Brevet FR2552538A1 — publié le 19850329

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de transmission de forces de percussion entre un appareil de cognement ou de percussion, entraîné mécaniquement, pneumatiquement ou hydrauliquement et fixé à l'extérieur d'une enceinte ou récipient alimenté avec des gaz chargés de poussière, chauds et/ou contaminés, et des surfaces de chauffage ou de refroidissement placées à l'intérieur du récipient et à nettoyer par intermittence. L'obligation de nettoyer des surfaces de chauf10 fage ou de refroidissement placées à l'intérieur d'un récipient et qui sont balayées par des gaz chargés de poussière, chauds et/ou contaminés, résulte de l'impératif consistant à assurer une transmission constante de chaleur entre un gaz et des surfaces de chauffage ou de refroi15 dissement On connaît déjà des procédés et des dispositifs pour nettoyer ces surfaces de chauffage ou de refroidissement au moyen d'appareils de cognement ou de percussion entraînés mécaniquement, hydrauliquement ou pneumatiquement L'action de nettoyage est due au fait 20 que les surfaces de chauffage ou de refroidissement et les dépôts adhérant sur elles sont soumises, en raison d'une différence d'inertie pondérale, par l'énergie de cognement ou de percussion transmise, à des accélérations différentes, ce qui fait détacher les dépôts des surfaces 25 de chauffage ou de refroidissement Les différences de ces procédés et dispositifs connus résultent des conditions de fonctionnement qui règnent dans l'environnement des surfaces de chauffage ou de refroidissement Ainsi par exemple, pour la transmission de l'énergie de cognement ou de percussion à des surfaces de chauffage ou de refroidissement qui sont installées dans des récipients opérant du côté gaz sous une pression supérieure à la pression atmosphérique environnante, comme par exemple dans des installations de gazéification de 35 charbon sous pression o il règne du côté gaz une pression d'environ 40 x 105 Pa, et o l'appareil de cognement ou de percussion est placé à l'extérieur du récipient sous pression, une partie de l'énergie de cognement ou de percussion doit être utilisée pour vaincre la pression de gaz à l'intérieur du récipient. Une raison pour laquelle on dispose l'appareil de cognement ou de percussion à l'extérieur du récipient consiste en ce que les surfaces de refroidissement placées à l'intérieur d'un récipient de gazéification de charbon sous pression sont balayées par des gaz à une température 10 d'environ 1800 C Dans le cas d'une disposition à l'intérieur du récipient, il serait par conséquent nécessaire de prévoir additionnellement des dispositifs de refroidissement pour les appareils de cognement ou de percussion D'après le brevet DE-31 27 734, on connait un appareil de cognement ou de percussion pour un tel récipient sous pression o, au moyen d'un élément de liaison assurant un équilibrage de pression, pratiquement la totalité de l'énergie de cognement ou de percussion engendrée peut être transmise à la surface d'échange de 20 chaleur à nettoyer. Tous les dispositifs de ce genre présentent en commun la particularité que les éléments transmettant l'énergie de percussion ou de cognement doivent être étanchés, que ce soit en utilisant un cylindre de travail 25 placé à l'intérieur du récipient comme cela est connu d'après la demande de brevet allemand DE-OS 24 11 133, ou bien en utilisant des barres de percussion qui traversent la paroi du récipient, comme décrit dans la demande de brevet allemand DE-OS 22 40 250, 30 ou bien en utilisant pour un récipient sous pression un élément de liaison transmettant l'énergie de percussion ou de cognement comme décrit dans le brevet DE 31 27 734. Il en résulte cependant de gros inconvénients car ces dispositifs d'étanchéité sont soumis à de fortes solli35 citations thermiques ou mécaniques par les gaz charges en poussière et/ou chauds et agressifs Dans des cas o les gaz sont additionnellement contaminés, il existe alors le risque d'une pollution de l'environnement, de sorte qu'il est nécessaire d'utiliser des dispositifs de sécurité complémentaires et coûteux En outre, l'utilisation d'éléments d'étanchéité nécessite des montages serrés avec des tolérances réduites de sorte que, lorsque les appareils de cognement ou de percussion connus sont balayés par des gaz chargés en poussière, le risque 10 de panne est obligatoirement élevé et en conséquence ces éléments