Brevet FR2511023A1 — publié le 19830211

L'invention concerne une porte de four à coke équipée d'une garniture d'étanchéité périphérique ayant la for- me d'une membrane profilée et s'appliquant de façon étanche, par une aile, sur le corps de la porte, garniture d'étanchéité montée avec possibilité de translation en direction de l'axe du four et dont l'aile libre est soumise à l'action de ressorts disposés entre elle et une butée et pressée contre le cadre de la porte. Sur les fours de cokéfaction à chambres hori- zontales, les portes, d'une hauteur appropriée, sont montées sur les côtés étroits et appliquées de façon étanche contre le bati de porte par des ressorts pour assurer l'isolation de la totalité du four par rapport à l'atmosphère Etant donné que les portes des fours à coke doivent être enlevées puis à nou- veau mises en place, à chaque mise en charge du four, les gar- nitures d'étanchéité plaquées contre le bâti des portes sont soumises à de fortes sollicitations Il existe donc de nombreu- ses propositions concernant la structure à donner aux garnitu- res d'étanchéité elles-mdmes et aux ressorts ou systèmes de réglage de position agissant sur elles Les efforts auxquels sont soumises les garnitures d'étanchéité sont, par ailleurs, d'autant plus élevés que la porte de four à coke subit après son montage une déformation thermique, laquelle doit être com- pensée par la garniture d'étanchéité En particulier, lorsque les garnitures reposent à plat, elles sont soumises elles- mêmes dans leur secteur libre à des déformations annulant partiellement l'effet des ressorts et rendant de ce fait nécessaire une adaptation et un réglage appropriés. Le brevet allemand 23 09 032 décrit des garni- tures d'étanchéité ayant la configuration de membranes profi- lées en équerre ou en Z Les ressorts ou bottiers de ressorts agissant sur l'aile libre de la garniture d'étanchéité sont montés avec possibilité de déplacement sur la porte du four. Ils ne peuvent être réglés qu'après desserrage de vis De plus, ces ressorts ou boîtiers de ressorts nécessitent la pré- sence d'appuis solidaires du corps de la porte, c'est-à-dire en général venus de fonderie avec ce corps de porte Ces appuis sont nécessaires pour assurer les bottiers de ressorts contre les forces de rappel Lorsque les boîtiers de ressorts ne sont pas positionnés exactement sur l'axe de flexion de la porte du four, les ressorts ne remplissent plus correctement leur fonc- tion L'effort de pression exercé par l'arête d'étanchéité sur le bâti du four varie d'une zone à l'autre Le réglage de ces systèmes d'étanchéité est très complexe, en particulier lorsque la porte du four à coke est gauchie en dehors même de la défor- mation thermique L'expérience a montré que les dispositions connues destinées au réglage de l'arête d'étanchéité chargée par ressort conduisaient, surtout sur les fours d'une certaine hau- teur, à prévoir des portes très compliquées et très coûteuses. Il faut notamment faire appel à une main-d'oeuvre spécialisée tant pour le montage initial que pour l'entretien de routine, ce qui constitue, en particulier à l'époque actuelle, une lour- de charge en frais de personnel. Le but de la présente invention est de fournir une garniture d'étanchéité qui soit soumise à des forces de rappel élevées agissant avec efficacité même lorsque les pièces faisant saillie du corps de la porte ne dépassent celui-ci que d'une longueur réduite, ainsi qu'un système de réglage pouvant agir avec efficacité et séparément sur l'aile libre et sur l'aile enserrée de la garniture d'étanchéité. Selon l'invention, ce but est atteint grace au fait q-ue la garniture d'étanchéité se présente sous la forme d'une membrane profilée en double Z et à paroi mince dont l'aile libre est soumise à l'action d'éléments élastiques réglables disposés dans un tube de protection, ces éléments pre- nant appui sur l'organe de serrage servant de butée à l'organe de réglage de position maintenant l'autre aile. La garniture d'étanchéité