Brevet FR2460988A1 — publié le 19810130

DisDositif de soulèvement et de retrait de porte pour four de cokéfaction à chambre horizontale La présente invention concerne un dispositif d'enlève- ment ou de soulèvement et de retrait d'une porte de four de cokéfaction à chambre horizontale, qui est déplaçable hori- zontalement pour être rapproché de la porte et en être éloigné, qui possède des crochets de soulèvement destinés à coopérer avec des supports prévus sur la porte du four, l'engagement ayant lieu lorsque le dispositif de soulèvement et de retrait est approché horizontalement de la porte, et qui comprend une commande de soulèvement qui soulève la porte par engagement des crochets avec les supports et la retire horizontalement de l'ouverture de la porte pour l'amener à un poste de nettoyage, puis après nettoyage de la porte, la ramène dans l'ouverture qui lui est associée en suivant un parcours inverse. Les portes de fours de cokéfaction apportant une bonne isolation pénètrent de façon aussi étanche que possible dans l'ouverture de porte de la chambre de four. Comme elles ne sont pas reliées par des gonds au four de cokéfaction, elles sont retirées de la chambre du four, ou remises en place sur cette dernière, au moyen d'un dispositif de soulèvement et de retrait, et en particulier d'un dispositif de soulève- ment et de retrait à fonctionnement automatique. Le dispo- sitif de soulèvement et de retrait n'est pas continuellement relié à la porte, et il n'est approché et accouplé à celle- ci que pour l'ouvrir, des crochets de soulèvement étant prévus pour ce faire sur le dispositif de soulèvement et de retrait et ces crochets pénétrant et prenant appui dans des butées ou des supports correspondants de la porte de four. Le dispositif de soulèvement et de retrait est constitué de manière à pouvoir soulever et abaisser la porte de four non seulement selon la direction longitudinale de la chambre du four, mais aussi entre une position inférieure et une posi- tion supérieure, la porte qui a été retirée de l'ouverture qui lui est associée étant en outre habituellement amenée par le dispositif de soulèvement et de retrait à un poste de nettoyage dont la position en hauteur peut être différente de celle de l'ouverture de la porte. On connait des dispositifs de soulèvement et de retrait de ce type, présentant des caractéristiques constructives et des techniques de commande variées (voir par exemple les brevets allemands 750.211, 2 329.990, 2.720.469). Jusqu'ici, on n'accordait pas d'importance au fait que le dispositif de nettoyage est en général vertical alors que l'ouverture de la porte peut présenter une certaine inclinaison par rapport à la verticale. Quand l'ouverture de la porte est inclinée, la porte du four doit être mise en place en étant amenée dans une position également incli- née. L'inclinaison des chambres individuelles d'une batte- rie de fours à coke peut d'ailleurs varier. Du fait appa- remment des dimensions relativement réduites de l'inclinai- son, et qui peuvent, en fonction de l'âge d'une batterie de fours de cokéfaction, atteindre environ 100 mm lorsque la hauteur de la porte du four est d'un ordre de grandeur de 4 à 6 m, cette inclinaison a été considérée comme négligeable. Quand il s'agit en particulier de la remise en place de la porte d'un four dans son ouverture, ceci ne joue aucun rôle pour une partie des dispositifs de soulèvement et de retrait connus du fait que le processus de mise en place se déroule sous une précontrainte élastique déterminant automatique- ment une compensation correspondante. L'inconvénient est cependant quelotsqu'on remet la porte en place dans son cadre incliné, les bandes d'étan- chéité de la porte de four, qui est suspendue sensiblement verticalement sur les crochets de soulèvement et de retrait, parviennent sur la surface d'étanchéité du cadre de la porte par un côté, c'est-à-dire en un seul endroit, ce qui fait qu'une pression spécifique élevée est appliquée en cet endroit. Du fait des différences d'inclinaison entre les cadres de porte et les portes de four, il arrive dans certaines circonstances que l'engagement des crochets de soulèvement et de retrait dans les supports soit très irrégulier et s'effectue par saccades. Les situations qui viennent d'être mentionnées provoquent non seulement des dégâts au cadre de la porte, mais entraînent également l'échappement soudain de gaz nocifs chargés de poussières qui sortent de la chambre du four à un moment non souhaité, à savoir avant le retrait de la porte de