Brevet FR2588080A1 — publié le 19870403

Dispositif de déplacement d'une sonde de four cuve à cuve La présente invention concerne un dispositif de déplacement d'une sonde de four a cuve qui est introduite transversalement dans le four à travers un bloc de support et une garniture d'étanchéité fixés à la paroi du four , comprenant un châssis disposé a cté du four dans l'axe d'introduction de la sonde et pourvu de moyens pour introduire et extraire la sonde. Ces sondes, bien connues en soi, sont destinées à mesurer la température à différents points prédéterminus à l'interieur du four et à prélever des échantillons gazeux pour les analyser. Le résultat de ces mesures et analyses permet la surveillance et le contrôle de la marche du four. Le brevet EP-O 056 941 montre , par exemple, une telle sonde et plus particu lièrement, son bloc de support fixé a la paroi du four. Etant donné que les fours a cuve , notamment les hauts fourneaux, opèrent actuellement a des Pressions de plus en plus élevées, un problème épineux se pose au niveau de la garniture d'étanchéité , qui doit contenir la pression du four , non seulement pendant les mesures mais, et surtout, lors de l'introduction et de l'extraction de la sonde. A cet effet, il est nécessaire de prévoir dans la garniture d'étanchéité plusieurs jeux juxtaposés de bagues d'étanchéité Or, pour que celles-ci assurent une étanchéité efficace et durable, il faut que la sonde, lors de son déplacement, n'exerce aucune , ou le moins possible de contraintes sur ces bagues d'étanchéité , c'està-dire que la sonde doit, si possible , entre toujours déplacée suivant l'axe de la garniture d'étanchéité. Le déplacement de la sonde est généralement assuré au moyen de dispositifs,connus en soi , tels que des marteaux pneumatiques ou hydrauliques, ou au moyen d'une chaîne de traction sans fin montée sur un châssis disposé en face de l'ouverture d'introduction , dans l'axe de celui-ci. Or, par suite des dilations thermiques , le blindage du four subit des déplacements verticaux, de sorte que l'ouverture d'introduction ainsi que la garniture d'étant chéité peuvent " monter " out descendre n par rapport au mécanisme de déplacement de la sonde. En outre, ce dispositif qui est monté sur le plancher de travail , lui-même solidaire de la tour carrée autour du four , peut subir des déplacements verticaux par suite de légers mouvements de la tour carrée.Par suite de ces mouvements, l'axe de déplacement de la sonde peut s'écarter de l'axe de la garniture d'étanchéité et cet écartement peut devenir relativement important si les mouvements de la paroi du four et de la tour se font en sens opposé. Or, comme mentionné ci-dessus, si l'axe de déplacement de la sonde n'est pas confondu avec l'axe de la garniture d'étanchéité, la force nécessaire au déplacement de la sonde comporte une composante verticale qui risque de détériorer la garniture d'étanchéité-Si elle est trop grande. Par conséquent, le but de la présente invention est de prévoir un nouveau dispositif de déplacement d'une sonde qui permet de réduire les influences de ces distorsions sur la garniture d'étanchéité et les points d'appui et d'augmenter l'efficacité et la durabilité de celle-ci. Pour atteindre cet objectif, le dispositif de déplacement de la sonde selon la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que les moyens pour introduire et extraire la sonde sont constitués par un chariot coulissant le long du chassis et pourvus d'au moins un étrier monté sur le chariot de manière a pouvoir pivoter autour d'un axe horizontal orthogonal au sens de déplacement du chariot, ledit étrier comprenant des moyens pour accrocher la sonde et l'entratner dans la direction d'introduction de la sonde lorsque le chariot est déplacé en direction du four. Selon un mode de réalisation préféré, le chariot comporte une plaque de base , une paroi transversale avant du côté du four , une paroi transversale arrière du côté opposé r ces deux parois comprenant chacune une découpe ouverte vers le haut pour le passage de la sonde, tandis que l'étrier est monté sur la paroi avant et s'étend en direction de la paroi arrière. Les moyens de l'étrier pour accrocher la sonde sont, de préférence, constitués par un bloc monté de façon pivotante