Brevet FR2613055A1 — publié le 19880930

L'invention a pour objet un organe distributeur qui permet de commander à volonté La circulation des gaz en relation avec un four servant au traitement de la paille à L'aide de gaz ammoniac. Un four pour un tel traitement de La paille est décrit dans le document FR-A-2 539 223. Le râle du gaz ammoniac est de réagir avec la ceLlulose de la paille, d'en affaiblir la structure et de rendre la paille digeste et assimilable par les animaux pour lesquelsell-e devient une matière alimentaire appréciée. Pour que la réaction entre la cellulose et le gaz ammoniac se produise convenablement, il faut exécuter successivement les opérations suivantes, après introduction de La paille dans le four et fermeture de ce dernier, injection de gaz ammoniac dans le four, maintien d'une circulation en cycle fermé du volume gazeux à travers le four pendant une durée déterminée avec élévation de la température généralement à 900C; évacuation de la masse gazeuse et entrée d'air pendant le refroidissement du four. Le processus décrit ci-dessus ne comprend que les opérations essentieLLes du traitement de la paille et n'est mentionné qu'à titre d'exemple. Une succession pLus complexe d'opérations peut être prévue si on Le désire. Dans Le document cité plus haut le four qui y est décrit est équipé d'un distributeur comprenant un corps allongé cylindrique avec deux orifices intermédiaires situées entre deux orifices extrêmes ; ces quatre orifices sont séparés par trois ouvertures espacées auxquels correspondent trois obturateurs montés sur une tige coulissante en sens axial sous L'action d'un organe moteur contre la force d'un ressort de rappel ; deux de ces obturateurs sont fixes Pour cette tige et l'un des trois obturateurs est déplaçable contre la force d'un ressort secondaire. La conception de ce distributeur est plutôt complexe et le coût de sa fabrication est relativement élevé. L'invention a pour but principal de parvenir à un distributeur utilisable notamment mais non exclusivement avec un four tel que mentionné plus haut, de conception plus simple et, principalement, de coût de fabrication notablement diminué. Dans un distributeur du type défini plus haut il existe un corps allongé avec deux orifices extrêmes et deux orifices intermédiaires dont l'un est raccordé à l'entrée du four et L'autre à la sortie du four ; des ouvertures intérieures intermédiaires sont situées respectivement entre.lesdits orifices et une tige est montée coulissante en sens axial à L'intérieur de ce corps allongé sous l'action d'un organe moteur, contre l'action d'un ressort ; cette tige porte des obturateurs associés respectivement auxdites ouvertures intérieures.Conformément à l'invention, la tige coulissante est pourvue de deux obturateurs dont l'un est fixe en position sur cette tige et associé à une ouverture intérieure contre le bord de Laquelle il peut être appliqué à une première position de la tige coulissante par l'action du ressort opposé à l'ac- tion de l'organe moteur; l'autre obturateur est monté dépla cabale avec une course limit-ée sur cette même tige coulissante sous L'action d'un ressort secondaire associé à cet obturateur et ce même obturateur est Lui-même associé à une ouverture intérieure contre le bord de laquelle il peut être appliqué à une seconde position de la tige coulissante par l'action du ressort secondaire qui lui est associé, cependant que l'un des orifices extrêmes soumis à une dépression pendant L'évacuation des gaz hors du four est équipé d'une botte à c npet libre s'ouvrant dans le sens de l'aspiration de l'extérieur vers le four et se -fermant en sens inverse. Selon un mode de réalisation de l'inVention, l'obturateur qui est mis en position d'obturation de l'ouverture intérieure à la première position de la tige coulissante par L'action du ressort opposé à l'organe moteur est L'obturateur associé à L'ouverture intérieure située entre l'orifice inter médiaire raccordé à la sortie du four et l'orifice extrême mis en communication avec l'atmosphère pour l'évacuation des gaz hors du four. be préférence aussi, le ressort opposé à l'organe moteur est constitué