d'étanchéité doivent être entretenus fréquemment. Egalement, l'avantage d'un appareil de cognement ou de percussion fixé sur le côté extérieur d'un récipient (simplicité d'entretien ou de remplacement) par rapport 15 à un appareil placé à l'intérieur d'un récipient est rendu sans effet par le fait que, lors du démontage de l'appareil de cognement, on doit additionnellement établir à nouveau l'étanchéité pour éviter d'arrêter une installation. L'invention a en conséquence pour but de créer un procédé de transmission de forces de percussion entre un appareil de cognement ou de percussion entraîné mécaniquement, pneumatiquement ou hydrauliquement et fixé à l'extérieur d'un récipient alimenté avec des gaz chargés 25 en poussière, chauds et/ou contaminés, et des surfaces de chauffage ou de refroidissement placées à l'intérieur du récipient et à nettoyer par intermittence, procédé dans lequel on évite les problèmes d'étanchéité des appareils de cognement ou de percussion connus et o l'énergie de30 cognement ou de percussion peut être transmise au plus haut degré possible à la surface d'échange de chaleur à nettoyer, également dans le cas d'un récipient opérant sous une pression supérieure à la pression atmosphérique environnante. Le problème est résolu selon leinvention en ce que 4 2552538 la force de percussion est transmise indirectement à travers la paroi du récipient à une broche de percussion appliquée contre la paroi intérieure du récipient par un accumulateur élastique de forces et ayant de préfé5 rence la même masse que l'élément de percussion ou de cognement du dispositif de percussion ou de cognement fixé à l'extérieur du récipient. Comme dispositif de transmission de forces de percussion, il est proposé conformément à l'invention que la broche de percussion placée sur le côté intérieur du récipient soit guidée dans une ouverture en forme de tubulure de la virole ou enveloppe du récipient et soit appliquée, par un ressort disposé entre la tête de broche de percussion et un épaulement de l'ouverture en forme de 15 tubulure de la virole de récipient, contre le couvercle associé à l'ouverture en forme de tubulure, la broche de percussion étant pourvue d'un canal d'équilibrage reliant les deux volumes de pression. Dans une autre forme de réalisation, il est prévu conformément à l'invention que la broche de percussion placée sur le côté intérieur du récipient soit guidée dans une ouverture en forme de tubulure de la virole de récipient, dont la partie-couvercle associée comporte un trou central et, sur son côté tourné vers le volume intérieur du récipient, une saillie entourant coaxialement le trou et contre la quelle s'applique une paroi formant membrane et reliée par l'intermédiaire de joints de soudure, du côté de la périphérie, avec l'ouverture en forme de tubulure de la virole de récipient, ou bien avec la partie-couvercle, la broche de percussion étant pourvue d'un canal d'équilibrage reliant les deux volumes depression et étant appliquée contre la paroi formant membrane au moyen d'un ressort placé sur des épaulements de l'ouverture en forme de tubulure de la 35 virole de récipient. Comme dispositifs additionnels de sécurité 2552538 contre une sortie brusque de gaz hors du récipient sous l'effet d'une fuite dans la paroi de récipient transmettant les forces de percussion ou bien en vue d'un contrôle de sa capacité de fonctionnement, il est prévu 5 selon l'invention que l'élément de cognement ou de percussion du dispositif de cognement ou de percussion placé -à l'extérieur du récipient soit disposé à l'intérieur d'un volume étanche auxgaz constitué par sa partie portante et par le couvercle associé à l'ouverture en forme 10 de tubulure de la virole de récipient et dont la pression interne est contrôlée à l'aide d'un manomètre. Les avantages obtenus avec l'invention consistent en ce que, grâce à l'utilisation de la paroi de récipient comme élément detransmission de forces de percussion, on supprime les éléments d'étanchéité pour une broche de percussion intégrée dans la paroi du récipient Grâce à l'égalité de masses entre la broche de percussion placée sur le côté intérieur du récipient et l'élément de cognement ou de percussion de l'appareil de 20 percussion ou de cognement placé à l'extérieur du récipient, on obtient une transmission efficace des forces de percussion et on évite dans une large mesure une sollicitation mécanique de la partie de paroi de