proprement 3 2511023 dite présente une forme avantageuse lui permettant, même lorsque l'espace disponible est des plus réduits, une déformation élas- tique suffisante sans risque de déformations permanentes Sur cette membrane profilée en double Z, la structure de l'aile li- bre est partiellement doublée; cette aile conserve toujours de ce fait une certaine liberté de déplacement qui est encore aug- mentée par le fait que le coude formant la jonction entre les deux secteurs parallèles de l'aile libre crée des possibilités supplémentaires quant à la mobilité Cette membrane profilée est de façon avantageuse, maintenue et actionnée par un organe de serrage et un système de ressorts combinés, cet ensemble combiné permettant un positionnement séparé de l'organe de réglage de position (donc de l'aile enserrée de la garniture d'étanchéité) et des ressorts agissant sur l'aile libre de la garniture d'é- tanchéité. Dans une forme-d'éxécution avantageuse, l'invention prévoit que l'aile libre de la garniture d'étanchéi- té décrit une boucle après s'être dirigée vers la cornière de maintien de la porte, puis se dirige dans la direction opposée. Grâce à cette disposition, l'espace libre prévu en cet endroit, même sur les fours à coke existants, est mis à profit pour ga- rantir une longueur d'aile libre de garniture qui soit suffisante. Comme il a été mentionné, il est alors avantageux que la zone de pliage raccordant les deux secteurs parallèles à l'aile libre contribue à donner une élasticité supplémentaire à l'en- semble du système. Lorsque les organes de réglage de posi- tion sont montés de façon telle qu'ils ne font que très peu saillie du corps de la porte, il est indiqué de fixer sur la pointe de l'aile libre une barre profilée en T dont le pied de l'âme repose sur le bâti de porte Cette disposition amélio- re la transmission de la poussée élastique sur l'arête d'étan- chéité portant sur le bâti de porte Une liaison particulière- ment avantageuse entre l'aile libre et la barre profilée en T est obtenue lorsque l'aile libre est fixée sur l'ame de la barre en T à peu près à mihauteur de celle-ci; en règle générale une liaison ou fixation décalée à partir du centre en direc- tion de la semelle de la barre profilée en T est à préférer. Une forme d'exécution très avantageuse est obtenue lorsque l'organe de serrage est constitué par un disque à came assurant une liaison irréversible par adhérence, disque dont la came permet le déplacement de l'organe de régla- ge de position en forme de barre et de l'aile enserrée de la garniture d'étanchéité, l'axe du disque se prolongeant au- IO delà de celui-ci et étant conformé en butée pour les ressorts. Avec une membrane ayant cette configuration, la membrane pro- prementdite peut être tout d'abord, indépendamment de la dé- formation thermique du corps de la porte, réglée suivant les contours de la portée d'étanchéité du bâti et être raccordée de I 5 façon étanche aux gaz au corps de porte par l'organe de réglage de position en forme de barre Le réglage fin s'effectue ensui- te par l'action des ressorts qui prennent appui à leur tour sur la tige supportant à la fois le disque et la came Les deux éléments peuvent ainsi être réglés indépendamment l'un de l'autre, ce qui est très important en particulier pour une porte de four étanche aux gaz, car les forces de verrouillage peuvent alors agir avec toute leur intensité sur la garniture d'étanchéité. Pour faciliter le montage et pour obtenir un appui favorable des ressorts, une douille est montée sur l'axe prolongé, douille servant de support à une vis de moyeu à écrou de réglage agissant sur les ressorts et pénétrant dans le tube de protection La vis de moyeu et son écrou de réglage permettent de procéder au réglage fin précité ou, le cas échéant, de rectifier le réglage précédent des ressorts pour obtenir une portée étanche de la membrane profilée sur la surface du bati de porte lorsqu'interviennent des déformations thermiques. On peut obtenir d'après