par au moins un ressort de traction monté extérieurement au corps allongé, paraLlèLement à une partie extrême de ce dernier ; la tige coulissante a une extrémité en saillie en dehors de cette partie extrême du corps et un palonnier disposé transversaLement à ce dernier est fixé d'une part à la tige coulissante, d'autre part au ressort de traction. Pour bien faire comprendre l'invention et ses avantages on donnera maintenant une description d'un exemple de réaLisation au cours de Laquelle des caractéristiques secondaires apparaîtront. On se reportera à La figure unique annexée qui est une vue en coupe par un plan passant par l'axe d'un organe distributeur de gaz conforme à l'invention. L'organe distributeur représenté a un corps allongé 1, de préférence cylindrique, composé d'une partie centrale 1A et de deux parties extrêmes 1B, 1C respectivement à diamètre plus faible que celui de la partie centrale ; toutefois, Le corps allongé 1 pourrait avoir un diamètre constant. La ortie centrale 1A est fermée à ses extrémités opposées par des parois extrêmes 2,3 et les parties extrêmes 1B, 1C ont à une extrémité une bride 4,5 respectivement qui sert à leur fixation au moyen de goujons ou de bouLons à la paroi extrême correspondante 2, 3 de la partie centrale 1A. Les deux parois extremes 2,3 ont une ouverture centrale 6,7 respectivement de sorte qu'eLles peuvent être traversées librement par les gaz. Le bord de l'ouverture 7 prévue dans la paroi 3 proche de la partie extrême 1C, à droite sur la figure, sert avantageusement de siège à un obturateur mobile.La bride 5 de cette même partie extrême 1C est évidée en son centre au diamètre intérieur de cette partie 1C cependant que la bride 4 de la partie extrême opposée 1B a plusieurs ouvertures de passage 8 espacées circonférentiellement autour d'une partie pleine centrale 9 à L'laquelle est fixé coaxialement au corps allongé 1, à l'intérieur de la partie centrale 1A, un palier 10 de guidage en coulissement. Ce dernier est ouvert en direction de l'intérieur de la partie centrale 1A. Dans ce qui suit l'ensemble des ouvertures de passage 8 sera considéré comme constituant une ouverture 8. Les deux parties extrêmes 1B, 1C sont obturées à leurs extrémités libres par un fond 11, 12 respectivement. Le fond ou paroi extrême 11 de la partie extrême 1B, à gauche sur la figure, est plein tandis que le fond ou paroi extême 12 de la partie extrême opposée 1C est percée d'une ouverture 13 coaxiale au corps allongé 1. Dans une variante de réalisation, le corps allongé 1 pourrait être exécuté en une seule pièce à diamètre constant; dans ce cas, la bride 4 serait remplacée par une cloison transversale intérieure dans laquelle se trouveraient les ouvertures 8 autour de la partie centrale 9 qui porte le palier 10. Dans chacune des parties extrêmes 1B, 1C est prévu un orifice extrême Latéral 13, 14 respectivement, et dans La partie centrale 1A sont prévus deux orifices intermédiaires latéraux 15, 16. Ces derniers orifices se trouvent de part et d'autre d'une cloison transversale interne 17, centrale dans le sens de la longueur de la partie centrale 1A. Cette cloison 17 est percée d'une ouverture 18 coaxiale au corps allongé 1. Une tige 19 est supportée et guidée en coulissement d'une part par le palier 10, d'autre part par l'ouverture 13 du fond 12. Cette tige 19 se termine par une première extrémité 19A qui est toujours contenue dans le palier 10 et par une seconde extrémité 19B qui est saillante en dehors de la partie extrême 1B du corps 1. A cette seconde extrémité 19B est fixé un palonnier 20 qui s'étend en sens transversal au corps allongé 1. Aux extrémités pposées de ce palonnier 20 sont accrochés par une extrémité des ressorts de rappel de traction 21, 22 respectivement.L'autre extrémité de ces res sorts 21,22 est accrochée à un bras correspondant 23, 24 qui est lui-même fixé à la partie centrale 1A avantageusement à l'aide des boulons qui servent à l'assemblage de cette partie centrale 1A avec la partie extrême 1C. Sur un côté de cette dernière le palonnier 20 se prolonge suffisamment loin pour laisser la place àun solénoide 25 ayant un élément mobile 