l'ouverture qui lui est associée. Le but de l'invention est de créer un dispositif de soulèvement et de retrait qui, en faisant appel à des dis- positifs de construction simple et à des techniques de commande également simples, tienne compte de la position ou de la condition effective de l'ouverture de la porte aussi bien lors du retrait par soulèvement de la porte du four que lors de la remise en place de cette porte. Ce problème est résolu du fait que le dispositif de soulèvement et de retrait peut pivoter autour d'un axe horizontal parallèle à l'ouverture de la porte, et que la commande de soulèvement commande la course de pivotement du dispositif de soulèvement et de retrait de manière que, lors du soulèvement et du retrait, d'une part, et de la remise en place de la porte de four, d'autre part, le dispositif de soulèvement et de retrait soit incliné d'une façon corres- pondant à l'inclinaison effective de l'ouverture de la porte. La course de pivotement du dispositif de soulèvement et de retrait peut être commandée par la commande de soulève- ment de manière que ledit dispositif de soulèvement et de retrait soit vertical en position de nettoyage. L'axe horizontal sur lequel pivote le dispositif de soulèvement et de retrait est situé à l'extrémité supéri- eure d'un support supportant les crochets de soulèvement et le pivotement s'effectue au moyen d'un mécanisme d'entrai- nement coopérant avec la partie inférieure du support. Ce mécanisme d'entraînement est constitué par un vérin hydraulique. La force du mécanisme d'entraînement est plus faible que celle du mécanisme (constitué par un vérin hydraulique) qui détermine le mouvement horizontal du dispositif de soulèvement et de retrait. Avant le mouvement horizontal du dispositif de soulève- ment et de retrait en direction de la chambre du four,le dis- positif de soulèvement et de retrait peut être tourné par pivotement par rapport à la verticale sur un angle correspondant à l'inclinaison maximale possible d'une ouverture de porte, et,lors du mouvement horizontal du dispositif de soulève- ment et de retrait, celui-ci peut être ramené par pivote- ment vers l'inclinaison effective d'une porte de four. Le pivotement de retour s'effectue par échappement du fluide hydraulique du vérin par une soupape de surpression. Par ailleurs, le dispositif de soulèvement et de re- trait comprend un dispositif de mise en mémoire qui met en mémoire un nombre d'impulsions correspondant à l'inclinai- son effective de l'ouverture de la porte. Il comprend également un compteur-décompteur quichotte dansunoens à partir d'-un état initial les impulsions corres- pondant à la course entre l'inclinaison effective et la verticale correspondant à la position de nettoyage, et qui effectue un décompte en sens inversejusqu'àoeq'Ui'iivienne à son état initial quand la porte de four est remise en place, l'état de comptage initial qui correspond à 1'incli- naison effective étant la valeur zéro. Grâce à l'invention, la bande d'étanchéité de la porte du four parvient sur la surface d'étanchéité d'un cadre de porte pratiquement simultanément sur toute sa périphérie, ce qui rend inutile des manipulations complémentaires pour amener la bande d'étanchéité à s'appliquer complètement sur le cadre de la porte. Par ailleurs, la porte du four est soulevée et retirée de son cadre exactement dans la posi- tion angulaire que ce cadre présente par rapport à la verticale. Comme mentionné, la porte du four est à nouveau remise en placé exactement dans la même position angulaire que celle qui correspond à son cadre, et la porte peut être passée dans un dispositif de nettoyage dans la position verticale qui est idéale pour cette opération. Dans le cas o on échange uneporte de four contre une autre, cette dernière peut être introduite dans l'ouverture qui lui correspond en étant dans la position inclinée ou oblique nécessaire. L'invention sera maintenant expliquée plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur le dessin annexé. L'unique figure de ce dessin est une vue latérale schématique d'un exemple de réalisation du dispositif de soulèvement et de retrait de l'invention montrant la porte retirée de la chambre d'un four de cokéfaction et déjà en position verticale. La figure représente une chambre de four lappartenant à un four de cokéfaction comprenant plusieurs chambres horizontales, dont l'ouverture 2 peut être fermée à l'aide d'une porte 3 qui n'est pas articulée sur la chambre de four 1. La porte de four 3 s'engage dans la chambre de four 1 et peut