l'invention, un guidage sûr des ressorts et la plus grande surface d'appui possible de ceux-ci sur l'aile libre de la garniture d'étanchéité 2511023 en faisant en sorte que les ressorts reposent sur le fond du tube de protection et soient guidés par un tube à disque assu- rant en même temps le guidage de la vis de moyeu Le ressort ou les ressorts sont à cet effet montés en précontrainte entre le fond du bottier et Je disque sur lequel agit l'écrou de ré- glage de position Le tube sert alors au guidage du système de ressorts composé de plusieurs ressorts individuels, ainsi qu'au guidage du disque, c'est-à-dire que le tube empêche un coince- ment du disque, même en cas d'intervention de facteurs défa- vorables. Pour pouvoir adapter le système prévu par l'in- vention sur les fours déjà existants, en tenant compte des spécificités de ceux-ci, l'élément de construction décrit peut aussi être réalisé en exécution double, la douille étant alors partie constitutive d'un système basculant portant à chacune de ses extrémités une vis de moyeu équipée de son écrou de réglage. Sur une autre exécution avantageuse de l'inven- tion, une vis de serrage sert d'organe de serrage Cette vis de serrage maintient l'organe de réglage de position en forme de barre profilée en équerre Le bras de cet organe de réglage de position qui est dirigé du côté opposé au corps de la porte sert de support au tube de protection dans lequel sont logés les ressorts réglables Une telle forme d'exécution convient en particulier pour la transformation de portes de fours à coke déjà en service, la vis de serrage présentant de préfé- rence en même temps des embouts et des portées facilitant le réglage par martelage Un tel système de serrage et de po- sitionnement combinés permet, après un léger desserrage de la liaison de blocage proprement dite réalisée entre le corps de la porte et la membrane profilée en double Z, le réglage de la membrane en fonction des contours des bâtis de four et des corps de portes, réglage nécessité par la déformation thermique Lors de cette opération de réglage, les poussoirs 6 2511023 *à ressort en précontrainte sont également réglés et indiquent, une fois réalisée la répartition correcte de l'effort de pres- sion de la garniture d'étanchéité sur les portées du bati du four, un écart visible entre le contre-écrou et la vis à tête fendue de chaque poussoir Ce réglage peut aussi s'effectuer par étapes, car l'organe de réglage de position est raccordé par une vis de réglage à la vis de serrage, ce qui rend pos- sible le réglage de sa position relative par rapport à cette dernière. L'invention prévoit une autre possibilité de correction des efforts de pression sur l'arête d'étanchéité. A cet effet, les ressorts et par conséquent les poussoirs à ressorts agissant sur l'aile libre sont réglables par l'inter- médiaire d'une vis à tête fendue et de préférence très acces- sibles pour que de telles corrections soient effectivement réa- lisées dans la pratique De plus, les vis à tête fendue peu- vent s'extraire totalement sans difficultés pour permettre, lors des entretiens de routine et des réparations, la dépose facile, en vue de leur remplacement, des poussoirs et des ressorts. Une combinaison avantageuse des organes de serrage et de positionnement, ainsi que des ressorts, est réalisée par un montage en série d'éléments de construction individuels ou groupés, chaque bloc combiné de serrage et de positionnement comportant deux vis de serrage et deux ou trois tubes de protection avec ressorts et poussoirs. L'invention se caractérise en particulier par le fait qu'elle crée un système de four, système dont les parties composantes peuvent être ré- glées séparément ou ensemble, et dont l'efficacité est encore renforcée par la forme particulière de la garniture d'étan- chéité, dont la configuration est celle d'une membrane profi- lée en double Z Un tel système peut être exploité par an per- 7 25 ? 