26 qui est attelé au paLonnier 20. Le solénoide 25 est fixé sur -le côté de la partie extrême 1C, de manière réglable en posi tion, à l'aide d'une patte de montage 27 à trous 28 allongés parallèlement à L'axe du corps 1, l'élément mobile 26 étant aussi parallèle à cet axe. La tige 19 mobile en coulissement porte un pre mier obturateur 29 qui Lui est fixé pour se trouver à l'inté- rieur de la partie extrême 1C en face de L'ouverture 7 dont le bord lui sert de siège. La tige 19 porte un second obtura teur 30 qui est monté Libre en déplacement sur une partie à diamètre réduit 31 limitée sur la tige 19 par deux épaulements 32, 33 espacés en sens axial à l'intérieur de la partie cen trale 1A du même côté de la cloison 17 que la partie extrême 1B. Ainsi ce second obturateur 30 se trouve aussi à L'inté rieur de la partie centrale 1A du même côté de la cloison 17 que la partie extrême 1B.Un ressort secondaire de compression 34 monté autour de La partie 31 à diamètre réduit s'appuie contre L'épaulement 32 et pousse L'obturateur 30 contre l'épau- lement 33 proche de la cloison 17. L'obturateur 33 se trouve en face de L'ouverture 18 dont le bord lui sert de siège. La partie extrême 1B est pourvue autour e I 'ori- fice 13 de manchons de raccordement 35 qui servent aQ montage, par exemple par vissage,d'une botte à clapet 36. Cette der nière a un corps 37 fermé à L'opposé du manchon 35 par un couvercle vissé 38 et il contient un noyau creux 39 tenu co axialement dans ce corps 37 par des cloisons transversales 40, 41 respectivement, espacées en sens axial, et traversées autour du noyau 39 par plusieurs ouvertures de passage 42,43 de sorte que les gaz peuvent circuler librement à L'intérieur du corps 37 le long du noyau 39. Ce dernier est borgne, c'est à-dire fermé par un fond 44 du côté de la partie extrême 1B et ouvert du côté du couvercle 38.En face de ce dernier le noyau 39 est Limité par un bord 45 qui se trouve dans un plan parallèle à la face intérieure du couvercle 38. Dans L'inter- valle entre ce dernier et le bord 45 est placé un clapet 46 Libre de se déplacer pour être appliqué contre ce bord 45 ou être plaqué contre la face intérieure du couvercle 38. En outre, le volume intérieur du noyau 39 est relié directement par un conduit transversal 47, qui s'étend entre ce noyau 39 et le corps 37, à une ouverture extérieure 48 ménagée à travers la paroi du corps 37. Dans le distributeur que l'on vient de décrire, l'orifice -extrême 13 de la partie extrême 1B du corps 1 est en communication avec l'air extérieur à travers la botte à clapet 36 dans la mesure permise par ce dernier. L'orifice extrême 14 de la partie extrême 1C du corps 1 est en communication libre avec l'air extérieur. L'orifice intermédiaire 15 de la partie centrale 1A du côté de la cloison 17 où se trouve l'obturateur 30 est raccordé, par une canalisation 49 indiquée en trait mixte, avec le volume intérieur d'un four de traitement de paille, par une entrée de ce four équipée d'un moyen de chauffage.L'orifice intermédiaire 16 de la partie centrale 1A du côté de la cloison 17 où ne se trouve aucun obturateur est raccordé, par une canalisation 50 indiquée en trait mixte, avec le volume intérieur du même four, par une sortie de ce four équipée d'un ventilateur d'extraction du gaz contenu dans le four. Le fonctionnement de L'organe distributeur conforme à l'invention est le suivant. Dans l'état où il est représenté sur La figure, le solénoïde 25 est au repos. Les ressorts 21,22 mettent la tige coulissante 19 à une première position où l'obturateur 29 obture l'ouverture 7 en s'appliquant contre le bord de cette ouverture qui lui sert de siège. A cette première position de la tige coulissante 19, L'obturateur 30 est éloigné de L'ouverture correspondante 18 qu'il dégage. Du gaz ammoniac ayant été injecté à L'intérieur du four, la masse gazeuse contenue dans ce dernier peut être mise en circulation en cycle fermé, comme indiqué par des flèches F1.Le gaz aspiré par un ventilateur à La sortie du four entre dans l'organe distributeur par L'orifice intermédiaire 16, traverse l'ou- verture intérieure intermédiaire 18 et ne peut faire autrement