entre les extrémités libres des deux branches de l'étrier et pourvus d'une découpe pour le passage de la sonde , tandis que celle-ci est pourvue d'une première bride circulaire destinée à etre accrochée , par simple contact avec ledit bloc. La sonde comporte, de préférence, une seconde bride , analogue à la première et distante de celle ci d'une longueur inférieure à la longueur dudit étrier. Le chassies est, de préférence, accroché par une de ses extrémités par une articulation à axe de pivotement horizontal à la paroi du four et repose, par son extrémité opposée , de façon pivotante, sur un pied dressé sur le plancher de travail installé autour du four. D'autres particularités et caractéristiques ressortiront de la description d'un mode de réalisa- tion préféré , présenté ci-dessous, a titre d'illustration , en référence aux figures annexées , dans lesquelles les mêmes chiffres de référence ont été utilisés pour désigner des éléments correspondants et dans lesquelles la figure 1 montre schématiquement un exemple. d'un dispositif connu de déplacement d'une sonde la figure 2 montre schématiquement et partiellement en coupe longitudinale un dispositif selon la présente invention et occupant une position idéale ; la figure 3 montre le dispositif de la figure 2 dans une position de décalage des axes dans un sens la figure 3a montre l'effet du décalage sur les forces de déplacement la figure 4 montre le dispositif de déplacement décalé dans le sens opposé par rapport à celui de la figure 3 ; la figure 4a montre l'effet du décalage de la figure 4 sur les forces de déplacement la figure 5 montre une vue schématique latérale du chariot , en phase d'introduction; ; la figure 6 montre schématiquement une coupe verticale suivant le plan VI-VI sur la figure 5 la figure 7 montre une vue en plan du chariot la figure 8 montre le chariot lors de l'extraction de la sonde et la figure 9 montre une vue en plan du chariot représenté sur la figure 8. Sur la figure 1, on voit une sonde 10 se trouvant en position opérative dans un haut fourneau symbolisé par une partie de sa paroi 12. La référence 16 désigne schématiquement la garniture d'étanchéité alors que la référence 14 montre un bloc de support et de guidage du genre décrit dans le document susmentionné EP 0 056 941. Etant donné que ce support est pourvu d'un appui supérieur et d'un appui inférieur distant l'un de l'autre, il a une raison supplémentaire pour introduire la sonde autant que possible suivant l'axe de la garniture d'étanchéité et de l'axe défini par ces deux appuis. Le dispositif pour déplacer la sonde 10 , montré sur la figure 1, est un dispositif connu. Ce dispositif comporte essentiellement un ch ssis 18 installé sur le plancher de travail 20 en face de l'ouverture d'introduction de la sonde 10. Sur ce châssis 18 se trouve un chariot 22 pouvant coulisser le long de ce châssis sous l'action d'une channe 24 entrainée par des moyens connus en soi. Ce chariot 22 comporte des moyens pour accrocher la sonde en vue Be l'introduire dans le four ou de l'en extraire. Le dispositif montré sur la figure 1 comporte déjà des moyens perfectionnés pour compenser les mouvements relatifs entre la paroi du four 12 et le plancher de travail 20 , mais il s'est avéré que ces moyens sont encore susceptibles de perfectionnements. Les moyens montrés sur la figure 1 consistent essentiellement en ce que l'extrémité avant du châssis 18 est accrochée par une articulation à axe de pivotement horizontal 28 à la paroi 12 du four de sorte que l'extrémité avant du chassis 18 peut suivre les mouvements de cette paroi 12. A l'arrière , le châssis 18 repose sur un pied 30 dressé sur le plancher 20. Une articulation à axe de pivotement horizontal 32 entre le pied 30 et le châssis 18 permet les pivotements précités du châssis. Pour réduire l'influence des mouvements verticaux relatifs entre la paroi du four et le plancher 20 ainsi que l'influence de la courbure naturelle de la sonde 10 résultant de son support en porte-à-faux et sous l'action de son propre poids, la présente invention propose un dispositif de déplacement dont un mode de réalisation préféré est représenté à la figure 2. Ce dispositif comporte essentiellement un nouveau chariot 34 déplaçable le long d'un