Brevet FR2607064A1 — publié le 19880527

L'invention a pour objet une machine servant à pilonner de manière automatique des mélanges de charbon (avec eventuellement d'autres constituants) pour préparer des pains de charbon pilonné qui sont enfournés ensuite dans un four à coke pour y être transformés en coke. On connaît déjà des machines de ce type dont le râle est de tasser un mélange de charbons dans un moule appelé aussi caisson de pilonnage. Le mélange de charbon fin est déversé dans le moule par La partie supérieure de ce dernier et il est tassé par au moins un pilon qui a une semelle de pilonnage et qui est sans cesse souLevé et abandonné en chute libre sur le charbon à tasser. Le caisson a une faible largeur à laquelle est sensiblement égale la semelle de pilon nage de chaque pilon ; le caisson de pilonnage a une longueur importante. Dans les machines connues il existe dans le sens de la longueur du caisson de pilonnage plusieurs pilons montés côte à côte sur un pont roulant qui se déplace sur La totalité de la longueur du caisson, pendant Le fonctionnement des pilons.Ainsi, du fait du déplacement des pilons avec le pont roulant, Le charbon finit par être pilonné en tous points dans Le sens de la longueur du caisson Chaque pilon comprend un profilé disposé verticalement ayant une âme qui est couverte sur ses deux faces d'une garniture à coefficient de frottement élevé ; cette âme est contenue d'une part entre deux excentriques opposés entraînes en rotation et d'autre part entre deux mâchoires de freinage. A chaque rotation d'un tour, les excentriques serrent entre eux l'amie du profilé et le propulsent vers le haut puis le libèrent et le laissent tomber librement. Ainsi se produit Le pilonnage à chaque tour des excenttiques par la semelle mentionnée ci-dessus qui est montée à l'extrémité inférieure du profilé. Quand il existe plusieurs pilons voisins, les mouvements verticaux des profilés ne sont pas simultanés afin que les contraintes mécaniques soient réparties dans le temps. Les excentriques de chaque pilon sont entrainés en rotation par une transmission à engrenages réalisée à partir de t'arbre de sortie d'un réducteur de vitesse lui-même accouplé en rotation avec un moteur électrique. Par suite de la conception classique, exposée cidessus, des machines de piLonnage, leur utilisation comporte plusieurs inconvénients dont l'un des plus graves est que la durée du pilonnage de La totalité de la surface du charbon contenu dans le caisson de pilonnage est importante. Le but principal de l'invention est d'apporter une machine à pilonner de conception nouvelle grâce à laquelle la durée du pilonnage est notablement réduite; en outre, bien que le pilonnage soit exécuté en un temps plus court, l';nven- tion a pour but secondaire d'améliorer la qualité du pilon nage, notamment l'homogénéité et la densité du pilonnage. Un but supplémentaire de l'invention est de parvenir à une conception robuste et simple qui réduise les coûts de réalisation et d'entretien de la machine à pilonner et qui permette l'automatisation complète de l'opération de pilon nage. On atteint ces buts-selon l'invention par une machine à pilonner dont la longueur totale est inférieure de la valeur d'une course de déplacement à la longueur du caisson de pilonnage ; cette machine porte sur des lignes de montage sensiblement équidistantes transversales à ce caisson de pilon nage des pilons successifs avec leurs organes de manoeuvre et ayant chacun une semelle de pilonnage dont une première dimension est sensiblement égale à La largeur du caisson de pilonnage et dont une seconde dimension est une fraction de la distance qui sépare les lignes de montage des pilons; cette machine est équipée d'un organe moteur de déplacement apte à lui imposer dans le sens de la longueur du caisson des mouvements alternatifs de pilonnage sur ladite course de déplacement dont la valeur est déterminée en relation avec la distance qui sépare les lignes de montage des pilons et avec la seconde dimension