadre conique" et à tampon conique à surface présentant un anneau de section semi-circulaire ou analogue. Un tel dispositif permet d'obtenir un effort de pression maximal en limitant le contact à l'intersection des deux surfaces portantes. Les tampons proposés antérieurement reposent donc tous sur un principe identique et exigent de ce fait une excellente qualité des surfaces de contact. En conséquence, la qualité de l'étanchéité se trouve obligatoirement altérée par la déformation de la géométrie des surfaces de contact due à la température régnant dans les fours et par la détérioration de l'état de surface des éléments en contact, soit lors de la manutention des tampons, soit lors des opérations de rodage ou de celles de nettoyage pour retirer des éléments adhérant auxdites surfaces. Il en est ainsi, même si la pose du tampon s'effectue avec rodage sur le siège pour éliminer les dépits. La présente invention a pour objet de remédier aux incon vénients précités et de réaliser un dispositif permettant d'obtenir une obturation sensiblement étanche des ouvertures de fours sans exiger une excellente qualité des surfaces de contact dudit dispositif. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif pour obturer de façon amovible et pratiquement étanche une ouverture sensiblement horizontale,ledit dispositif comprenant un tampon amovible et des moyens d'appui entourant ladite ouverture et étant caractérisé en ce que les moyens d'appui sont constitués par une matière de contingié contenue dans au moins une cavité entourant de raçon continue ladite ouverture,ledit tampon comportant sur sa face inférieure au moins une saillie continue susceptible de pénétrer dans ladite matière de continuité. Bien que le dispositif selon la présente invention soit parfaitement adapté pour obturer des ouvertures de toutes formes, circulaires, carrées ou complexes, il apparaitra à l'homme de l'art que la plupart des ouvertures couramment utilisées dans ce domaine sont de formes circulaires, formes pour lesquelles le présent dispositif est particulièrement approprié. Les moyens dtappui du dispositif sont disposés autour de l'ouverture qui doit être obturée . Ces moyens d'appui comprennent dans leur forme la plus générale une cavité ou partie creuse entourant ltouverture,ainsitdans le cas le plus fpéquent,oette partie creuse se présente comme une cavité annulaire ou gouttière. Bien qu'il soit possible de réaliser ladite cavité directement dans la maçonnerie du four, lthomme de l'art comprendra qu'il est préférable de prévoir un cadre métallique entourant l'ouverture à obturer, et scellé dans ladite maçonnerie. Ce cadre peut Entre semblable aux cadres couramment utilisés antérieurement dans les dispositifs d'obturation de fours, mais son profil doit Entre tel qu'il ménage au voisinage de sa périphérie interne une cavité tournée vers la partie supérieure du four. cette cavité pourra par exemple 8tre formée d1ùne part par le rlancAneliné du cadre prenant appui contre la maçonnerie du four,et d'autre part par un bord relevé situé à la périphérie interne dudit cadre. La forme de la cavité ne constitue pas un facteur critique du dispositif de l'inventlon;la seule condition réside dans la contenance minimale de cette cavité qui doit retenir le maintien de continuité lorsque le tampon prend appui sur celle-ci. L'homme de l'art pourra,par des essais de routine, déterminer le volume nécessaire en fonction des dimensions de l'ouverture et du poids du tampon de chargement. la matière de continuité sera constituée de préférence par une matière susceptible de se déformer de façon réversible sous l'effet d'une contrainte mécanique telle que la pression exercée par la saillie disposée sur la face inférieure du tampon. Une telle matière sera constituée de préférence par une matière se présentant d l'état divise ou pulvérulent et résistant à la pression exercée par le tampon, la température régnant à proximité de l'ouverture et présentant une certains inertie chimi- que d l'égard des gaz et particules sortant ou entrant dans le four ou appareil similaire que l'on dssire obturer. Parmi les matières appropriées aux fins de l'invention,on peut citer le sable,qui satisfait aux exigences précitées et prdsen- te un intérêt particulier en raison de sa disponibilité et de son faible ooût. La granulométrie de la matière de continuité pourra entre déterminée par l'homme de l'art en fonction des caractéristiques physiques de l'appareil qui doit être obturé et des conditions d'utilisation. la partie du tampon pénétrant dans la matière de continuité est constituée par une saillie continue disposée sur la surface d'appui du tampon,à la partie inférieure de celui-ci, et située sensiblement à sa périphérie. la forme de la saillie peut entre quelconque et ne constitue pas un caractère critique de l'invention; elle peut par exemple présenter une section transversale en U ou en V ou une section complexe. Il est toutefois souhaitable-que la partie extr8me ou inRSieure de cette saillie qui pénètre dans la matière de continuité soit plus étroite que sa base afin de faciliterAa pénétration dans ladite matière de continuité. Ainsi, une saillie présentant une section transversale en forme de V dont les bran ches seraient légèrement évasées est particulièrement appropriée aux fins de l'invention. L'homme de l'art comprendra que la forme de la saillie du tampon , ses dimensions ainsi que le poids dudit