châssis 18 identique au châssis 18 de la figure 1. La sonde 10 est représentée en position retirée, par exemple, en attente d'être introduite dans le four et reposant par sa tète sur un support intermédiaire 36 fixé sur le châssis. Le chariot 34 , montré plus en détail sur les figures S, 6 et 7, comporte essentiellement une plaque de base 38 pourvue d'une paroi transversale avant 40 et d'une paroi transversale arrière 42. Ces deux parois 40 et 42 comportent chacune une découpe centrale 44, 46 ( voir figure 7 ) ouverte vers le dessus pour permettre le passage de la sonde 10. L'une de ces découpes , par exemple la découpe 46, peut être fermée au-dessus par le passage d'une tige transversale 48 enfoncée à travers la paroi 42 pour maintenir la sonde 10 dans la découpe 46. Un étrier 50 constitué de deux branches latérales 52 , 54 montées de façon pivotante sur un axe horizontal 58 fixé sur la paroi avant 40 perpendiculairement au sens de déplacement du chariot 34 et d'un bloc 56 monté de façon pivotante entre les extrémités opposées à l'axe 58 des deux branches,sert de liaison entre le chariot 34 et la sonde 10. A cet effet, le bloc 56 qui peut pivoter librement autour de son axe de suspension horizontal 60 est pourvu d'une découpe 62 ( voir figure 6 ) pour le passage de la sonde 10 alors que celle-ci est pourvue d'une bride circulaire 64 destinée a coopérer avec le bloc 56 de l'étrier 50.Etant donné que celui-ci peut pivoter librement autour de son axe de suspension 58, il est nécessaire pour maintenir son action sur la sonde 10, d'emprisonner celle-ci-dans la découpe 62, par exemple au moyen d'une tige 66 que l'on passe transversalement à travers des ouvertures prévues dans la partie supérieure des deux branches entourant la découpe 62 - ( voir figure 6 ). -La sonde 10 est pourvue d'une deuxième bride circulaire 68 servant à son extraction. Cette seconde bride 68 est prévue du côté du four par rapport à la bride 64 à une distance de celle-ci tel que lorsque cette bride 64 est au contact du bloc 56 , un seu représenté par la longueur lal sur les figures 5 et 7 subsiste entre cette bride 68 et la paroi avant 40 du chariot 34. Le fonctionnement du dispositif ressort clairement des figures. Pour introduire la sonde 10 dans le four, celle-ci est mise en position selon la figure 2, c'est-à-dire que sa tête repose sur le support 36 tandis que la partie arrière est supportée par les parois transversales40 et 42 dulchariot 34, L'étrier 50 est ensuite attaché à la sonde 10 par pivotement autour de son axe 58 et en enfermant la sonde 10 dans la découpe 62 par la tige 66. La sonde 10 se trouve dès lors en position d'attente pour son introduction , position représentée sur la figure 2. Pour introduire la sonde 10 , il suffit d'avancer le chariot 34 dans le sens de la flèche en traits pleins sur la figure 5 , en actionnant la channe 24. Le bloc 56 de l'étrier 50 vient immédia- tement au contact de la première bride 64 et entrain la sonde 10 dans son mouvement jusqu'à ce que celle ci occupe la position voulue. L'extraction de la sonde est représentée sur les figures 8 et 9. A cet effet, le chariot 34 est déplacé dans le sens inverse suivant la flèche en traits pleins sur la figure 8. Le jeu lal qui,auparavant, subsistait entre la deuxième bride 68 et la paroi avant 40 du chariot 34 se retrouve maintenant entre la première bride 64 et le bloc 56 de l'étrier 50. Par contre, la paroi avant 40 du chariot 34 vient au contact de la face avant de la bride 68 entraînant celle-ci et la sonde 10 dans le sens de la flèche jusqu'à la position voulue. Les avantages du dispositif selon l'invention ressortent des figures 2 à 4. La figure 2 représente la position idéale dans laquelle la direction de déplacement du chariot 34 est parallèle à l'axe O de la garniture d'étanchéité 16, c'est-à-dire que l'axe 58 de pivotement de l'étrier 50 évolue perpendiculairement le long de l'axe O. Dans cette position,l'avantage de l'étrier pivotant n'intervient que dans le cas d'un fléchissement de la sonde 10. En effet, lorsque , lors de son avancement, la sonde pénètre dans la garniture d'étanchéité 16, sa pointe est maintenue dans celle-ci, alors que la partie arrière , qui n'est pas supportée verticalement par le chariot 34, se trouve