Brevet FR2669567A1 — publié le 19920529

DISPOSITIF D'OUVERTURE ET DE FERMETURE D'UN RECIPIENT CONTENANT UN METAL A L'ETAT LIQUIDE La présente invention est relative à un dispositif d'ouverture et de fermeture d'un récipient contenant un métal à l'état liquide. Avant de procéder à la coulée d'un métal ou d'un alliage pour le mettre en forme, l'homme de l'art de la fonderie sait qu'il doit d'abord passer par différents stades allant de l'élaboration de l'alliage aux traitements de purification du métal et éventuellement à son transport vers le lieu de coulée. Toutes ces opérations s'effectuent sur des produits à l'état liquide et nécessitent donc des récipients tels que des fours de fusion, de maintien, de traitement ou des poches de traitement ou de transport pour les contenir. Afin de pouvoir récupérer le contenu des dits récipients au moment de la coulée par exemple ou de toute autre opération de transfert, on peut recourir à l'une des solutions suivantes: soit basculer le récipient, soit l'équiper d'un tube plongeur et exercer une pression de gaz à la surface du métal ou encore le munir à sa base d'un orifice de coulée sur lequel on adapte un système d'obturation tel qu'un tampon ou un bouchon. C'est à ce dernier type de solution que la demanderesse s'est intéressée dans la présente demande. Généralement, l'orifice qui est pratiqué en bas du récipient a une forme de tronc de cône ayant sa grande base disposée vers l'extérieur et son axe perpendiculaire à la paroi latérale du récipient Dans cette ouverture est enfilé le tampon ou le bouchon d'obturation de forme également tronconique qui suivant l'art antérieur est solidaire d'un levier Ce levier est fixé en un point situé dans un plan vertical passant par l'axe longitudinal du tampon et animé d'un mouvement de rotation autour de ce point de sorte que le tampon peut être dégagé de l'orifice pour ouvrir le récipient ou au contraire engagé dans l'orifice du récipient pour le fermer. Mais, dans ces conditions, le tampon décrit un cercle et son axe ne peut donc pas rester parallèle à l'axe de l'ouverture qui est horizontal De ce fait, quand on ouvre ou ferme un récipient qui contient encore du métal, le tampon aborde le jet de métal dans une direction oblique et non tangentielle, ce qui provoque des éclaboussures de métal; de plus, l'extrémité du tampon a tendance à frotter sur les parois de l'orifice, ce qui freine l'ouverture ou la fermeture et augmente d'autant la durée pendant laquelle peuvent se produire les éclaboussures. Un tel système présente donc des risques pour la sécurité du personnel C'est pourquoi la demanderesse a cherché et trouvé un système qui permette de remédier à ces inconvénients. L'invention consiste en un dispositif d'ouverture et de fermeture d'un récipient contenant un métal à l'état liquide et dont la paroi latérale est munie à sa base d'un orifice, le dit dispositif étant constitué d'une part, par un tampon d'obturation du dit orifice ayant la forme d'un tronc de cône dont l'axe est prolongé du côté de sa grande base par une tige de guidage et d'autre part, par un système de manoeuvre du dit tampon caractérisé en ce que le dit système est formé de quatre éléments: deux éléments ou bras de longueur différente dont l'un au moins est muni d'une poignée de manoeuvre, qui sont situés dans un même plan vertical, sont parallèles entre eux dans la position de fermeture du dispositif, ont leurs extrémités inférieures reliées par l'intermédiaire d'axes de rotation à un troisième élément horizontal situé dans un plan vertical passant par l'axe du tampon et fixé sur la tige de guidage et un quatrième élément solidaire de la paroi latérale du récipient situé dans le-même plan que l'élément horizontal et auquel sont reliées les extrémités supérieures des bras par l'intermédiaire d'axes de rotation décalés l'un par rapport à l'autre dans le sens de la hauteur de manière que le bras le plus court soit le plus éloigné du récipient. Ainsi, ces quatre éléments forment un trapèze qui en raison de la présence des axes de rotation est déformable Si on exerce sur l'un des bras une force ayant pour effet de l'éloigner du récipient alors que le système est en position de fermeture, les deux bras et l'élément inférieur vont tourner autour de l'élément supérieur Mais, dans un premier temps, en raison de la disposition des éléments, l'élément inférieur restera initialement sensiblement horizontal avant de décrire une trajectoire sensiblement circulaire Cette particularité se produisant aussi bien lors de l'ouverture que de la fermeture, il en résulte un dégagement ou un engagement du tampon parallèlement à l'axe de l'orifice et par suite la suppression des éclaboussures, ce qui est le but recherché par la demanderesse. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la figure jointe qui représente une vue latérale et partiellement en coupe axiale du dispositif en place sur un récipient à la fois en position fermée repérée F et en position ouverte repérée O. On y distingue la paroi latérale 1 du récipient munie d'un orifice 2 conique équipé d'un garnissage réfractaire prolongé vers l'extérieur par un bec 3 de coulée A l'intérieur de cet orifice est placé un tampon 4 tronconique dont l'une des extrémités est revêtue d'un feutre 5 réfractaire qui assure l'étanchéité et l'autre est pourvue d'une tige 6 de guidage sur laquelle est fixée l'élément 7 mobile muni sur la face arrière d'un axe de rotation 8 et sur la face avant d'un axe de rotation 9 L'élément 10 fixe est solidaire de la paroi latérale du récipient et est également muni d'un axe 11 dirigé vers l'arrière et d'un axe 12 dirigé vers l'avant, ce dernier étant décalé vers le haut par rapport à 11 Entre les deux éléments se trouvent le bras 13 enfilé sur les axes 9 et 12 et le bras 14, le plus