des semelles. Par exemple, dans le cas où la distance entre deux lignes de montage vaut le double de la course de déplacement, la seconde dimension de La semelle des pilons a une longueur qui est égale, au jeu près, à la distance entre les lignes de montage. Selon un mode de réalisation d'une machine à pilonner conforme à L'invention, iL existe plusieurs pilon neuses élémentaires comprenant chacune un chassis monté sur roues s'étendant en sens transversal au caisson de pilonnage et portant sur au moins une ligne de montage s'étendant en sens transversal au caisson de pilonnage un pilon et ses organes moteurs de manoeuvre ; les pilonneuses sont attelées les unes aux autres et composent un train de pilonnage en couvrant ensemble une longueur substantiellement égale à la longueur du caisson de pilonnage à l'exception de la course de déplacement, lesdites lignes de montage successives étant espacées d'une ligne à la ligne suivante d'une distance sensiblement constante ; la semelle de pilonnage de chaque pilon a une longueur déterminée sensiblement identique sur tous les pilons ; en outre, il est prévu sur une pilonneuse élémentaire un point d'articulation pour un organe d'entrai- nement du train de pilonnage, cet organe étant accroché aussi à un point fixe et étant capable d'imposer audit train de pilonnage des mouvements alternés dans la direction longitudinale du caisson de pilonnage le long de ladite course de déplacement. Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque pilonneuse élémentaire est équipée de plusieurs pi Ions, par exemple quatre pilons, et les excentriques, qui font partie de ces pilons et se trouvent respectivement d'un côté et de l'autre du profilé de chaque pilon, sont montés sur un premier arbre commun et sur un second arbre commun ; ces deux arbres communs sont supportés par le chassis au moyen de plusieurs paliers et ils sont réunis, l'un à l'autre, par des moyens de transmission en rotation, cependant que le chassis de chaque pilonneuse élémentaire porte un unique moteur accouplé à un unique réducteur de vitesse qui est Lui-même accouplé à un seul des arbres communs. On donnera maintenant, sans intention limitative, une description d'un exemple préféré de réalisation d'une machine à pilonner conforme à l'invention. On se reportera aux dessins annexés dans Lesquels : - la figure 1 est une vue générale simplifiée de dessus d'une première pilonneuse et d'une partie d'une deuxième pilonneuse réunie à La première pilonneuse, - la figure 2 est un schéma montrant la disposition de L'ensemble des pilons par rapport à la longueur du caisson de pilonnage. L'invention porte sur la conception générale ou L'architecture d'ensemble d'une machine à pilonner ; elle ne modifie par les organes habituels de cette machine ni la disposition courantede ces organes, sauf quand on l'expliquera conformément à l'invention. Une machine à pilonner selon l'invention pourrait être réalisée en une seule partie s'étendant sur une longueur presque égale à la longueur du caisson de pilonnage du charbon précédant un four à coke. Toutefois, pour des raisons de facilité de construction et de manutention il est préférable de réaliser la machine à pilonner de l'invention en plusieurs parties qui sont appelées ici chacune une pilonneuse élémentaire et qui sont attelées les unes aux autres dans le sens de la longueur du caisson de pilonnage. Ces pilonneuses élémentaires qui se succèdent peuvent être différentes ou identiques ou très peu différentes les unes des autres ; de ce fait, chaque pilonneuse élémentaire a comme longueur une fraction de la longueur du caisson de pilonnage. Dans L'exemple préféré décrit ici la machine à pilonner est composée de quatre pilonneuses élémentaires 1 qui ont par conséquent une longueur égale au quart de la longueur du caisson de pilonnage après déduction d'une course de pilonnage comme on l'expliquera plus loin. Chaque pilonneuse élémentaire 1 a un chassis robuste 2 monté sur des roues, de préférence des bogies 3, qui