Brevet FR2613053A1 — publié le 19880930

PISTE DE ROULEMENT POUR UNE TREMIE ROTATIVE La présente invention concerne une piste de rou- lement pour une trémie rotative d'une installation de chargement d'un four à cuve, constituée d'une série de galets supportés par une armature fixe et sur lesquels évolue le socle circulaire de la trémie qui est muni d'une couronne dentée pour être animé d'un mouvement de rotation autour de l'axe vertical. L'invention vise plus particulièrement, sans toutefois y être limitée, une trémie d'attente d'une installation de chargement centrale d'un four à cuve, notamment d'un haut fourneau. Pour réduire l'importance du phénomène de ségrégation des particules, on a proposé récemment de faire tourner cette trémie pendant son char- gement, et éventuellement aussi pendant sa vidange. La solution la plus simple consiste à monter sur l'armature circulaire de support de la trémie une série de galets de roulement sur lesquels la trémie peut tourner sous l'ac- tion d'un pignon d'entraînement formant engrenage avec une couronne dentée du socle de la trémie. Pour ne pas devoir surdimensionner ces galets de roulement et de support à cause du poids de la trémie (plusieurs cen- taines de tqnnes en pleine charge), il faut prévoir aumoins un certain nombre de galets, p.ex. huit galets. A première vue, il semblerait logique de répartir ces galets régulièrement sur toute la périphérie de l'arma- ture circulaire de support. Or, on a constaté que, dans ce cas, la trémie n'est pas supportée uniformément par tous les galets, et il est même fréquent qu'elle ne soit supportée que par trois d'entre eux. Ce support non uniforme peut être occasionné par une dissymétrie du poids de la charge, une usure ou déformation de certains galets, des dépôts de saletés sur la surface de roulement de la trémie, un mauvais réglage en hauteur des galets, etc. Il en résulte non seulement un manque de stabilité de la trémie, mais en plus, il faut concevoir tous les galets de manière que trois d'entre eux soient à même de supporter toute la charge, si l'on ne veut pas courir le risque d'une usure prématurée. Outre les frais supplémentaires occasionnés par un tel surdimensionnement, on se retrouve forcément avec des galets relativement grands et larges, ce qui est en contradiction avec le savoir-faire dans ce domaine, selon lequel des galets de roulement et de support doivent être aussi minces que possible pour assurer un roulement sans frottement et pour éviter que les roues ne portent que sur un point, p.ex. à cause d'une légère déformation de la charpente de support. Le but de la présente invention est de prévoir une nouvelle piste de roulement du genre décrit dans le préambule, dans laquelle tous les galets participent, part égale, au support de la trémie. Pour atteindre cet objectif, la piste de rou- lement proposée par la présente invention est caracté- risée, dans un mode de réalisation préféré, en ce que les galets sont groupés par paires, en ce que chaque paire de galets est portée par un essieu pouvant pivoter autour d'un axe radial et en ce que chacun des galets est porté dans son essieu par des paliers flottants montés sur ressorts. Dans un mode de réalisation préféré, lapiste comporte huit galets, c.-à-d. quatre paires de galets portées par quatre essieux disposés aux points cardinaux de la piste circulaire. Puisque les deux galets portés par le même essieu peuvent pivoter autour d'un axe horizontal, ils se posi- tionnent automatiquement pour supporter sensiblement le même poids. Toutefois, on pourrait s'imaginer dis lors que la trémie se trouve en équilibre sur deux paires de galets diamétralement opposées sans être supportée par les deux autres paires de galets diamétralement opposées. Pour pallier cette éventualité, on a monté tous les galets, à l'intérieur de leurs essieux, sur des paliers flottants montés sur ressorts. Ces ressorts sont dimen- sionnés de manière que, dans le cas de huit galets, chacun d'eux puisse résister, sans se comprimer, a un huitième de la charge maximale à supporter, et que dé- passé cette charge, ils se compriment. Autrement