Brevet FR2712727A1 — publié le 19950524

Système de maintien des isolateurs haute tension pendant la cuisson. La présente invention concerne un dispositif de maintien des isolateurs porcelaine haute tension pendant la cuisson. L'invention est nommée "Keep back - Guidax". Système de maintien des isolateurs haute tension de 72,5 KV à 245 KV pendant leur cuisson en évitant toute déformation axiale. Ledit système comprend un ensemble de pièces en matière réfractaire assurant deux fonctions essentielles l'automaintien des isolateurs entre eux (Keep back) et le guidage axial pendant la rétractation due à la cuisson (Guidax). La traduction littérale de la langue anglaise du terme "Keep back" (retour arrière, maintien) exprime la caractéristique fondamentale de ce nouveau système de maintien des isolateurs pendant la cuisson. Le concept de base est le suivant L'isolateur doit être positionné verticalement sur des rondeaux de SiC rehaussés, le rehaussement est nécessaire pour permettre la circulation des gaz à l'intérieur de l'isolateur. Le maintien des isolateurs est assuré par des entretoises et rondeaux disposés sur la partie supérieure desdits isolateurs et d'un tube reliant la base au sommet de chaque isolateur (figure n l) composant ainsi une grille horizontale rigide. Ladite grille relie tous les isolateurs en un ensemble solidaire et rigide interdisant leur déplacements par flexion. L'avantage principal de ce système, par rapport aux autres existants, réside dans le fait que les isolateurs se maintiennent par eux même de telle sorte que, pour empêcher leur flexion, il n'est plus nécessaire d'introduire dans le four de cuisson des corps étrangers qui occupent un espace utile important. Les autres systèmes existants utilisent une méthode de maintien vertical par un emballage de matière réfractaire encombrant et de mise en oeuvre fastidieuse alors que cette invention permet le maintien des isolateurs en cuisson par une liaison mécanique rigide qui utilise le minimum de matière réfractaire. Pendant la cuisson, les isolateurs se rétractent d'environ 10 % de leur hauteur. La grille de maintien supérieure accompagne les isolateurs pendant cette rétractation assurant ainsi leur maintien en position idéale pendant toute la durée de la cuisson. A l'issue de la cuisson, la grille se démonte aisément et est mise de côté pour la fournée suivante. Les éléments de la grille, composés de matériaux réfractaires à base de SiC, sont réutilisables de 100 à 300 fois en fonction de leur qualité et de leur entretien. L'invention est utilisable pour des isolateurs cylindriques creux de 72,5 KV à 245 KV fabriqués par les méthodes dites de "tournage humide", "tournage demi-sec", "tournage sec" et dont le rapport Hauteur / Diamètre de fût est compris entre 3 : 1 et 8 1 de la manière suivante Tournage humide: H / D 3,0 4,5 5,5 6,5 8,0 Tournage demi-sec et sec: H / D 3,0 5,5 6,0 6,5 8,0 Les isolateurs dont le rapport Hauteur / Diamètre de fût est supérieur à 8 1 ne peuvent être cuits avec ce procédé mais avec un autre procédé existant (Ex.: suspension). Les isolateurs dont le rapport Hauteur / Diamètre est inférieur à 3 : 1 nenécesitent pas de recourir à un procédé particulier car ils sont suffisamment stables et conservent une bonne rectitude verticale pendant la cuisson. Les zones d'utilisation du système "Keep back - Guidax", décrites sur les figures n"4 et n07, dépendent aussi d'autres paramètres: Dans le cas d'isolateurs sensibles à la flexion (Ex.: Lorsque la pâte de porcelaine contient une forte proportion de composants plastiques ou pour des isolateurs à parois très fines et à parois d'épaisseurs différentes sur une même section), les zônes d'utilisation se déplacent vers le bas. I1 en est de même pour les isolateurs dont la tolérance de flexibilité est très faible, dans ce cas, la zone d'utilisation du système "Keep back" commence pour un rapport Hauteur / Diamètre de fût de 2,5 : 1. Dans tous les cas, il existe une zone permettant d'utiliser cette méthode de maintien des isolateurs dans le four de cuisson. Pendant la mise en oeuvre de l'invention, il est nécesaire de suivre la méthodologie suivante: 1/- Calculer la "finesse " de l'isolateur définie par le rapport entre sa hauteur et son diamètre de fût définis par le dessin d'exécution, soit X = H / D. Dans le cas où "X" est compris entre 3 et 8, il faut se référer aux diagrammes, Fig.4 et 7 suivant le mode de tournage. Dans tous les cas, l'épaisseur E des parois de l'isolateur doit respecter la règle suivante : E > = (H /100) + 10 (mm) 21- Calculer le nombre d'isolateurs que l'on peut mettre sur le chariot du four en respectant les distances suivantes entre les isolateurs: - 15 mm pour les isolateurs jusqu'à 110 KV - 25 à 30 mm pour les isolateurs de plus de 110 KV Les éléments constituant la liaison entre les isolateurs (lattes, capsules et chevilles) sont fabriqués en matériaux réfractaires à base de Silicium Carbide (SiC), ils ne subissent que très peu d'efforts pendant la cuisson et leur seule particularité doit être de conserver une bonne résistance mécanique à une température de: TO de cuisson +2000 C ou TO de cuisson +4730 K Le nombre d'éléments constituant la grille dépend du nombre d'isolateurs chargés dans le four et se calcule par les formules suivantes: 1/- Sans utilisation du système "Guidax" (tube Cristar, fig.16). Nombre de lattes: Nî = 2 a b - (a+b) Nombre de capsules: Nc = a b Nombre de chevilles: NCh = 2 (a+b) "a" = Nombre d'isolateurs disposés sur la première coordonnée. "b" = Nombre d'isolateurs disposés sur la deuxième coordonnée. 