permettent de la faire circuler sur des rails supportés au-dessus du niveau supérieur du caisson de pilonnage dans le sens de la longueur de ce dernier. Le chassis 2 a, de façon connue et courante, une largeur en sens transversal au caisson de pilonnage qui est supérieure à la largeur de ce caisson, ce qui permet d'y installer divers équipements. On se contentera dans ce qui suit de décrire ce qui est concerné par l'invention dans la zone de chaque pilonneuse qui est située au-dessus du caisson de pilonnage. Le chassis 2 supporte une plateforme 4 qui est arrachée partiellement sur la figure 1 pour laisser voir les bogies 3. Sur cette plateforme, se trouvent des lignes de montage SA, 5B,5C, 5D représentées par des traits mixtes sur les figures. Ces lignes de montage 5A à 5D sont parallèles et disposées transversalement à la longueur du caisson de pilonnage quand la pilonneuse élémentaire 1 est mise au-dessus de ce dernier. Ces lignes 5A à 5D sont équidistantes entre elles et séparées par une distance E1. Sur chacune de ces lignes de montage 5A à 5D est installé un pilon 6, d'un type quelconque approprié connu en soi et qu'il n'est pas nécessaire de décrire. Dans l'exemple décrit ici chaque pilon 6 est d'un type dans lequel un profilé vertical 7 en I est muni à son extrémité inférieure d'une semelle de pilonnage (non visible sur la figure 1) qui a une première dimension en sens transversal au caisson de pilonnage de valeur sensiblement égale, légèrement inférieure ainsi qu'il est habituel, à la largeur intérieure du caisson. Dans le sens longitudinal de ce dernier la semelle a une seconde dimension qui est, dans ce cas particulier, substantiellement égale à la moitié de la distance E1 qui sépare deux pilons 6 successifs. Chaque profilé vertical 7 est manoeuvré en sens vertical par deux excentriques opposés 8, 9 qui contiennent entre eux l'amie de ce profilé 7. Les excentriques de tous les pilons 6 sont montés sur un arbre commun, respectivement 10 pour les excentriques 8, et 11 pour les excentriques 9. Ces deux arbres 10, 11 s'étendent dans le sens Longitudinal du caisson de pilonnage, parallèlement d'un côté et de l'autre des profilés 7. Ils sont supportés par plusieurs paliers espacés 12A, 12B... et 13A, 138.... qui sont eux-mêmes supportés par le chassis 2. A une de ses extrémités l'arbre 10 est accouplé en rotation avec l'arbre de sortie 14 d'un réducteur de vitesse 15. De préférence cet arbre de sortie 14 est un arbre creux dans lequel pénètre l'arbre commun 10 par sa partie extrême pour réaliser un accouplement en rotation. L'arbre d'entrée 16 du réducteur 15 porte une poulie 17 qui est reliée par une courroie à la poulie 18 de l'arbre d'un moteur 19. Ce dernier peut être installé aussi sur la plateforme 4, ou en-dessous de celle-ci dans le chassis 2. Dans l'intervalle E1 qui sépare deux pilons 7, l'arbre commun 10 et l'arbre commun 11 sont chacun pourvus d'une roue dentée 20, 21 respectivement. Ces deux roues sont égales et engrènent ensemble ; ainsi un seul moteur 19 entraîne en synchronisme les deux arbres communs 10,11 et l'ensemble des excentriques 8,9 de tous les pilons 7 de la pilonneuse élémentaire 1. Dans l'exemple décrit ici, cette pilonneuse élé- mentaire 1 a une longueur qui est environ le quart de la longueur du caisson de pilonnage et elle est équipée de quatre pilons 7 espacés. Il existe donc, pour que la totalité de la longueur du caisson puisse être couverte par la machine de pilonnage, quatre pilonneuses élémentaires successives qui sont attelées les unes aux autres pour pouvoir être déplacées ensemble dans le sens de la longueur du caisson de pilonnage. La figure 1 montre une première pilonneuse élémentaire 1 et une partie seulement de la deuxième pilonneuse élémentaire 1' ; sur celle-ci on trouve les mêmes organes que sur la pilonneuse élémentaire 1 désignés par les mêmes références numériques avec L'indice Entre la dernière ligne de montage 5D de la pilonneuse élémentaire 1 et la première ligne de montage 5A' de