dit, dans la situation hypothétique, dans laquelle la trémie se trouve en équilibre sur seulement quatre galets, les ressorts supportant ceux-ci ne résistent pas à la charge et se compriment, ce qui permet à la trémie de s'af- faisser légèrement pour être supportée, de façon uni- forme, par tous les galets. Il suffit, par conséquent, de dimensionner tous les galets pour supporter seulement un huitième de la charge maximale, plus un certain pourcen- tage de sécurité. Chaque essieu est, de préférence, porté par un pivot monté radialement du coté intérieur d'un bloc de support fixé sur l'armature circulaire de support. Chaque essieu comporte deux caissons soudés de part et d'autre sur un manchon central qui est engagé de façon démontable sur son pivot de support. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque caisson est pourvu d'ouvertures rectangulaires arrangées sur ses faces supérieure et inférieure pour le passage des galets et de deux ouvertures rectangulaires opposées sur les faces extérieure et intérieure dans chacune desquelles est engagé un palier, chacun de ceux- ci étant pourvu sur les côtés opposés de rainures verti- cales engagées dans les bords verticaux des ouvertures rectangulaires pour assurer le maintien et la possibilité de glissement vertical, tandis que chacun des paliers repose librement sur deux ressorts hélicoïdaux supportés par le fond du caisson. Chaque galet est, de préférence, monté par l'in- termédiaire d'un roulement sur un axe porté de chaque côté par les paliers flottants. Le maintien horizontal de la trémie est assuré par des galets horizontaux montés sur chacun des blocs de support. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque bloc de support comporte un levier basculant orienté radialement, dont l'extrémité intérieure comporte une tête au dessus du socle circulaire de la trémie et dont l'extrémité opposée est soumise à un puissant res- sort qui maintient la tête à faible distance au dessus du socle, sans la toucher dans des conditions de fonction- nement normales. Dans des conditions anormales, p.ex. dans le cas de secousses sismiques dans les pays à ris- ques, ces leviers maintiennent la trémie en place. D'autres particularités et caractéristiques res- sortiront de la description détaillée d'un mode de réali- sation avantageux, présenté ci-dessous, à titre d'il- lustration, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue latérale schématique d'une trémie supportée par une piste de roulement selon la présente invention; la figure 2 est une vue en plan de la piste de roulement; la figure 3 est une vue en plan agrandie d'une paire de galets dans leur essieu de support; la figure 4 est une vue, partiellement en coupe verticale suivant le plan IV-IV sur la figure 3; la figure 5 montre le côté extérieur d'une paire de galets et de leurs supports vus suivant une direction radiale dirigée sur l'axe de la trémie, et la figure 6 représente une coupe verticale à travers un galet au niveau du plan de coupe VI-VI sur la figure 3. La figure 1 montre une trémie d'attente 10 d'une installation de chargement d'un four à cuve, conçue pour tourner autour de son axe vertical O. Cette trémie 10 est portée par une armature circulaire 12 par l'intermédiaire d'une piste de roulement (voir également figure 2) cons- tituée de quatre groupes de roulement 14, 16, 18 et 20. Ces groupes de roulement, qui comportent chacun une paire de galets, sont disposés aux quatre points cardinaux de l'armature circulaire 12. La figure 3 montre une vue agrandie de l'un des groupes de roulement tels que vus sur la figure 2, en l'occurence le groupe de roulement 18. Les autres groupes de roulement 14, 16, 20 étant identiques au groupe 18, il suffira, par la suite, de limiter la description à l'un de ceux-ci. Comme le montre la figure 3, le groupe de rou- lement 18 comporte essentiellement un essieu 22 sup- portant une paire de galets 24, 26. Cet essieu 22 est monté sur un bloc de support 28 qui est soudé ou boulonne sur l'armature 12. L'une des particularités du montage de cet essieu 22 est qu'il est réalisé de telle manière que l'essieu puisse pivoter autour d'un axe horizontal X qui s'étend radialement par rapport à la trémie, c.