que d'emprunter l'orifice intermédiaire 15 après lequel il entre dans le four en étant chauffé au passage par cette entrée. Le gaz qui passe par L'ouverture 6 et qui parvient à la boite à clapet 36 est renvoyé par la face intérieure du couvercle 38 et il appliquele clapet 46 contre son siège, de sorte que ce gaz ne peut pas s'échapper à L'extérieur. On remarquera que dans cet état de l'organe distributeur L'obturateur 29 est le seul obturateur porté par la tige coulissante 19 à être mis en position de fermeture et il est appliqué élastiquement contre son siège par les ressorts 21, 22. Quand le solénoide 25 est excité, son élément mobile 26 pousse le palonnier 20 et met les ressorts 21,22 en extension, en faisant coulisser la tige 19 à sa seconde position vers La droite sur la figure, en éloignant L'obturateur 29 de L'ouverture intérieure 7 et en permettant au ressort secondaire 34 d'appliquer L'obturateur 30 contre le bord de L'ouverture 18, par suite du recul de l'épaulement 33 au-delà, vers la droite sur la figure, de L'ouverture intérieure 18. Dans cet état de L'organe obturateur La masse gazeuse aspirée par le ventilateur à la sortie du four et qui arrive par L'orifice intermédiaire 16 ne peut faire autrement que d'emprunter l'ouverture 7 et de sortir par L'orifice extrême 14. Pendant cette extraction de la masse gazeuse la pression diminue à L'intérieur du four qui, en plus, se refroidit. Toute dépression trop forte qui se produit dans le four est transmise à travers L'ouverture 8 jusqu'à la boite à clapet 36, comme indiqué par des flèches F2. Cette dépression fait que le clapet 46 est poussé contre le couvercle 38 et que de L'air extérieur venant par L'ouverture 48 peut entrer dans le four en passant par L'ouverture intérieure 8 et L'ori- fice intermédiaire 15. Ainsi, on évite la création d'une dépression excessive indésirable à l'intérieur du four et on assure une meilleure évacuation de La masse gazeuse du fait de l'effet de balayage que produit l'arrivée de ce courant d'air par l'entrée du four. On remarquera que dans ce second état de l'organe distributeur, à nouveau un seul obturateur 30 porté par La tige coulissante 19 est mis en position d'obturation et il est tenu élastiquement à cette position par le ressort 34. L'organe distributeur est plus simple de conception, moins coûteux à réaliser parce qu'un seul obturateur est mis en position de fermeture, de manière élastique, dans l'une et l'autre position de la tige coulissante 19 ; en outre, le four est protégé contre les dépressions excessives pendant son refroidissement. Dans l'exemple décrit ici, l'ouverture 7, suscep tibl-e d'être obturée par l'obturateur 29 sous l'action des ressorts 21,22 opposés au solénoïde 25, est située entre l'orifice intermédiaire 16 qui est raccordé à la sortie du four et l'orifice extrême 14 qui est en communication avec l'exte- rieur pendant l'évacuation du gaz hors du four. L'autre ouverture 18, susceptible d'être obturée par l'obturateur 30 sous l'action du ressort secondaire 34 porté par la tige i9, est située dans la cloison transversale intérieure qui se trouve entre les orifices intermédiaires 15,16 raccordés respectivement à l'entrée et à La sortie du four. On ne sortirait pas du cadre de l'invention en inversant cette disposition, c'est-à-direien faisant que L'ou- verture 18 soit susceptible d'être obturée par l'action des ressorts 21,22 et que l'ouverture 7 soit susceptible d'être obturée par L'action du ressort secondaire 34, la position et le type des ressorts ainsi que la position des obturateurs 29, 30 étant adaptés à cette variante de réalisation. L'organe distributeur de gaz de l'invention n'a pas seulement l'effet décrit ci-dessus de protection du four contre une dépression interne indésirable. Le traitement de la paille est d'autant plus complet que l'ammoniac s'infiLtre dans la structure de la paille et y séjourne assez longtemps, soit sous forme gazeuse, soit sous forme de solution aqueuse produite avec l'humidité de la paille. S'il arrive à un moment quelconque qu'une dépression s'établisse dans Le four, par exemple du fait d'un abaissement, même faible, de la