1023 sonnel non spécialisé, un isolement étanche de la chambre du four par rapport à l'atmosphère se maintenant en permanence durant le réglage. D'autres particularités et avantages de l'objet de l'invention sont présentés dans la description qui suit, description illustrée par des figures et se rapportant à plu- sieurs formes d'exécution Les figures représentent: Figure 1, une coupe de la porte de four à coke, réalisée dans la zone du système d'étanchéité, Figure 2, une vue latérale montrant des systèmes de réglage de position chargés par ressorts, systèmes de différentes formes, Figure 3, une coupe d'une porte de four à coke équipée d'une autre forme de système de réglage de position chargé par ressort, Figure 4, une vue latérale avec le système de réglage de po- sition représenté partiellement en coupe sur la figure 3. La figure 1 montre la zone marginale d'une por- te de four à coke 1 avec une garniture d'étanchéité 5 fixée au corps de porte 2 et pressée contre le cadre de porte 3 La garniture d'étanchéité est conformée en membrane profilée en double Z, le secteur de l'aile libre 7 se raccordant à l'aile enserrée 6 étant partiellement doublé, c'est-à-dire formé de deux portions d'aile parallèles A l'aile libre 7, se raccorde l'arrête 8 appliquée de façon étanche sur le cadre de porte 3. Le secteur à structure double de la garniture d'étanchéité 5 se prolonge en direction de la cornière de retenue 4 de la porte, c'est-à-dire dans un espace généralement réservé à cet effet, même sur les fours à coke existants. Comme organe de réglage de position 10, est utilisée une barre disposée sur chant, qui peut être continue ou subdivisée en tronçons et qui est soumise en même temps que l'aile enserrée 6 de la garniture d'étanchéité 5 à une poussée transmise par l'élément de serrage Il et appliquant ces deux pièces contre le corps de porte 2 Comme élément de serrage, est utilisée la partie disque 14 d'un disque à came 12 Le 11023 profil 13 du disque à came 12 commande le déplacement simultané en direction de l'axe du four de l'organe de réglage de posi- tion 10 et de l'aile enserrée 6 lorsque le disque 14 tourne. Le disque à came 12 est monté sur le corps de porte 2 par l'intermédiaire d'un axe 15 et d'un écrou d'arrêt 16 L'axe 15 se prolonge au-delà du disque 14 et sert de sup- port à une douille 19. La douille 19 est assurée sur l'axe 15 par un circlip 20 Elle porte une vis de moyeu 21 sur laquelle est monté un écrou de réglage 22 La vis de moyeu 21 pénétre à l'intérieur d'un tube 26 assurant le guidage d'un système de ressorts 25 et permet la mise en précontrainte de ces ressorts par manoeuvre de l'écrou de réglage 22, le système de ressorts prenant appui sur le fond 28 du tube de protection 29 L'écrou de réglage 22 exerce à cet effet un effort de compression sur les ressorts 25 par l'intermédiaire d'un disque 24 De son côté, le fond 28 agit sur le secteur terminal de l'aile libre 7 de la garniture d'étanchéité 5 Sur l'extrémité supérieure du tube de protection 29, est prévue un bord de repérage 30 per- mettant de constater facilement la nécessité d'un réglage, par exemple lorsque le disque 24 disparaît à l'intérieur du tube de protection 29. La figure 2 montre comment le système de régla- ge de position décrit peut être construit en un seul ou en plusieurs éléments A cet effet, la douille 19 fait partie d'un système basculant 33 qui porte à ses extrémités les res- sorts 25 et les tubes de protection 29, ou 25 ', 29 ' ou 25 ", 29 " L'exécution en élément de construction double ne présente alors qu'une seule came 34. Les figures 3 et 4 montrent un système combiné de serrage et de réglage de position réalisé en construction monobloc ou comportant plusieurs blocs, système adapté aux alésages prévus dans les portes du four à coke Chaque bloc comporte une ou deux vis de serrage 42 combinées avec 'les vis de réglage de position 49, ainsi qu'un certain nombre (deux, trois ou plus) de poussoirs à ressort 50 mis en précontrainte, poussoirs adaptés aux systèmes de verrouillage des portes Le système combiné