tampon de mSme que la nature de la matière de continuité et sa granulométrie, constituent des paramètres liés les uns aux autres qui pourront entre aisément déterminés par des essais de routine en fonction de l'appareil qui doit être obturé et des contraintes imposées par la mise en oeuvre de cet appareil. Pour obturer une ouverture avec le dispositif selon la présente invention, le tampon est mis en place sur l'ouverture,et sa saillie périphérique pénètre sous l'action du poids du tampon et/ou éventuellement sous l'action d'un effort vertical dans la matière de continuité provoquant ainsi 1'isolement de la chambre obturée par rapport à l'atmosphère extérieure. Dans le cas d'une ouverture et d'un tampon correspondant circulaire,la pénétration de la saillie peut entre facilitée par un mouvement de rotation. Bien que dans la présente description ilait été indiqué que le tampon comporte une saillie périphérique,il est possible de prévoir plusieurs saillies sur le tampontlesdltes saillies s'enionçant dans la matière de continuité qui peut - également Entre contenue dans une seule ou dans plusieurs cavités adjacentes ména géies dans le cadre entourant l'ouverture. Ainsi, les cavités multiples peuvent Btre décalées transversalement dans le sens vertical, et, dans ce cas,on prévoit un nombre correspondant de saillies sur le tampon. La présence de plusieurs saillies ainsi que la présence éventuelle de plusieurs cavités contenant de la matière de continuité permet de conférer au dispositif de l'invention une étanchéi- té accrue. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention sont mis en évidence en référence à la figure jointe donnée à titre d'exemple non limitatif sur laquelle un dispositif d'obturation représentd en coupe est constitué par un cadre annulaire 1 scellé dans la maçonnerie du toit de la chambre d'un four 2 audessus de l'orifice 3, ménagé dansa maçonnerie 2 du four. Le cadre comporte un bord relevé 4 et un flanc 5. Un tampon circulaire amovible 6 porteras voisinage de sa périphérie, une livre ou saillie a bord simple 7. La cavité annulaire 8 formée par le bord relevé 4 et le flanc 5 est remplie d'un élément de continuité 11 qui est constitué par du sable. Lors de la pose du tampon 6, soit par son propre poids, soit par un effort vertical, soit par un mouvelent de rotation ou la combinaison des trois, la lèvre 7 pénètre dans l'élément de continuité 11 contenu dans la cavité 8 créant ainsi les conditions d'isolement de la chambre du rour par rapport à l'atmosphère. On constate que la lèvre 7 ne venant pas nécessairement en contact avec la face 9 du cadre 1, ltdtanchdité est bien indépen dante des altérations pouvant survenir à la géométrie et à l'état db surface de la livre 7ehe la face 9. Les opérations de préhension et de rotation,lorsque la forme choisie pour le tampon le permet, sont réalisées par l'intermédiaire de l'élément 10 solidaire du tampon 6 qui peut être une barre d'accrochage, un plateau magnétique ou tout autre système capable de prendre et/ou tourner le tampon 6. -REVENDICATIONS- 1. Dispositif pour obturer de façon amovible et pratique ment étanche une ouverture sensiblement horizontale1 notamment d'un four, ledit dispositif comprenant un tampon amovible et au moins un moyen d'appui entourant ladite ouverturecaractérisd en ee que le moyen d'appui est constitué par une matière de continui- té contenue dans au moins une cavité entourant de façon continue ladite ouverture, ledit tampon présentant sur sa race inférieure au moins une saillie continue susceptible de pénétrer dans ladite matière de continuité. 2.Dispositif selon la revendication li caractérisé en ce que la matière de continuité est constituée par Une matière susceptible de se déformer de façon réversible sous l'action d'une contrainte mécanique telle que la pression exercée par la ou les saillies du tampon. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou caractérisé en ce que la matière de continuité est constituée par une matière d tat divisé ou pulvérulent telle que du sable. 4.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la cavité contenant la matière de continuité est formée par un cadre métallique scellé dans la maçonnerie du four autour de l'orifice de celui-ci. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 ,caractérisé en ce qu'il comporte des cavités multiples décalées transversalement et éventuellement verticalement et en ce que le tampon comporte un nombre correspondant de saillies. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'appui sont constituées par une matière de continuité ll disposée dans une cavité 8 rormee par le bord relevé 4 et le flanc 5 d'un cadre 1 scellé dans la maçonnerie du toit d'un four 2 au-dessus de l'orifice 3 de ce four 2,et en ce que le tampon 6 présente une lèvre ou saillie 7 péné- trant en position d'obturation dans 11 élément de continuité 11. 7. Dispositif selon la revendication 61 caractérisé en ce que la saillie 7 a la forme d'un V dont les branches seraient légèrement évasées. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 7,crctérisé en ce que ltouverture est de forme circulaire. 9. Application d'un dispositif selon ltune quelconque des revendications 1 b 8 à l'obturation sensiblement étanche des fours d chambre pour la distillation, la calcination,la réduction, la pyrolyse, la carbonisation de roches sédimentaires, de minerais ou de matières d'origines diverses.