2/- Avec utilisation du système "Guidax" (tube Cristar, fiv.16). Nombre de capsules: Nc = (a b) - c "c" = Nombre de chevilles "Guidax" (fig.22). Autres formules identiques à ci-dessus. Les différents éléments doivent être fabriqués avec une grande précision. Les capsules doivent avoir un diamètre de pénétration dans l'isolateur inférieur de 1 à 3 mm au diamètre intérieur de l'isolateur cuit. Les lattes et les chevilles doivent pouvoir s'insérer facilement avec un faible jeu mais permettant un démontage aisé du système. Les lattes et les chevilles peuvent servir indifféremment pour des capsules de plusieurs diamètres qui ont toutes un diamètre intérieur identique. Les capsules peuvent être utilisées pour des isolateurs ayant des formes intérieures différentes. (Fig.8) Le positionnement des isolateurs sur le chariot du four doit être strictement vertical, vérifié avec un niveau et les intervalles de séparation strictement identiques, vérifiés avec un gabarit en bois ou plastique. Lorsque la première rangée d'isolateurs est correctement positionnée, poser les capsules sur les isolateurs en contrôlant leur bon centrage, relier les isolateurs, où son posées les capsules, avec les lattes. Poser ensuite les rangées de la même façon en reliant chaque nouvelle rangée avec la précédente. En cas d'utilisation du système "Guidax", répartir les systèmes en fonction des figures 2,3,5 et 6. En final, la partie extérieure de la grille est consolidée par les chevilles (Fig. 22). L'installation est alors terminée, si les règles précédentes ont été respectées, le risque de flexion est des isolateurs pendant la cuisson est éliminé. Les profils et dimensions des éléments du système "Keep back - Guidax" sont décrits dans les pages suivantes avec les références cidessous: N Fzg N0 Plan Désignation Fig. 9 SYSTEME "KEEP BACK - GUIDAX". Fig. 10 E482101 DISQUE SiC (Silicium Carbide). Fig. 1 1 E482102 DISQUE DE CENTRAGE. Fig. 12 E482103 SOCLE DE CENTRAGE. Fig. 13 E482104 CHEVILLE "GUIDAX". Fig. 14 E482105 BRIQUE "GUIDAX". Fig. 15 E482106 RONDEAU SiC (Silicium Carbide). Fig. 16 E482107 TUBE CRISTAR. Fig. 17 E482108 CAPSULE "GUIDAX" N"1. Fig. 18 E482109 CAPSULE "GUIDAX" N"2. Fig. 19 E482110 LATTE. Fig. 20 E4821 1 1 CAPSULE "KEEP BACK" N"1. Fig. 21 E4821 12 CAPSULE "KEEP BACK" N"2. Fig. 22 E482113 CHEVILLE "KEEP BACK - GUIDAX". Revendications: 1- Système de maintien ("Keep back") constitué à sa base de pièces de rehaussement en matière réfractaire, nécessaires à la circulation des gaz pendant la cuisson et composé, à la base de chaque isolateur, d'un disque (1) sur lequel sont disposées quatre briques Guidax (5), cet empilage est complété par un rondeau (6) sur lequel est disposée une feuille de papier SiO2 assurant le glissement de la base de l'isolateur pendant la rétractation due à la cuisson. La partie supérieure du système de maintien assure l'auto maintien des isolateurs entre eux et est composée de capsules épaulées (11) insérées dans le diamètre intérieur des isolateurs, lesdites capsules reçoivent les lattes (10) reliant les isolateurs voisins les uns des autres et assurant la constance de la valeur des intervalles séparant les isolateurs. Chaque extrémité de latte occupe le quart de l'espace laissé libre par le diamètre intérieur des capsules, le ou les quartiers laissés libres dans les capsules des isolateurs disposés en périphérie de l'ensemble destiné à la cuisson, sont comblés par les chevilles (13). L'ensemble forme une grille homogène et rigide. 2- Système de guidage ( "Guidax" ) introduit à la base de l'empilage décrit en revendication 1, comprend un socle de centrage (3), destiné à recevoir le tube Cristar (7), sur ledit socle de centrage est inséré un disque de centrage (2), de forme extérieure carrée, lui même ajusté entre les quatre briques Guidax (5) afin de centrer le tube Cristar suivant l'axe vertical de l'isolateur. Quatre chevilles Guidax (4) sont disposée à égale distance, grâce à leur chanfrein, entre le disque de centrage (2) et le rondeau (6) afin de bloquer ledit disque de centrage en position. Dans le diamètre intérieur de la partie haute de l'isolateur, équipé du système de guidage, est insérée une- capsule Guidax (8) ou (9) suivant ledit diamètre intérieur, dans laquelle sont insérées les lattes (10) et chevilles (13) comme décrit en revendication 1, lesdites capsules (8) et (9) sont percées en leur centre d'alésages s'ajustant autour du diamètre extérieur du tube Cristar (7) afin de suivre le mouvement de rétractation longitudinal de l'isolateur pendant la cuisson et de trous autour de ce même alésage assurant la circulation des gaz. 3- Les système de maintien (Keep back) et de guidage (Guidax) peuvent être utilisés individuellement ou simultanément en fonction des diagrammes de zones utilisation (Fig. 4 et Fig. 7).