de serrage et de réglage de position permet, après un léger desserrage du système de liaison proprement dit réalisé par serrage entre le corps de porte et la membrane pro- filée en double Z, de régler la membrane suivant les contours du cadre de porte 3 et du corps de porte 2 en tenant compte de la déformation thermique Lors de l'opération de réglage, les poussoirs à ressorts 50 en précontrainte sont dans le même temps positionnés et indiquent après une répartition correcte de l'effort de pression appliquant la garniture d'étanchéité contre les cadres de portes 3 un écart visible entre le contre-écrou et la vis à tête fendue 51 de chaque poussoir à ressort 50. Le positionnement de la membrane profilée en double Z s'effectuant par le tube de protection 29 et par les poussoirs à ressort en précontrainte 50, le réglage pratique de l'étanchéité de la porte du four peut être réalisé par quiconque De même, un réglage grossier de la membrane profi- lée en double Z peut être réalisé dans la pratique par marte- lage du bâti proprement dit, ce qui supprime le desserrage des parties bloquées Une autre correction du réglage des efforts de pressions sur l'arête 8 peut s'effectuer par la vis à fente 51, qui est réglable et très accessible On obtient, de plus, par ce procédé, que la somme des deux forces de verrouillage agisse effectivement sur la garniture d'étanchéité 5 et ne soit pas diminuée par les déformations thermiques des corps de porte. La portée de la bride de bâti étant décalée, la membrane profilée en double Z et construite en tôle fine est positionnée régulièrement sans charge ponctuelle et exclut par conséquent les déformations de toutes catégories sans qu'il soit besoin-d'utiliser une garniture supplémentaire Par ailleurs, la portée latérale de serrage et la portée d'étan- chéité demeurent constantes après réglage. 11023 L'aile 6 de la garniture d'étanchéité 5 repré- sentée sur la figure 3 est pressée contre le corps de porte 2 par l'intermédiaire de la vis de serrage 42 en même temps que l'organe de positionnement 45 profilé en équerre Pour le ré- glage de position en direction de l'axe du four, l'aile 6 est guidée dans un évidement 46 de l'organe de positionnement Sur la pointe 37 de la garniture d'étanchéité 5, est fixée une barre profilée en T 38, dans la zone de l'âme 39 de cette dernière L'extrémité 40 de l'âme est appliquée de façon étanche sur le bâti du four ou le cadre de porte 3, car la semelle 41 assure une bonne transmission des efforts du poussoir 50 actionné par les ressorts 25. La tige 43 de la vis de serrage 42 traverse le corps de porte 2 et est bloquée par l'écrou d'arrêt 44 Grâce à cette disposition, l'organe de positionnement 45 profilé en équerre est aussi fixé par l'intermédiaire de la vis de serra- ge 42, cet organe de positionnement étant en même temps raccor- dé à la vis de serrage 42 par la vis de réglage 49 et l'écrou de réglage 48 dans la zone du bras 47. Le bras 47 reçoit également, comme le montre la figure 4, les tubes de protection 29 dans lesquels est disposé le ressort 25 monté entre le poussoir 50 et la vis à fente 51 On voit distinctement sur la figure 4 que les diffé- rentes parties constituent avantageusement un bloc combiné de serrage et de réglage de position On voit également que, grace à la tige-poussoir 53, une bonne possibilité d'observa- tion est obtenue, qui permet une surveillance facile. Sur la forme d'exécution présentée sur les fi- gures 3 et 4, le tube de protection 49 et les ressorts 25 qu'il contient sont disposés à une certaine distance de la zone d'étanchéité proprement dite; celle-ci se trouve ainsi protégée des hautes températures ( 3001 C) régnant au voisinage de l'arête 8. REVENDICATIONS 1. Porte de four à coke équipée d'une garni- ture d'étanchéité périphérique ayant la forme d'une membrane profilée et s'appliquant de façon étanche, par une aile, sur le corps de la porte, garniture d'étanchéité montée avec possi- bilité de translation en direction de l'axe du four et dont l'aile libre est soumise à l'action d'éléments élastiques dis- posés entre elle et une butée et pressée contre le cadre de la porte, caractérisée par le fait que la garniture d'étanchéité ( 5) se présente sous la forme d'une membrane profilée en double Z et à paroi mince dont l'aile libre ( 7) est soumise à l'ac- tion d'éléments élastiques réglables ( 25) disposés dans un tu- be de protection ( 29), ces éléments prenant appui sur l'organe de serrage ( 11) servant de butée à l'organe de réglage de po- sition ( 10) maintenant l'autre aile ( 6). 