la pilonneuse élémentaire 1' qui suit, il existe, quand ces deux pilonneuses sont attelées l'une avec L'autre, une distance E2 qui est indentiqueà la distance E1 ou qui en est peu différente. Il est possible en effet de tolérer une certaine variation de La distance E1. Pour faciliter la réunion les unes à la suite des autres des pilonneuses élémentaires, il est possible de prévoir, de manière correspondante, un évidement 22, à profil trapézoidal en vue de dessus, dans un côté transversal du chassis 2 d'une pilonneuse élémentaire et une saillie 23 complémentaire de même profil sur le coté transversal du chassis 2' de la pilonneuse élémentaire 1' qui suit. La saillie 23 s'engage dans l'évidement 22 et assure un bon centrage et une meilleure solidarisation des pilonneuses. En outre, ces dernières sont solidement attachées ensemble par des moyens d'attelage convenables connus non représentés. Les pilonneuses élémentaires 1, 1' attelées, les unes aux autres, constituent un train de pilonneuses qui est la machine de l'invention. Cette dernière est facilement déplaçable dans son ensemble grâce aux bogies 3. Un organe d'entrainement tel qu'un vérin, non visible sur la figure 1, est articulé d'une part sur un point fixe extérieur à la machine de pilonnage, d'autre part sur l'une des pilonneuses élémen- taires, par exemple sur la pilonneuse 1. Cet organe est construit et commandé, de maniée connue, pour imposer à la machine à pilonner des mouvements alternatifs de déplacement dans le sens longitudinal du caisson de pilonnage.Ces mouvements d'aller et de retour ont lieu sur une course (distance entre les points extrêmes opposés) qui est déterminée en fonction de la distance E1 et de la seconde dimension de La semelle de chaque pilon. La figure 2 montre schématiquement une machine de pilonnage composée de quatre pilonneuses élémentaires 1, 1', 1", 1"' attelées ensemble sur chacune desquelles il existe quatre pilons situés sur quatre lignes de montage 5A, 58, 5C, 5D. Ces lignes sont séparées par une distance E1 d'une valeur de 785 mm ; la distance E2 entre les deux lignes de montage successives 5D et 5A' de deux pilonneuses élémentaires qui se suivent a une valeur de 790 mm. Une différence de 5 mm est tout à fait tolérable. On a représenté en trait mixte sur la pilonneuse élémentaire 1" la semelle de deux pilons dont la deuxième dimension Q2 est égale à la moitié environ de la distance E1. La longueur totale de la machine de pilonnage est inférieure à la longueur du caisson de pilonnage désignée par la lettre L (12.630 mm). La différence est due à un jeu E qui est nécessaire aux deux extrémités et à une distance C qui représente la course alternative que l'organe å'entraSne- ment peut donner à la machine, pendant le fonctionnement des pilons, à l'intérieur du caisson de pilonnage. Dans le cas présent la course C est de 400 mm, c'est-à-dire un peu plus de la moitié de la distance E1. Par conséquent, le charbon est pilonné sur toute la longueur du caisson de pilonnage (12.630 mm), à l'exception des parties extrêmes qui correspondent au jeu E, par suite d'un simple déplacement alternatif sur une distance C de 400 mm. L'effet produit par deux pilons voisins espacés de 785 mm se recouvre sur le charbon. Le pilonnage est donc effectué efficacement et rapidement ; en outre, la commande du déplacement de la machine sur une course faible de 400 mm entre des limites connues est facile à rendre automatique. La commande automatique comprend pour chaque déplacement sur la course C une phase d'accélération, une phase de vitesse constante et une phase de décélération. Les chiffres mentionnés ci-dessus sont donnés à titre indicatif. On peut modifier la distance E1, la seconde dimension Q2 des pilons et le nombre des pilons à condition que la valeur de la course C reste faible et permette un recouvrement satisfaisant de l'effet de pilonnage pendant les mouvements alternatifs de la machine de pilonnage. A cette fin les semelles des pilons peuvent avoir une seconde dimension