Brevet FR2601120A1 — publié le 19880108

DISPOSITIF POUR TRAITER DES OBJETS SOUS L'ACTION D'UN GAZ CHAUD, ET VAINE A TROIS VOIES POUR COXXAIDER UN COURANT DE GAZ CHAUD DAIS CE DISPOSITIF. L'invention concerne un dispositif pour traiter des objets en les soumettant & l'action d'un gaz chaud, dans lequel il y a une chambre qui contient un dispositif de chauffage à l'intérieur duquel se trouvent les objets à traiter, et un organe de raccordement pour mettre cette chambre en dépression ou en surpression. Le gaz chaud est 10 amené à la charge par un dispositif d'admission spécial. Comme indiqué, la chambre peut alors être en dépression ou en surpression. L'invention a en outre pour objet une vanne à trois voies pour commander un courant de gaz chaud en vue du traitement d'objets. Des charges peuvent être traitées, thermiquement et/ou 15 chimiquement, en les soumettant à l'influence de gaz chauds. D'une part, cela peut s'effectuer en plaçant la charge dans un four de traitement thermique dans lequel une atmosphère gazeuse statique est chauffée. D'autre part, la charge peut être exposée à un courant de gaz chaud constant, établi dans une chambre au moyen d'ouvertures d'entrée et de 20 sortie appropriées. On connaît des installations dans lesquelles un four de traitement thermique est équipé d'un système d'ouvertures d'entrée et de sortie de gaz. Le gaz est d'abord chauffé par un préchauffeur de gaz, puis introduit par un côté et ainsi amené à la charge à traiter. 25 Le gaz sort du côté opposé. Pour obtenir une meilleure répartition du courant de gaz, le système d'entrée de gaz peut être agencé au milieu du four. Le courant de gaz s'écoule alors symétriquement vers les deux côtés, en partant du milieu, passe sur la charge et sort par les côtés 30 opposés. Ces procédés ont l'inconvénient que l'homogénéité de répartition du gaz est très insuffisante. De plus, il s'établit alors des courants gazeux orientés qui, pour de nombreux procédés, s'avèrent constituer des facteurs de perturbation et sont donc indésirables. Notamment pour 35 de nombreux processus chimiques, il est très important que les charges 2 60 1 12 0 soient balayées de tous côtés, de manière homogène, par un gaz participant à la réaction. L'invention a pour but de construire un dispositif permettant d'amener dans un four de traitement thermique un courant de gaz chaud 5 sur une charge, de manière que la répartition des gaz soit plus homogène et qu'il n'y ait, en moyenne, aucun courant gazeux orienté ou anisotrope. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'au moins une vanne pour gaz chaud, aménagée en vanne à trois voies, est présente 10 dans la chambre, à l'intérieur du dispositif de chauffage, pour l'amenée de gaz. Parmi les différents modes de réalisation possibles, l'invention prévoit notamment que: - au moins une vanne pour gaz chaud, pour l'évacuation du gaz, 15 se trouve en outre dans la chambre; - dans un dispositif pour traiter des objets en les soumettant à l'action d'un gaz chaud, dans lequel il y a une chambre qui contient un dispositif de chauffage à l'intérieur duquel se trouvent les objets à traiter, et un organe de raccordement pour mettre cette chambre en 20 dépression ou en surpression, plusieurs vannes pour gaz chaud aménagées en vannes à trois voies, pour l'amenée et l'évacuation de gaz, sont présentes dans la chambre. Pour commander un courant de gaz chaud, de manière à atteindre le but précité, l'invention prévoit en outre une vanne à trois voies, 25 constituée par un corps avec une tubulure d'entrée de gaz et deux tubulures de sortie de gaz, par un organe interne disposé à l'intérieur du corps, de manière à pouvoir y tourner, et muni, du côté entrée de gaz, de deux ouvertures et, du côté sortie de gaz, d'une ouverture, et par un axe tournant par lequel la position de cet organe interne de la 30 vanne peut être modifiée par rapport au corps de manière