-à-d. qu'il coupe l'axe vertical de rotation de celle-ci. La figure 4 qui montre une coupe verticale à travers le bloc de support 28, passant par cet axe X, montre les détails du montage de l'essieu 22. Un pivot cylindrique 30 dont l'axe définit l'axe de pivotement X est rendu solidaire du bloc de support 28. L'essieu 22 comporte un manchon central 30 dimensionné de manière à pouvoir être glissé sur le pivot 30 et à pouvoir pivoter autour de celui-ci. Le manchon 32 est retenu en position au moyen d'une plaque frontale 34 vissée sur le pivot 30. L'essieu 22 comporte, par ailleurs, deux caissons 36, 38 soudés symétriquement de part et d'autre sur le manchon central 32. Ces deux caissons 36, 38 forment les logements des deux galets 24, 26 et seront décrits plus en détail en référence aux figures 5 et 6. Etant donné, toutefois, que les logements des deux galets 24 et 26 sont identiques l'un à l'autre, seul le logement dugalet 24 sera décrit plus en détail ci-dessous. Comme le montre la figure 6, le caisson 36 dans lequel est logé le galet 24 a une section sensiblement rectangulaire constituée d'une paroi supérieure 40, d'une paroi inférieure 42, d'une paroi latérale intérieure 44 et d'une paroi latérale extérieure 46,toutes ces parois étant soudées les unes aux autres. Les parois supérieure et inférieure 40, 42 comportent des ouvertures rectan- gulaires allongées 46, 48 d'une largeur légèrement supé- rieure à l'épaisseur du galet 24 pour permettre le pas- sage de celui-ci. Dans les parois latérales 50, 52 sont pratiquées des ouvertures 50, 52 sensiblement rectangulaires (voir également figure 5). Dans ces ouvertures 50, 52 se trouvent des plaquettes également rectangulaires 54, 56, qui forment les paliers de support du galet 24. Ces plaquettes 54, 56 comportent le long du bord inférieur une partie plus large formant leurs pieds 58, 60. La largeur des plaquettes 54, 56 est légèrement supérieure à l'ouverture 52, mais elle comporte sur les côtés latéraux des rainures verticales 62, 64, dont la section est en forme de "U" dans lesquelles sont engagés les bords latéraux verticaux de chacune des ouvertures 50, 52. Les plaquettes 54 et 56, tout en étant maintenues par les parois latérales 44, 46 du caisson 36 peuvent glisser verticalement par rapport à celles-ci, grace aux rainures latérales 62, 64. Comme le montrent les figures 5 et 6, chacune des plaquettes 54, 56 repose, par ses pieds 58, sur une paire de ressorts hélicoïdaux de compresion 66, 68, portée par la paroi intérieure 42 du caisson 36. Comme on peut le voir sur la figure 6, le galet 24 est porté par l'intermédiaire d'un roulement 70 sur un axe 72 qui est porté, de part et d'autre du galet, par les plaquettes 54 et 56. Chacun des galets 24 est donc monté de façon flottante et sa position sera la résultante de la force exercée par le poids de la trémie, d'une part, et la force exercée par les quatre ressorts supportant ces paliers, d'autre part. Sur la figure 6, on voit également la partie inférieure de la paroi latérale de la trémie 10. Celle-ci est pourvue d'un socle circulaire 74 qui est porté par les galets de roulement et qui est pourvu d'une couronne dentée périphérique 76 pour être actionné au moyen d'un pignon d'entraînement. Tous les galets ont, comme le montre la figure 6, une section tronconique dont la pointe virtuelle se trouve sur l'axe de rotation O de la trémie. Le chemin de roulement du socle 74 est inclinée de manière à cor- respondre à la conicité des galets. Cette conicité a été prévue dans le but d'éviter les frottements au niveau du contact entre les galets et la surface de roulement du socle 74. Sur chaque bloc de support 28 se trouve, en outre, un galet horizontal 78. Ce galet évolue également sur le socle 78 lors de la rotation de la trémie et assure le maintien latéral de celle-ci. Sur chacun des supports 28 se trouve un levier basculant 80 monté de façon pivotante sur un chevalet 82 du support 28 et orienté radialement par rapport à la trémie 10. L'extrémité extérieure de ce levier 80 