presque égale, au jeu près qui doit subsister entre deux semelles voisines, à la distance E1. Dans l'un ou l'autre des deux cas, d'une part celui où la machine de pilonnage est réalisée avec un châssis d'un seul tenant de la longueur totale spécifiée, d'autre part ou elle est composée de plusieurs pi lonneuses élémentaires attelées, elle pourrait être motorisée pour se déplacer par elle-même le long de la course de pilonnage sans vérin extérieur de déplacement. Toutefois une telle disposition est mieux appropriée à une machine du premier cas envisagé ci-dessus. REVENDICATIONS 1. tachine pour pilonner des mélanges de charbon à cokéfier, dans un caisson de pilonnage ayant une longueur (L), comprenant plusieurs pilons espacés ayant chacun un profilé vertical (7) dont l'âme est contenue entre deux excentriques opposés (8,9) et une semelle de pilonnage présentant en sens longitudinal au caisson de pilonnage une seconde dimension (lu), caractérisée en ce que cette machine a une longueur totale inférieure de la valeur d'une course de déplacement (C) à La Longueur (L) de ce caisson, et elle porte lesdits pilons sur des Lignes de montage (5A, 5B, 5C....) transversales, espacées d'une distance (E1) sensiblement constante, cette machine étant en outre équipée d'un organe moteur de déplacement apte à lui imposer dans le sens de la longueur du caisson des mouvements alternatifs sur ladite course de déplacement (C), la distance (E1) qui sépare les lignes de montage successives (5A, 5B, 5C....) et la seconde dimension (ruz) des semelles étant déterminées en fonction de la valeur de ladite course (C) pour qu'un recouvrement satisfaisant de l'effet des semelles des pilons se produise pendant lesdits mouvements alternatifs. 2. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle est composée de plusieurs pilonneuses élémentaires (1, 1', 1", 1"'...) comprenant chacune un chassis (2, 2'....) monté sur roues s'détendant en sens transversal au caisson de pilonnage et portant sur au moins une ligne de montage (SA, 58, 5C, 5D, sua' ) au moins un pilon (6,6'...) et ses organes de manoeuvre, ces pilonneuses étant attelées les unes aux autres pour composer un train de pilonnage constituant la machine de pilonnage, les Lignes de montage (5A, 5B, 5C, 5D, 5A'....) étant espacées d'une distance substantiellement égale à ladite distance (E1) à la fois sur chaque pi lonneuse élémentaire et entre les pi lonneuses qui se suivent. 3. Machine selon la revendication 2 caractérisée en ce que chaque pilonneuse élémentaire (1,1',1",1"') est équipée de plusieurs pilons (6) et les excentriques (8,9) de ces pilons sont montés respectivement sur deux arbres communs (10,11) supportés chacun par Le chassis (2) au moyen de plusieurs paliers (12A, 12B, 12C), ces deux arbres (10,11-) étant reliés l'un à L'autre par des moyens de transmission en rotation (20, 21) et l'un d'eux étant accouplé en rotation -à l'arbre de sortie (14) d'un réducteur de vitesse (15) ayant un arbre d'entrée (16) relié fonctionnellement à l'arbre de sortie d'un moteur (19) monté sur le chassis (2). 4. Machine selon la revendication 2 caractérisée en ce que Le chassis (2) de chaque pilonneuse élémentaire (1, 1', 1", 1"' ) a sur un côté transversal un évidement (22) et le chassis (2) de la pilonneuse élémentaire qui suit a sur un côté transversal de son chassis (2') une saillie (23) de profil complémentaire s'engageant dans ledit évidement (22). 5. Machine selon la revendication 3 caractérisée en ce que l'arbre de sortie (14) du réducteur de vitesse (15) est un arbre creux et la partie extrême de l'arbre commun (10) correspondant est engagée dans ledit arbre creux en relation de transmission de couple de rotation. 6. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que la course de déplacement (C) a une valeur qui est substantiellement égale à la moitié de la distance (E1) cependant que la seconde dimension (Q2) de la semelle des pilons a une valeur qui est substantiellement égale à la moitié de la distance (El).