être soulevée et retirée de sa position centrée par rapport à l'ouverture de la porte ou par contre réinsérée et abaissée dans ladite rosition centrée au moyen d'un dispositif de soulèvement et de retrait A. Le dispositif de soulèvement et de retrait A repose sur un chariot 7 pourvu de galets 4 et mobile au moyen d'un dispositif d'entraînement tel qu'un vérin hydraulique 5 le long de rails 6 en direction de l'axe longitudinal de la chambre de four 1. La porte de four 3 porte sur son côté externe au moins deux supports 8 disposés verticalement à une certaine distance l'un de l'autre et au moyen desquels elle s'appuie sur des crochets 9 d'un support 10 pouvant se déplacer sensiblement verticalement au moyen de galets 11 le long de rails 12 d'un élément pivotant 13. Le support 10 peut être actionné par un dispositif d'entraînement (non représenté) tel qu'un vérin hydraulique. Le dcariot 7 est celié à une potence au girafe 14 avec laquelle il constitue une seule pièce, l'élément pivotant 13 étant fixé à la partie 15 en saillie horizontale de la girafe et suspendu de façon pivotante à celle-ci sur un axe de pivo- tement horizontal 16 parallèle à la chambre de four 1. A l'extrémité verticale opposée de l'élément pivotant 13 est articulée une extrémité d'un vérin hydraulique 17 dont l'autre extrémité est articulée à l'extrémité de la girafe 14 qui est opposée à sa partie en saillie horizontale 15, et dont la force est avantageusement plus faible que celle du vérin hydraulique 5. Comme le montre la figure à une échelle exagérée, l'ouverture 2 de la porte de la chambre de four 1 est inclinée par rapport à la verticale et forme un espace horizontal "a" entre l'extrémité supérieure et l'extrémité inférieure. Cet espace peut être de l'ordre de grandeur de mm lorsqu'il s'agit de batteries de fours de cokéfac- tion déjà vieux et dont les chambres des fours ont une hauteur comprise entre 4 et 6 m, et il ne dépend pas des tolérances de fabrication du four de cokéfaction mais des modifications survenant lors du fonctionnement du four. L'espace "a" peut d'ailleurs varier d'une chambre de four à une autre à l'intérieur d'un même four de cokéfaction. Par opposition, un dispositif de nettoyage (non représenté), destiné à la porte de four 3 et dans lequel la porte 3 est introduite au moyen du dispositif de soulèvement et de retrait A lorsqu'elle a été retirée de l'ouverture 2, est toujours vertical. On souhaite d'une part toujours introduire la porte de four 3 verticalement dans le dispositif de nettoyage verti- cal, et on souhaite par ailleurs retirer la porte de four 3 de l'ouverture 2, ou l'y remettre,dans la position inclinée qu'elle assume à l'intérieur. Selon l'invention, on obtient ce résultat en amenant l'élément pivotant 13, lorsque le vérin hydraulique 17 est actionné et que sa tige de piston sort, d'abord en position inclinée correspondant au moins à l'inclinaison maximale de l'ouverture 2 de la porte, c'est-à-dire au moins à l'espace "a' le plus important. Le dispositif de soulèvement et de retrait est ensuite déplacé en direction de la porte de four 3 qui est toujours dans son ouverture 2 au moyen du vérin hydraulique 5. La partie la plus en saillie de l'élé- ment pivotant 13 vient d'abord en appui contre la porte de four 3. Ensuite, à l'encontre de la force exercée par le vérin 5, le vérin hydraulique 17 rentre jusqu'à ce que l'élément pivotant 13 ait atteint l'inclinaison effective de la porte de four 3 dans son ouverture, c'est-àdire jusqu'à ce qu'il soit essentiellement parallèle à celle-ci. La rentrée du vérin hydraulique 17 s'obtient par exemple en faisant passer le fluide hydraulique par une soupape de surpression. La position du vérin hydraulique 17 qui est alors atteinte est mise en mémoire par exemple de la façon qui sera expliquée ci-dessous. Du fait du mouvement de montée du support 10 et du mouvement vers l'arrière du chariot 7 qui suit, la porte de four 3 est soulevée et retirée de l'ouverture 2. Avant son introduction dans le dispositif de nettoyage, le vérin hydraulique 17 est suffi- samment rentré pour que l'élément pivotant 13 soit absolu- ment vertical et soit de ce fait disposé dans sa position optimale pour le dispositif de nettoyage. L'entrée dans le dispositif de nettoyage peut être déclenchée en montant de façon appropriée une électrovanne (non représentée) sur le circuit du fluide du vérin 17. On détermine le réglage en position verticale de l'élé- ment pivotant 13 en suspendant un fil à plomb à un pendule, en ramenant le vérin hydraulique 