que la tubulure d'entrée de gaz soit en communication soit avec la première tubulure de sortie de gaz, soit avec la deuxième tubulure de sortie de gaz. Le corps et l'organe interne de cette vanne sont en métal, de préférence en acier réfractaire ou en molybdène, convenant pour le 35 fonctionnement à des températures excédant 1000' C, et la surface 2 6 0 1 120 extérieure de l'organe interne de la vanne porte un revêtement en céramique. La surface externe de l'organe interne de cette vanne peut porter un revêtement en matériau réduisant l'usure, par exemple en oxyde ou nitrure de métal. L'organe interne de cette vanne peut être entièrement en céramique. Le dispositif selon l'invention permet de commander le courant de gaz chaud à l'intérieur du dispositif de chauffage, de manière que 10 le gaz parcoure ou balaye la charge tour à tour par un côté ou par l'autre. On évite ainsi l'existence d'une orientation moyenne du courant gazeux, et l'on est assuré d'une homogénéité suffisante de la répartition du gaz. Comme les courants de gaz doivent être préchauffés, il y a dans la chambre un préchauffeur de gaz et une ou plusieurs vannes pour gaz chauds, qui commandent les courants gazeux. Les vannes pour gaz chaud sont réalisées sous forme de vannes à trois voies et sont particulièrement bien appropriées à un fonctionnement à de hautes 20 températures (1000' C à 1800' C). Avec des vannes classiques de ce genre, un fonctionnement à ces températures est impossible car l'organe interne de la vanne et sa cuvette se touchent et peuvent se souder l'un à l'autre à haute température. C'est pour éviter cela que l'invention prévoit de munir la 25 surface externe de l'organe interne d'une couche de céramique ou d'une autre couche réduisant l'usure. La vanne amène le courant de gaz chaud à l'une ou à l'autre ouverture d'entrée de gaz. On décrira maintenant plus en détail une forme de réalisation particulière de l'invention qui en fera mieux comprendre les 30 caractéristiques essentielles et les avantages, étant entendu toutefois que cette forme de réalisation est choisie à titre d'exemple et qu'elle n'est nullement limitative. Sa description est illustrée par les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente schématiquement une coupe transversale du 35 dispositif selon l'invention; et 260112G la figure 2 représente une coupe transversale de la vanne pour gaz chaud. Sur la figure 1, la référence 1 désigne la chambre dans laquelle une charge 2 est traitée sous l'action d'un gaz chaud. Le volume 5 intérieur de la chambre est porté à la température caractéristique du traitement, par un dispositif de chauffage 3. Une tubulure 4 permet de mettre la chambre sélectivement en dépression ou en surpression. Des ouvertures d'admission de gaz 5 se trouvent dans la chambre. Le gaz entrant est chauffé par un préchauffeur 7. La vanne à trois voies 8 10 sert à répartir le courant de gaz. Cette vanne doit avoir une forme de réalisation particulière, décrite dans ce qui suit, car elle opère à l'intérieur du dispositif de chauffage 3 et est parcourue par un courant de gaz chaud. La vanne est montée de manière que la charge 2 soit balayée par le gaz chaud tantôt par le côté gauche et tantôt par 15 le côté droit. En correspondance avec les ouvertures d'entrée de gaz 5 et avec la vanne à trois voies 8, des ouvertures de sortie de gaz et une autre vanne à trois voies peuvent être prévues pour l'évacuation du gaz. De plus, la commande de l'entrée et de la sortie du gaz peuvent aussi être effectuées par un système à plusieurs vannes. La figure 2 montre la vanne 8 pour gaz chaud. Une tubulure d'entrée de gaz 14 et deux tubulures de sortie de gaz 15, 16 sont aménagées sur un corps 10. A l'intérieur de ce corps se trouve l'organe interne 11 de la vanne, lequel est muni, du côté entrée du gaz, de deux ouvertures 17 et, du côté sortie du gaz, d'une ouverture 18. Au moyen 25 