2. Porte de four à coke selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'aile libre ( 7) de la garni- ture d'étanchéité ( 5) décrit une boucle après s'être dirigée vers la cornière de maintien ( 4) de la porte, puis se dirige dans la direction opposée. 3. Porte de four à coke selon la revendication 2, caractérisée par le fait que sur la pointe ( 37) de l'aile libre ( 7), est fixée une barre profilée en T ( 38) dont l'ex- trémité libre ( 40) de l'âme repose sur le cadre ( 3) de la porte. 4. Porte de four à coke selon la revendication 3, caractérisée par le fait que l'aile libre ( 7) est fixée sur l'âme ( 39) de la barre profilée en T ( 38) à peu près à mi- hauteur de cette âme. 5 Porte de four à coke selon la revendication 1, caractérisée par le fait que comme organe de serrage ( 11), est utilisé un disque à came ( 12) assurant une liaison positive par adhérence, disque dont la came permet le déplacement de l'or- gane de réglage de position ( 10) en forme de barre et de l'ai- le enserrée ( 6) de la garniture d'étanchéité ( 5), et dont l'axe 12 2511023 ( 15) prolongé au-delà du disque ( 14) est conformé en butée pour les éléments élastiques ( 25). 6. Porte de four à coke selon la revendication , caractérisée par le fait que sur l'axe ( 15) prolongé, est montée une douille ( 19) portant une vis de moyeu ( 21) à écrou de réglage ( 22) agissant sur les éléments élastiques ( 25) et pénétrant dans le tube de protection ( 29). 7. Porte de four à coke selon l'une quelcon- que des revendications 5 et 6, caractérisée par le fait que les éléments élastiques ( 25) reposent sur le fond ( 28) du tube de protection et sont guidés par un tube ( 26) équipé d'un disque ( 24) assurant également le guidage de la vis de moyeu ( 21). 8. Porte de four à coke selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisée par le fait que la douille ( 19) constitue une partie d'un système basculant ( 33) portant à chacune de ses extrémités une vis de moyeu ( 21, 21 ') à écrou de réglage ( 22). 9. Porte de four à coke selon la revendica- tion 1, caractérisée par le fait que comme élément de serrage ( 11), est utilisée une vis de serrage ( 42) maintenant l'or- gane de réglage de position en forme de barre profilée en équerre ( 45), organe de réglage de position pouvant être déplacé par rapport à la vis de serrage, le bras ( 47) de cet organe dirigé du côté opposé au corps de la porte ( 2) servant de support au tube de protection ( 29) dans lequel sont logés les éléments élastiques réglables ( 25). 10. Porte de four à coke selon la revendica- tion 9, caractérisée par le fait que l'organe de réglage de position ( 45) est raccordé par une vis de réglage ( 49) à la vis de serrage ( 42), la position relative de l'organe de ré- glage de position et de la vis de serrage pouvant ainsi être modifiée. 11. Porte de four à coke selon la revendica- tion 9, caractérisée par le fait que les éléments élastiques 13 2 52511023 ( 25) et par conséquent les poussoirs à ressorts ( 50) agissant sur l'aile libre ( 7) sont réglables par l'intermédiaire d'une vis à tête fendue ( 51) montée dans le tube de protection ( 29). 12. Porte de four à coke selon la revendica- tion 9, caractérisée par le fait que chaque bloc combiné de serrage et de réglage de position ( 52) est constitué de deux vis de serrage ( 42, 42 ') et de deux ou trois tubes de protec- tion ( 29, 29 ') équipés chacun d'un élément élastique ( 25) et d'un poussoir ( 50).