température, cette dépression a tendance à extraire l'ammoniac qui s'est infiltré dans la paille. Le clapet 46 de l'organe de l'invention a une très faible inertie; des le début d'une dépression commençant à se produire dans le four, il laisse entrer de l'air dans ce dernier, comme on l'a expliqué, ce qui empêche La sortie -de l'ammoniac hors de la structure de la paille. L'organe distributeur de l'invention. contribue donc à la qualitéudu traitement de la paille. REVENDICATIONS 1. Organe distributeur de gaz pour four ayant un corps allongé (1) avec deux orifices extrêmes (13,14) et deux orifices intermédiaires (15,16) dont l'un (15) est raccordé à L'entrée du four et l'autre (16) à la sortie du four, des ouvertures intérieures intermédiaires (8,18,7) situées respectivement entre lesdits orifices, une tige (19) coulissante en sens axial à l'intérieur de ce corps allongé (1) sous l'action-d'un organe moteur (25) contre l'action d'un ressort (21,22) et portant des obturateurs (29,30) associés respectivement auxdites ouvertures intérieures, caractérisé en ce que la tige coulissante (19) est pourvue de deux obturateurs (29,30) dont l'un (29) est fixe en position sur cette tige (19) et associé à une ouverture intérieure (7) contre le bord de laquelle il peut être appliqué à une première position de la tige coulissante (19) par l'action du ressort (21,22) opposé à l'action de l'organe moteur (25), l'autre obturateur (30) étant monté déplaçable avec une course limitée sur cette même tige coulissante (19) sous l'action d'un ressort secondaire (34) associé à cet obturateur (30) et ce même obturateur (30) est associé à une ouverture intérieure (18) contre le bord de laquelle il peut être appliqué à une seconde position de la tige coulissante (19) par l'action du ressort secondaire (34) qui lui est associé, cependant que l'un des orifices extrêmes (13) soumis à une dépression pendant l'évacuation des gaz hors du four est équipé d'une botte (36) à clapet libre (46) s'ouvrant dans le sens de l'aspiration de l'exté- rieur vers le four et se fermant en sens inverse. 2. Organe distributeur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'obturateur (29) mis en position d'ob- turation de l'ouverture intérieure (7) à la première position de la tige coulissante (19) par L'action du ressort (21,22) opposé à 4'organe moteur (25) est L'obturateur associé à l'ouverture intérieure (7) située entre l'orifice interméd-iaire (16) raccordé à la sortie du four et L'orifice extrême (14) mis en communication avec l'atmosphère pour l'évacuation des gaz hors du four. 3. Organe distributeur selon la revendication 2 caractérisé en ce que le ressort (21,22) opposé à L'organe moteur (25) est constitué par au moins un ressort de traction monté extérieurement au corps allongé (1) parallèlement à une partie extrême (1C) de ce corps allonge (1), la tige coulissante (19) a une extrémité 4. Organe distributeur selon la revendication 1 caractérisé en ce que L'obturation (30) mis en position d'obturation de l'ouverture intérieure (18) à la seconde position de la tige coulissante (19) par l'action du ressort secondaire (34) associé à ce même obturateur est L'obturateur associé à l'ouverture intérieure (18) située dans une cloison transversale interne (17) placée dans le corps (1) entre les deux orifices intermédiaires (15,16). 5. Organe distributeur selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit obturateur (30) est monté dépla çable le long de la tige coulissante (19) sur une partie de celle-ci à diamètre réduit (31) limitée par deux épaulements opposés (32,33), le ressort secondaire (34) associé audit obturateur (30) étant un ressort de compression placé entre l'épaulement (32) éloigné de la cloison transversale interne (17) et l'obturateur (30). 6. Organe distributeur selon la revendicatwon 1 caractérisé en ce que la tige coulissante (19) est guidée pour coulisser d'une part par une ouverture (13) ménagée dans une paroi extrême; (12) du corps (1), d'autre-part par un palier de guidage (10) supporté par une partie centrale (9) au milieu de plusieurs ouvertures constituant ensemble une ouverture intérieure (8).