court, enfilé sur les axes 8 et 11 et muni d'une poignée 15. En position ouverte, on retrouve les mêmes éléments qui ont été repérés avec le même numéro auquel on a ajouté l'indice a. En fonctionnement, lorsqu'on passe de la position fermée à la position ouverte, les bras 13 et 14 décrivent par rapport à leur axe respectif 12 et 11 un arc de cercle et entraînent dans leur mouvement l'élément 7 Cependant, au début de l'ouverture, du fait de sa liberté de mouvement relative et de sa position géométrique par rapport aux bras, l'élément 7 reste sensiblement horizontal avant de décrire une trajectoire circulaire comme le montre la courbe A De ce fait, le tampon est dégagé de l'ouverture dans une direction pratiquement parallèle à son axe et on évite ainsi les difficultés rencontrées avec les dispositifs de l'art antérieur et notamment le problème des éclaboussures. Ce dispositif peut être complété de préférence par des moyens annexes tels que -une poignée supplémentaire 16 de manutention fixée sur le bras 13 perpendiculairement à son plan. -un mécanisme de blocage de la tige de guidage du tampon en position fermée comportant une plaque 17 solidaire du récipient et sur laquelle on vient fixer à l'aide de boulons la partie 19 qui sert de liaison entre le système de manoeuvre et la dite tige. -un mécanisme de verrouillage du dispositif en position fermée comprenant une tige 20 munie d'une partie cylindrique 21 qui appuie sur la grande base du tampon, d'un limiteur de course 22 et d'un moyen de liaison 23 avec le bras 14 de manière à être entraîné par ce dernier lors de sa rotation. Cette tige est pourvue d'une ouverture 24 qui sert de passage à l'extrémité filetée d'une tige 25 fixée sur le récipient et sur laquelle est vissé un écrou 26 qui permet de verrouiller l'ensemble du dispositif. Pour deverrouiller, il suffit d'enlever l'écrou 26. Ce système a l'avantage d'assurer la fermeture du tampon même en cas d'intervention sur le système de blocage ou sur le trapèze -un mécanisme de verrouillage du dispositif en position ouverte comportant une biellette non représentée dont l'une des-extrémités est munie d'un axe 27 qui s'engage dans le bras 14 et l'autre extrémité est munie d'un axe 28 qui est équipé d'un levier 29, guidé à l'aide d'une chape 30 et repose sur un plan incliné 31 se terminant vers le haut par une échancrure 32, le dit plan étant situé à la partie supérieure de l'élément fixe 10. En fonctionnement, quand on ouvre le récipient, le bras 14 en se levant entraîne vers le haut la biellette et l'axe 28 qui glisse sur le plan incliné 31 et vient se loger dans l'échancrure 32 o il se trouve bloqué de sorte que le système est verrouillé en position haute Pour déverrouiller, il suffit d'appuyer sur le levier 29 et le tampon reprend sa place dans l'ouverture sous l'action de la gravité Dans ces conditions, la fermeture s'effectue rapidement, le choc entre le tampon et l'orifice étant amorti par le feutre de protection Celà est pratique dans le cas o on veut interrompre rapidement l'écoulement de métal liquide en raison de difficultés sur le circuit du métal placé en aval L'intervention de l'opérateur est alors très réduite et les risques limités. Après la fermeture rapide, le dispositif peut à nouveau être utilisé pour une ouverture normale de l'orifice. Outre la suppression des inconvénients de l'art antérieur, le dispositif de l'invention et ses annexes, ont pour avantages: -une conception simple et une sécurité de fonctionnement très élevée; -un coût de fabrication très réduit; -une facilité au remplacement du feutre de protection du tampon quand le dispositif est en position ouverte; -dans le cas d'une poche destinée au transport, le fait que le poids du dispositif n'altère pas sensiblement la charge marchande Ainsi pour une poche contenant 7 tonnes de métal, l'augmentation de la charge ne dépasse pas 16 kg. Il est évident qu'un tel dipositif, qui est représenté sur la figure avec un système de manoeuvre manuel, peut être mécanisé par mise en oeuvre d'un vérin électrique, pneumatique ou hydraulique. Ce dispositif trouve son application dans toutes les fonderies et plus particulièrement dans le cas des poches de transport o il permet d'améliorer les conditions de sécurité. REVENDICATIONS. 1 -Dispositif d'ouverture et de fermeture d'un récipient contenant un métal à l'état liquide et dont la paroi latérale ( 1) est munie à sa base d'un orifice ( 2), le dit dispositif étant constitué d'une part, par un tampon ( 4) d'obturation du dit orifice ayant la forme d'un tronc de cône dont l'axe est prolongé du côté de sa grande base par une tige ( 6) de guidage et d'autre part, par un système de manoeuvre du dit tampon caractérisé en ce que le dit système est formé de quatre éléments: deux éléments ou bras ( 13) et ( 14) de longueur différente dont l'un au moins est muni d'une poignée ( 15) de manoeuvre, qui sont situés dans un même plan vertical et qui dans la position de fermeture du dispositif sont parallèles entre eux, ont leurs extrémités inférieures reliés par l'intermédiaire d'axes ( 8) et ( 9) de rotation à un troisième élément ( 7) horizontal situé dans un plan vertical passant par l'axe du tampon et fixé sur la tige de guidage et un quatrième élément ( 10) solidaire de la paroi latérale du récipient situé dans le même plan que l'élément horizontal et auquel sont reliées les extrémités supérieures des bras par l'intermédiaire d'axes ( 11) et ( 12) de rotation décalés l'un par rapport à l'autre dans le sens de la hauteur de manière que le bras le plus court ( 14) soit le plus éloigné du récipient. 2.-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme de verrouillage du système en position fermée. 3.-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme de verrouillage du système en position ouverte.