récipient transmettant les forces de percussion Par suite de l'absence d'éléments d'étanchéité, il n'est également pas nécessaire de faire intervenir des montages serrés comme dans les dispositifs connus, de sorte que la probabilité de pannes est considérablement réduite. L'entretien de l'appareil de cognement ou de percussion 30 placé sur le côté extérieur du récipient ou bien son remplacement peuvent s'effectuer sans frais additionnels, ce qui permet de réduire considérablement les dépenses totales La transmission des forces de percussion conformément à l'invention peut cependant être effectuée 35 non seulement dans des conditions d'absence de pression 6 2552538 mais également en présence de pression car la broche de percussion est sollicitée uniformément de tous côtés à l'intérieur d'un environnement placé sous pression. Pour que l'énergie de cognement ou de percussion engendrée soit transmise presque intégralement à la surface d'échange de chaleur à nettoyer, il est particulièrement approprié d'utiliser une paroi formant membrane oscillant élastiquement comme un élément de transmission indirecte dela force de percussion Dans ce cas, l'invention prévoit que, pour réduire la sollicitation de la paroi formant membrane, par exemple par suite d'une pression à l'intérieur du récipient, ladite paroi vienne s'appliquer contre des saillies entourant le trou central d'un couvercle On obtient ainsi que la 15 matière de membrane soit soumise seulement dans une petite zone à de grandes sollicitations mécaniques sous l'effet de la pression régnant à l'intérieur du récipient. La capacité de fonctionnement ou la sécurité de fonctionnement de cette paroi formant membrane ou de cette 20 paroi de récipient peut être contrôlée d'une manière simple en disposant l'élément mobile de l'appareil de cognement ou de percussion fixé à l'extérieur du récipient dans un volume étanche auxgaz, qui est constitué par la partie sollicitée de la paroi de récipient et par la partie portante de l'appareil de cognement ou de percussion, cette pression interne étant contrôlée au moyen d'un manomètre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexes dans lesquels:la Fig 1 représente schématiquement une forme possible de réalisation du dispositif conforme à l'invention pour transmettre des forces de percussion sans 35 l'utilisation d'une paroi formant membrane, 7 2552538 la Fig 2 est une représentation schématique d'une forme possible de réalisation du dispositif conforme à l'invention pour la transmission de forces de percussion avec utilisation d'une paroi formant membrane, la figure montrant également une forme possible de réalisation du dispositif de sécurité conforme à l'invention. Dans l'appareil de cognement ou de percussion représenté sur la figure 1, la broche de percussion 1 venant cogner contre les surfaces de chauffage ou de refroidissement est disposée à l'intérieur d'une ouverture 2 en forme de tubulure de lavirole de récipient 3 A cet égard, on peut prévoir par exemple une tubulure qui est fixée par bride sur la virole de récipient ou bien qui est soudée de façon étanche avec celle-ci Entre la tête 15 4 de la broche de percussion et un épaulement 5 de la partie de guidage 2, il est prévu un ressort 6 qui appuie la broche de percussion contre le couvercle 7 Pour l'équilibrage de pression entre les deux volumes de pression 8 et 9, la broche de percussion 1 est pourvue additionnellement d'un canal d'équilibrage 10 L'appareil de percussion ou de cognement 18 disposé à l'extérieur du récipient peut par exemple être boulonné extérieurement contre le couvercle 7 Le processus de cognement s'effectue d'une manière telle que la broche de percussion 25 de l'appareil de cognement ou de percussion 18 placé à l'extérieur du récipient vienne percuter le couvercle 7 et la force de percussion ainsi produite est transmise par l'intermédiaire du couvercle 7 indirectement à la broche de percussion 1 appliquée au moyen du ressort 6 30 contre le couvercle 7 La broche de percussion 1 reçoit par conséquent une accélération de manière à vaincre la force de rappel du ressort 6 et à venir percuter des surfaces de refroidissement ou de chauffage à nettoyer. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2, la force de percussion produite à l'extérieur -8 2552538 du récipient est transmise à une paroi formant membrane 16 Celle-ci est soudée de façon étanche aux gaz par l'intermédiaire de joints de soudure 15, du côté de la périphérie, avec le couvercle 12 et elle s'appuie sur une saillie 14 entourant coaxialement le trou 13 du couvercle 12 Par ce moyen, on obtient que, dans le cas de récipients soumis à de fortes pressions internes, la matière de laparoi formant membrane ne soit soumise à une forte sollicitation mécanique que dans la petite 10 zone du trou 13 La broche de percussion 11 placée à l'intérieur de la partie de guidage 2 est pourvue d'un canal d'équilibrage 10 reliant les deux volumes de pression 8 et 9 Le ressort 6, qui est appliqué contre des épaulements 17 de la partie de guidage 2, appuie 15 la broche de percussion 11 contre la paroi formant membrane 16 Dans la forme de réalisation représentée à titre d'exemple sur la figure 2, il est prévu que le trou 13 du couvercle 12 serve à recevoir la broche de percussion de l'appareil de cognement ou de per20 cussion 18 placé à l'extérieur du récipient Pour des raisons de sécurité,on peut faire en sorte que la partie de guidage 2 soit reliée de façon étanche par un prolongement avec la partie portante 21 de l'appareil de cognement ou percussion placé à l'ex25 térieur du récipient La pression interne du volume ainsi formé peut être contrôlée au moyen d'un manomètre de façon qu'un défaut d'étanchéitéaux gaz de la paroi formant membrane 16 soit immédiatement signalé. Notamment dans ce cas, on élimine le risque d'une 30 sortie brusque de gaz hors du récipient. REVENDICATIONS 1 Procédé de transmission de forces de percussion entre un appareil de cognement ou de percussion, entraîné mécaniquement, pneumatiquement ou hydrauliquement et fixé 5 à l'extérieur d'un récipient sollicité par des gaz chargés de poussière, chauds et/ou contaminés, et des surfaces de chauffage ou de refroidissement placées à l'intérieur du récipient et à nettoyer par intermittence, caractérisé en ce que la force de percussion est transmise indirecte10 ment à travers la paroi du récipient à une broche de percussion appliquée contre la paroi intérieure du récipient par un accumulateur élastique de forces et ayant de préférence la même masse que l'élément de percussion ou de cognement du dispositif de percussion ou de cognement fixé 15 à l'extérieur du récipient. 2 Dispositif pour la transmission d'une force de percussion conformément à la revendication 1, caractérisé en ce que la broche de percussion ( 1) placée sur le côté intérieur du récipient soit guidée dans une ouverture en 20 forme de tubulure ( 2) de la virole du récipient ( 3) et soit appliquée, par un ressort ( 6) disposé entre la tête ( 4) de broche de percussion et un épaulement ( 5) de l'ouverture ( 2) en forme de tubulure de la virole de récipient ( 3), contre le couvercle 7) associé à l'ou25 verture en forme de tubulure ( 2), la broche de percussion ( 1) étant pourvue d'un canal d'équilibrage ( 10) reliant les deux volumes de pression ( 8, 9). 3 Dispositif pour la transmission d'une force de percussion conformément à la revendication 1, caractérisé 30 en ce que la broche de percussion ( 11) placée sur le côté intérieur du récipient soit guidée dans une ouverture en forme de tubulure ( 2) de la virole de récipient ( 3), dont la partie-couvercle associée ( 12) comporte un trou central ( 13) et, sur son côté tourné vers le volume intérieur du récipient une saillie ( 14) entourant coaxialement le trou ( 13) et contre laquelle s'applique une paroi formant membrane ( 16) et reliée par l'intermédiaire de joints de soudure, du côté de la périphérie, avec l'ouverture en forme de tubulure ( 2) de la virole de répient ( 3) ou bien avec la partie-couvercle ( 12), la broche depercussion ( 11) étant pourvue d'un canal d'équilibrage ( 10) reliant les deux volumes de pression ( 8, 9) et étant appliquée contre la paroi formant membrane ( 16) au moyen d'un ressort ( 6) placé sur des épaulements ( 17) de l'ouverture en forme de tubulure ( 2) de la virole 10 de récipient ( 3). 4 Dispositif pour la transmission d'une force de percussion selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'élément de percussion ou de cognement de l'appareil de percussion ou de cognement 15 ( 18) placé à l'extérieur du récipient est placé à l'intérieur d'un volume étanche auxgaz ( 19) formé par sa partie portante ( 21) et le couvercle ( 7 ou 12) associé à l'ouverture en forme de tubulure ( 2) de la virole de récipient ( 3), la pression interne de ce volume étant contrôlée au moyen d'un manomètre ( 20).