17 en position totalement rentrée, et en ramenant ensuite le vérin en arrière par l'intermédiaire d'une doublure et d'une broche jusqu'à ce que le piston ait atteint la position terminale du fond du cylindre de manière que la position verticale de l'élément pivotant 13 soit fixée par ce point fixe et maintenue par celui-ci. Pour mettre en place la porte de four 3 nettoyée dans l'ouverture de porte 2 (également nettoyée), on procède en sens inverse. Pour ce faire, le vérin hydraulique 17 est en particulier ramené à sa position mise en mémoire, position dans laquelle l'inclinaison de la porte de four 3 correspond à celle de l'ouverture de porte 2, suite à quoi la porte de four 3 est remise en place de façon habituelle dans l'ouverture 2. Naturellement, il est également possible d'obtenir le pivotement de l'élément pivotant 13 sur un axe horizontal parallèle à l'axe de pivotement 16 et disposé en un autre endroit en direction verticale de l'élément pivotant 13, le mouvement de pivotement pouvant être obtenu aussi au moyen d'un autre dispositif d'entraînement. L'essentiel est que la position de l'élément pivotant 13 qui correspond à la position effective de l'ouverture de porte 2 soit mise en mémoire d'une manière quelconque pour que cette position mise en mémoire soit à nouveau utilisée pour la remise en place de la porte de four 3 dans l'ouverture 2. En outre, le principe de l'invention peut être utilisé non seulement pour un dispositif de soulèvement et de retrait de porte de four, mais également et de façon simi- laire pour un dispositif de nettoyage de cadre de porte. Dans ce cas, et en particulier quand on a recours à une commande numérique pour le mécanisme de soulèvement et de retrait, comme le décrit le brevet allemand 27 20 469, il est particulièrement avantageux que la commande soit égale- ment numérique dans ce cas. Le mouvement de l'élément pivotant 13,1lorsqu'iletaenéà pivoter par le vérin hydraulique 17, est commandé par un compteur-décompteur 21 qui compte les impulsions émises par un générateur d'impulsions 22 en fonction de la course du vérin hydraulique 17 et,de ce fait,du mouvement de pivote- ment de l'élément pivotant 13. Le générateur d'impulsions 22 comprend dans le cas présent un commutateur magnétique 23 qui réagit à des modifications de champ d'un aimant 26 accouplé par une roue dentée 24 à une crémaillère 25. La crémaillère 25 est solidaire de l'élément pivotant 13 auquel elle est reliée de préférence dans la zone de son excursion la plus importante, c'est-à-dire à proximité du vérin hydraulique 17. Le générateur d'impulsions 22 émet un nombre prédéterminé d'impulsions par unité de longueur de la course du vérin hydraulique 17. L'état de comptage du compteur-décompteur 21 est donc proportionnel à la position de pivotement de l'élément pivotant 13 et de ce fait de l'inclinaison effective de l'ouverture de porte 2 ou de l'espace la". Il est particulièrement avantageux que le comptage qui vient d'être mentionné et effectué par le compteur-décom- pteur 21 soit déclenché quand l'élément pivotant 13 assume la même inclinaison que l'inclinaison effective de l'ouver- ture de porte 2, ce qui peut arriver par exemple au même moment que le branchement de l'électrovanne mentionnée. Le compteur-décompteur 21 compte alors vers l'avant jusqu'à ce que l'élément pivotant 13 ait pivoté, avec la porte de four 3 qui a été soulevée et retirée, jusqu'à la verticale. Avant la remise en place de la porte de four 3 dans l'ou- verture 2, le vérin hydraulique 17 est à nouveau actionné, et simultanément le compteur-décompteur 21 décompte jusqu'à ce au'il parvienne à nouveau à son état de comptage initial d'o avait été déclenché le comptage correspondant à l'inclinaison effective de l'ouverture de porte 2. Cette valeur de départ peut être la valeur zéro. Quand cet état de comptage initial est à nouveau atteint, le vérin hydraulique 17 est arrêté et la porte de four 3 est à nouveau introduite d'une manière connue en soit dans l'ouverture de porte 2, mais selon une inclinaison correspondant à l'inclinaison effective de l'ouverture de porte 2, au moyen du vérin hydraulique 5 et du dispositif de soulèvement du support 10. On comprendra que le dispositif de soulèvement et de retrait de l'invention puisse être utilisé non seulement dans les cas tels que celui de l'exemple de réalisation décrit ici o la tête du four se présente en saillie par rapport au rebord avant de la sole d'une chambre de four, mais également dans les cas, même si ceux-ci sont en géné- ral peu