est articulée par l'intermédiaire d'un cylindre sur le bloc 28. A l'intérieur de ce cylindre 84 se trouve un ressort hélicoïdal relativement puissant qui agit sur un piston 82 par lequel le cylindre est connecté au levier 80. L'extrémité opposée de ce levier 80 comporte une tête 88 qui est maintenue, sous l'action du ressort 86 à une faible distance du socle 74 de manière que, en fonction- nement normal, la tête 88 reste hors contact du socle 74 pendant la rotation de la trémie. Ce dispositif constitue notamment une sécurité pour les fours installés dans des régions à risques sismiques et permet par ailleurs un culbutage accidentel de la trémie, p.ex. suite à un choc reçu d'une grue. Ce levier 80 empêche, en effet, la trémie 10 de chanceler sous l'effet de secousses vio- lentes grâce à l'action du ressort 86 qui amortit des vibrations éventuelles du socle 74 et l'empêche de se lever d'une hauteur supérieure à celle de la course du piston 82 dans le cylindre 84. REVENDICATIONS 1. Piste de roulement pour une trémie rotative d'une installation de chargement d'un four a cuve cons- tituée d'une série de galets supportés par une armature fixe (12) et sur lesquels évolue le socle circulaire (74) de la trémie (10), qui est muni d'une couronne dentée (76) pour être animé d'un mouvement de rotation autour de son axe vertical (O), caractérisée en ce que les galets sont groupés par paires, en ce que chaque paire de galets (24, 26) est portée par un essieu (22) pouvant pivoter autour d'un axe radial (X),et en ce que chacun des galets est porté dans son essieu (22) par des paliers flottants (54, 56) montés sur des ressorts. 2. Piste selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte huit galets portés par quatre essieux disposés aux quatre points cardinaux de la piste circulaire. 3. Piste selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque essieu (22) est porté par un pivot (30) monté radialement, du côté intérieur d'un bloc de support (28) fixé sur l'armature circulaire (12). 4. Piste selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisée en ce que chaque essieu (22) comporte deux caissons (36, 38) soudés de part et d'autre sur un manchon central (32) qui est engagé de façon démontable sur son pivot de support (30). 5. Piste selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque caisson est pourvu d'ouvertures rectan- gulaires allongées (48,48') sur ses faces supérieure et inférieure (40, 42) pour le passage des galets (24) et de deux ouvertures rectangulaires opposées (50, 52) sL.' ses faces extérieure et intérieure (44, 46) dans chacune desquelles est engagé un palier (54, 56), chacun de ceux- ci étant pourvu, sur les côtés opposés, de rainures verticales (62, 64) engagées sur les bords verticaux des ouvertures rectangulaires (50, 52) pour assurer le main- tien et la possibilité de glissement vertical, et en ce que chacun des paliers (54, 56) repose librement sur deux ressorts hélicoïdaux (66, 68) supportés par le fond du caisson (36). 6. Piste selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque galet 24 est monté par l'intermédiaire d'un roulement (70) sur un axe (72) porté, de chaque côté, par les paliers flottants (54, 56). 7. Piste selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisée en ce que sur chaque bloc de support (28) est monté un galet horizontal (78) assurant le maintien latéral de la trémie (10). 8. Piste selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisée en ce que sur chaque bloc de support (28) est monté un levier basculant (80) orienté radialement, dont l'extrémité intérieure comporte une tête (88) au dessus du socle circulaire (74) de la trémie et dont l'extrémité opposée est soumise à un puissant ressort (86) qui maintient la tête (88) à faible distance au dessus du socle (74). 9. Piste selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8, caractérisée en ce que tous les galets ont une section tronconique dont la pointe virtuelle est située sur l'axe de rotation (O) de le trémie et en ce que le chemin de roulement du socle (74) a une incli- naison correspondant à la conicité des galets.