d'un axe tournant 13, l'organe interne 11 de la vanne peut être mis à des positions dans lesquelles la tubulure d'entrée de gaz 14 est reliée soit à la tubulure de sortie de gaz 15, soit à la tubulure de sortie de gaz 16. Le corps 10 et l'organe interne 11 sont en un métal (de préférence acier réfractaire ou molybdène) convenant pour une 30 utilisation à de fortes températures, dépassant 1000 C. La surface externe de l'organe interne 11 de la vanne est munie d'un revêtement 12 en céramique. Dans un mode de réalisation additionnel, la surface externe de l'organe interne 11 de la vanne peut être munie d'une autre couche 35 réduisant l'usure, par exemple une couche comportant un oxyde de métal 26011 2 0 ou un nitrure de métal, ou cet organe interne Il peut être entièrement en céramique. naturellement, l'invention n'est en rien limitée par les particularités qui ont été spécifiées dans ce qui précède ou par les 5 détails du mode de réalisation particulier choisi pour illustrer l'invention. Toutes sortes de variantes peuvent être apportées à la réalisation particulière qui a été décrite à titre d'exemple et à ses éléments constitutifs sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Cette dernière englobe ainsi tous les moyens constituant des 10 équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. 2 6 0 1 1 2 0 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour traiter des objets en les soumettant à l'action d'un gaz chaud, dans lequel il y a une chambre (1) qui contient un dispositif de chauffage (3) à l'intérieur duquel se trouvent les objets à traiter, et un organe de raccordement pour mettre cette chambre en dépression ou en surpression, caractérisé par le fait qu'au moins une vanne (8) pour gaz chaud, aménagée en vanne à trois voies, est présente dans la chambre, à l'intérieur du dispositif 10 de chauffage (3), pour l'amenée de gaz. 2. Dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins une vanne pour gaz chaud, pour l'évacuation du gaz, se trouve en outre dans la chambre (1). 3. Dispositif pour traiter des objets en les soumettant à 15 l'action d'un gaz chaud, dans lequel il y a une chambre (1) qui contient un dispositif de chauffage (3) à l'intérieur duquel se trouvent les objets à traiter, et un organe de raccordement (4) pour mettre cette chambre en dépression ou en surpression, caractérisé par le fait que plusieurs vannes pour gaz chaud (8) aménagées en vannes à 20 trois voies, pour l'amenée et l'évacuation de gaz, sont présentes dans la chambre (1). 4. Vanne à trois voies pour commander un courant de gaz chaud, constituée par un corps avec une tubulure d'entrée de gaz (14) et deux tubulures de sortie de gaz (15, 16), par un organe interne (11) 25 disposé à l'intérieur du corps (10), de manière à pouvoir y tourner, et muni, côté entrée de gaz, de deux ouvertures (17) et, du côté sortie de gaz, d'une ouverture (18), et par un axe tournant (13) par lequel la position de cet organe interne de la vanne peut être modifiée par rapport au corps (10) de manière que la tubulure d'entrée de gaz (14) 30 soit en communication soit avec la première tubulure de sortie de gaz (15), soit avec la deuxième tubulure de 'sortie de gaz (16), caractérisée par le fait que le corps (10) et l'organe interne (11) de la vanne sont en métal, de préférence en acier réfractaire ou en molybdène, convenant pour le fonctionnement à des températures 35 excédant 1000 C, et par le fait que la surface extérieure de l'organe interne (11) supporte un revêtement (12) en céramique 5. Vanne à trois voies selon la revendication 4 caracrtérisée par le fait que la surface extérieure de l'organe interne (11) supporte un revêtement d'un matériau réduisant l'usure, comme par exemple un oxyde de métal ou un nitrure de métal/ 6. Vanne à trois voies selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'organe interne (11) se compose entièrement de céramique.