nombreux, o la tête du four est située à une plus faible distance du plan médian vertical de la batterie de fours de cokéfaction que le rebord avant de la sole du four. En tout cas, on est assuré d'obtenir une pression spécifique régulière des surfaces quand la bande d'étan- chéité de la porte de four parvient contre la surface d'étanchéité du cadre de la porte, ce qui permet d'éviter des charges unilatérales et un entretien important et coûteux. REVENDICATIONS 1. Dispositif de soulèvement et de retrait d'une porte de four de cokéfaction à chambre horizontale, qui Esttdéplaçable horizontalement pour être rapprocha de la porte et en être éloigné, qui possède des crochets de soulèvement destinés à coopérer avec des supports prévus surz la porte de four l'engagement ayant lieu lorsque le dispositif de soulève- ment et de retrait est approché horizontalement de la porteet qui comprend une commande de soulèvement qui soulève la porte par engagement des crochets.Wec les supports et laretire horizontalement de l'ouverture de la porte pour l'amener à un poste de nettoyage, puis après nettoyage de la porte, la ramène dans l'ouverture qui lui est associée en suivant un parcours inverse, caractérisé en ce que ledit dispositif de soulèvement et de retrait (A) peut pivoter autour d'un axe horizontal (16) parallèle à l'ouverture (2) de la porte, et en ce que la commande de soulèvement commande la course de pivotement du dispositif de soulèvement et de retrait (A) de manière que lors du soulèvement et du retrait d'une part et de la remise en place de la porte de four (3) d'autre part, le dispositif de soulèvement et de retrait (A) soit incliné d'une façon correspondant à l'inclinaison effective de l'ouverture (2) de la porte. 2. Dispositif de soulèvement et de retrait selon la 25. revendication 1, caractérisé en ce que la course de pivote- ment du dispositif de soulèvement et de retrait (A) peut être commandée par la commande de soulèvement de manière que ledit dispositif de soulèvement et de retrait (A) soit vertical en position de nettoyage. 3. Dispositif de soulèvement et de retrait selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'axe (16) est situé à l'extrémité supérieure d'un support (10, 13) suppor- tant les crochets de soulèvement (9) et en ce que le pivo- tement s'effectue au moyen d'un mécanisme d'entraînement coopérant avec la partie inférieure du support (10, 13). 4. Dispositif de soulèvement et de retrait selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mécanisme d'en- trainement est constitué par un vérin hydraulique (17). 5. Dispositif de soulèvement et de retrait selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la force du mécanisme d'entraînement est plus faible que celle du mécanisme (vérin hydraulique 5) qui détermine le mouvement horizontal du dispositif de soulèvement et de retrait (A). 6. Dispositif de soulèvement et de retrait selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'avant le mouvement horizontal du dispositif de soulève- ment et de retrait (A) en direction de la chambre (2) du four, le dispositif de soulèvement et de retrait (A) peut être pivoté par rapport à la verticale sur un angle corres- pondant à l'inclinaison maximale possible d'une ouverture de porte (2), et en ce quelors du mouvement horizontal du dispositif de soulèvement et de retrait, celui-ci peut être ramené par pivotement vers l'inclinaison effective d'une porte de four (3). 7. Dispositif de soulèvement et de retrait selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le pivotemement de retour s'effectue par échappement.du fluide hydraulique du vérin (17) par une soupape de sur- pression. 8. Dispositif de soulèvement et de retrait selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de mise en mémoire qui met en mémoire un nombre d'impulsions correspondant à l'inclinai- son effective de l'ouverture de porte (2) en cause. 9. Dispositif de soulèvement et de retrait selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un-compteur -décompteur (21) qui compte dans un sens à partir d'un état initial les impulsions correspondant à la course entre l'inclinaison effective et la verticale correspondant à la position de nettoyage, et qui effectue un décompte en sens inverse jusqu'à ce qu'il revienne à, son état initial quandla porte de four (3) est remise en place; 10. Dispositif de soulèvement et de retrait selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'état de comptage initial correspondant à l'inclinaison effective est la valeur zéro.