en porte-a-faux et fléchit légèrement sous l'influence de son propre poids. C'est ici qu'intervient l'action de l'étrier 50 car, tiré par le chariot 34 dans la direction de l'axe O et accroché par son bloc 56 à la bride 64, l'étrier 50 se place, sous l'effet de cette traction , automatiquement dans la direction de traction. A cause du contact frottant entre le bloc 56 et la bride 64 de la sonde 10, celle-ci est redresse et conserve son alignement avec l'axe O. I1 en serait autrement , si l'étrier 50 fi'+tait pas present clest-à-dire que la poussée sur la sonde 10 aurait lieu par le contact entre la bride 56 et la paroi arrière 42 du chariot 34. Or, à cause du fléchissement de la sonde, l'axe de celle-ci se trouverait , à cet endroit, en dessous du prolongement de l'axe O, de sorte que la force de poussée serait exercee parallèlement à l'axe O et non suivant cet axe. D'un autre coté, à cause du frottement entre la paroi 42 et la bride 56 la sonde ne peut se redresser. Au contraire, la poussée desaxée engendre une composante verticale qui devient même de plus en plus grande au fur et à mesure que le chariot 34 se rapproche de la garniture d'étanchéité ce qui risque de détériorer rapidement cette dernière et augmente les forces de guidage dans les appui L'effet contraire se produit lors de l'extraction de la sonde.En effet, le contact entre la paroi 40 du chariot 34 et la bride 68 de la sonde 10 devient avantageux, car, à cause de la traction, la force de frottement entre les surfaces de contact empêche la sonde de fléchir sous l'influence de son poids, c'est-à-dire qu'elle est extraite suivant le prolongement de l'axe de la garniture d'étanchéité 16 et des points d'appui, quelle que soit l'inclinaison par rapport à l'alignement idéal. La figure 3 illustre la situation résultant d'un déplacement vertical relatif entre la paroi 12 du four et le plancher 20, situation dans -laquelle la direction de déplacement du chariot est oblique par rapport à l'axe O. Il est à souligner toutefois que les inclinaisons mutuelles sont exagérées sur les figures pour les besoins de l'explication. I1 est également à noter que dans la situation qui se présente dans le cas de la figure 3, le défaut d'alignement entre l'axe O et la direction de la traction exercée par le chariot, est, suivant son amplitude, partiellement ou même totalement compensé par le fléchissement de la sonde 10 dt à son porte-à-faux. Si, malgré celui-ci, il existe une divergence comme représenté sur la figure 3, la direction de la force de traction exercée par l'étrier 50 sur la sonde 10 au niveau de la bride 64, fait un anglet avec l'axe O. Cette force F possède donc selon la figure 3a une composante F1 suivant l'axe O et une composante F2 perpendiculaire à l'axe O qui est, en principe, néfaste pour l'alignement de la sonde par les points d'appui.Toutefois, compte tenu de l'absence de frottement, grâce à la suspension pivotante de l'étrier 50, ainsi que de la faible valeur de l'angle oC , cette composante verticale F2 est négligeable par rapport à la composante F1. En outre, par suite de l'inclinaison du châssis 18 grâce à son articulation avec la paroi 12 du four et grâce à la suspension pivotante de l'étrier 50, l'angle Ct, diminue au fur et à mesure que le chariot 34 se rapproche de la garniture d'étanchéité 16, c'est-à-dire que l'influence de la composante verticale F2 devient de plus en plus faible.Par contre, si, en l'absence de l'étrier pivotant, la sonde était enfoncée par simple poussée du chariot, l'angle d resterait constant tout le long du trajet du chariot et l'influence de la composante verticale F2 non seulement augmenterait mais il s'y ajouterait une composante verticale non négligeable dû au frottement entre la bride 64 et la paroi 42 du chariot 34. Lors de l'extraction de la sonde 10, lorsque la bride 68 est entraînée par la paroi 40 du chariot, on ne bénéficie plus de l'avantage de l'étrier pivotant 50. Par contre, lors de l'extraction interviennent deux autres facteurs favorables. D'abord, le fléchissement naturel de la sonde au fur et a mesure de son extraction tend à compenser l'effort transversal de la traction oblique du chariot. En plus, la force d'extraction étant généralement plus faible qile la çor"e dAintroduct-on de la sonde 10 dans le four, la force de frottement au niveau du contact entre la bride et la paroi du chariot est beaucoup plus faible et un glissement relatif entre ses deux surfaces est possible. La figure 4 montre une situation résultant d'un déplacement relatif entre la paroi 12 du four et le plancher 20 en sens contraire de celui qui a amené la situation de la figure 3. Dans ce cas, la direction de la force de traction exercée par l'étrier 50 fait également un angle par rapport à l'axe O , mais dans le sens contraire de celui de la figure 3. Dans la situation de la figure 4, toutes les remarques faites au sujet des figures 2 et 3 sont également valables. Autrement dit, à cause de la suspension pivotante de l'étrier 50 et de l'absence de frottement entre les surfaces de contact, la composante transversale F2 est négligeable et en plus diminue au fur et à mesure que le chariot 50 se rapproche de la garniture d'étanchéité 16. Lors de l'extraction de la sonde, la situation se présente de manière analogue à celle de la figure 2, c'est-à-dire que le frottement au niveau du contact entre la paroi 40 et la bride 68 s'oppose à la force résultant du fléchissement de la sonde 10, c'est -dire que celle-ci a tendance a se redresser. On constate donc que le chariot avec son étrier pivotant présente des avantages dans chacune des situations illustr8es par les figures 2 et 4, aussi bien lors de l'introduction de la sonde que lors de son extraction. Au lieu de prévoir un seul étrier pivotant, comme représenté sur les figures, il est possible d'en prévoir deux , le deuxième étant monté sur la paroi arrière 42 du chariot et s'étendrait vers l'avant en direction de la paroi 40. Pour éviter que ces deux étriers ne se gênent mutuellement leur branches latérales seraient, de préférence arqu8es en sens inverse. REVENDICATIONS 1. Dispositif de déplacement d'une sonde de four à cuve, qui est introduite transversalement dans le four à travers un bloc de support et une garniture d'étanchéité fixés a la paroi du four, comprenant un châssis disposé à côté du four dans l'axe d'introduction de la sonde et pourvu de moyens pour introduire et extraire la sonde caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par un chariot (34) coulissant le long du châssis (18) et pourvus d'au moins un étrier (50) monté sur le chariot (34) de maniere à pouvoir pivoter autour d'un axe horizontal (58) orthogonal au sens de déplacement du chariot (34), ledit étrier (50) comprenant des moyens pour accrocher la sonde (10) et l'entratner dans la direction d'introduction de la sonde lorsque le chariot (34) est déplacé en direction du four. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chariot (34) comporte une plaque de base (38) , une paroi transversale avant (40) , une paroi transversale arrière (42) du côté opposé , les deux parois (40, 42) comprenant chacune une découpe (44, 46) ouverte vers le haut pour le passage de la sonde (10) et en ce que ledit étrier (50) est monté sur la paroi avant (40) et s'étend en direction de la paroi arrière (42). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de l'étrier (50) pour accrocher la sonde (10) sont constitués par un bloc (56) monté de façon pivotante entre les extrémités libres de deux branches latérales (52, 54) de l'étrier (50) et pourvu d'une découpe pour le passage de la sonde (10) et en ce que la sonde (10) est pourvue d'une première bride circulaire (64) destinée à être accrochée par simple contact avec ledit bloc (56). 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la sonde (10) est pourvue d'une seconde bride (68) analogue à la première bride (64) et distante de celle-ci d'une longueur inférieure à la longueur dudit étrier (50). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que le châssis (18) est accroché par une de ses extrémités par l'intermédiaire d'une articulation (28) à axe de pivotement horizontal à la paroi (12) du fôur et repose par son extrémité opposée , de façon pivotante, sur un pied (30) dressé sur le plancher de travail (20) installé autour du four. 6. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les découpes de la paroi arrière (42) du chariot (34) et celle (62) du bloc (56) sont pourvues de verrous (60, 62) de fermeture.