Brevet FR3075930A1 — publié le 20190628

OUTIL DE MAINTENANCE POUR BRÛLEUR La présente invention se rapporte aux fours rotatifs et plus particulièrement aux brûleurs de ces fours. Pour obtenir une combustion correcte et une forme de flamme maîtrisée, les brûleurs présents dans les fours rotatifs (notamment cimentier, producteur de chaux... ) génèrent des écoulements d'air à hautes voir très hautes vitesses (200-300 m/s). Ces niveaux de vitesses peuvent en fonction des conditions régnant dans le four (température, quantité de poussière, pourcentage de phase liquide dans les composés chimiques) créer des concrétions se fixant sur les embouts du brûleur. Leurs accumulations finissent par réduire les performances du brûleur, par déviation de la flamme, ce qui entraîne des conséquences sur le process (qualité de production, durée de vie du revêtement réfractaire du four ... ), pouvant obliger l'utilisateur à arrêter son four pour nettoyer les embouts du brûleur. Pour nettoyer les concrétions, les cimentiers utilisent en fonctionnement une barre métallique, une lance à eau ... Ces dispositifs sont sommaires et très peu efficaces, mais surtout dangereux pour les personnels et l'imprécision des nettoyages provoque un endommagement du réfractaire protégeant le brûleur. Il existe un besoin d'empêcher l'accumulation de concrétions sur les embouts du brûleur qui peuvent générer des bouchages de l'air entraînant des déviations de flamme, tout en évitant d'arrêter la production liés aux dommages sur les briques réfractaires induites par une déviation de flamme, ou la dégradation de la qualité de la production et proposer une solution sûre et fiable pour cette opération de maintenance indispensable. L'objet de l'invention est de mettre en place un système de nettoyage des embouts permettant d'effectuer une opération de maintenance sans danger, avec le brûleur en fonctionnement, et sans risquer un arrêt four qui est coûteux. 2 L'objet de l'invention consiste en un dispositif de nettoyage des embouts d'un brûleur présent sur les fours rotatifs, ledit dispositif est constitué d'un tube support d'axe X destiné à traverser ledit brûleur et il est caractérisé en ce que le tube support comprend un câble métallique relié à 5 l'une de ses extrémités à un racleur et à l'autre extrémité à un système de mise et de maintien en position du racleur, que le racleur est articulé sur le tube support entre une première position alignée sur l'axe X dans le prolongement du tube support et un deuxième position perpendiculaire à l'axe X, et que le tube support est relié à un système de mise en rotation de 10 l'ensemble du dispositif. Il peut être mis en place et manipulé par l'arrière du brûleur ce qui garantit une bonne sécurité pour les interventions. Sa rotation autour de l'embout du brûleur permet de nettoyer efficacement les concrétions quel que soit leur nature (forme, dureté... ). Il est suffisamment robuste pour pouvoir être utilisé sans arrêter le brûleur lors de son 15 fonctionnement (tenue en température, maintien en position, répétabilité de l'utilisation). Le dispositif pourra par exemple être en inox réfractaire. Avantageusement, le tube support est relié à un moyen de martèlement selon l'axe X. Il est ainsi possible de translater le racleur d'avant en arrière suivant l'axe X selon un mouvement longitudinal 20 périodique ou non, ce qui crée des coups répétés sur ledit embout par le racleur. Ainsi, le nettoyage des embouts peut se faire par action de récurage par un mouvement de rotation ou par action de martèlement par un mouvement de translation ou par la combinaison des deux actions. Avantageusement, le câble métallique est disposé à l'extérieur du tube 25 support. Un ensemble de tubes guide fixés au tube support, maintient le câble à la bonne position pour éviter tout pincement entre l'outil et le tube dans lequel il est inséré. En variante, le câble peut être disposé à l'intérieur du tube support pour bénéficier de la protection mécanique de celui-ci. Ainsi rien ne dépasse du 30 tube support dans le brûleur 3 Avantageusement, le tube support et le racleur ont un diamètre (1) 73mm. Le diamètre du tube support et du racleur sont de taille restreinte de manière à pouvoir être inséré dans un tube standard. Le dispositif est ainsi compact et apte à être inséré dans la plupart des brûleurs sans modification 5 coûteuse, par une ouverture de section réduite. Avantageusement, le racleur est démontable et interchangeable. Il est ainsi possible de s'adapter aux différents diamètres de brûleurs en choisissant des racleurs plus ou moins longs et choisir différents types de racleurs, plus ou moins affûté pour améliorer le récurage de l'embout, et 10 permettant ou non d'injecter de l'air sous pression ou des matériaux pulvérulents. Avantageusement, le tube support est démontable et interchangeable. Il est ainsi possible de s'adapter aux différentes longueurs de brûleurs en choisissant des tubes plus ou moins longs, voire en soudant un tube 15 supplémentaire sur le tube support. Le câble est prévu suffisamment long ou il est remplacé en fonction de la nouvelle longueur du brûleur. Avantageusement, le tube support et le racleur sont creux et communiquant, le tube support est ouvert des deux côtés, le racleur comprend des trous communiquant avec l'intérieur dudit racleur et disposés 20 sur un côté et de l'air comprimé circule du tube support vers le racleur. L'air comprimé est injecté dans le tube support jusqu'à l'intérieur du racleur d'où il sort par les trous, et il permet un mode de nettoyage adapté à certaines conditions d'encrassement du brûleur, il permet également de maintenir plus longtemps le racleur dans la flamme, sans risquer sa dégradation liée aux 25 températures élevées à l'intérieur du four. Avantageusement, le tube support et le racleur sont creux et communiquant, le tube support est ouvert des deux côtés, le racleur comprend des trous communiquant avec l'intérieur dudit racleur et disposés sur un côté et un fluide chargé d'un matériau pulvérulent circule du tube 30 support vers le racleur. De la même façon que pour l'air comprimé, le fluide chargé d'un matériau pulvérulent comme par exemple du sable permet un 4 mode de nettoyage adapté à des conditions d'encrassement du brûleur importante. Le fluide utilisé pourra être de l'air comprimé. Dans ce cas les trous pourront être d'un diamètre plus important. Avantageusement, le système de mise en rotation de l'ensemble du 5 dispositif est un volant motorisé. Le nettoyage peut ainsi être automatisé. L'invention concerne également un procédé de nettoyage d'un brûleur de four rotatif, il est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: insertion et placement du dispositif selon une des revendications précédentes dans le brûleur, 10 mise en position du racleur de la première position alignée à la deuxième position perpendiculaire par le système de mise et de maintien en position, maintien en position du racleur à l'aide du système de mise et de maintien en position et 15 mise en rotation du dispositif à l'aide du système de mise en rotation. Le dispositif permet un procédé de nettoyage mécanique simple et efficace. Avantageusement, l'insertion et le placement du dispositif est faite à l'aide d'un vérin. Il est ainsi possible d'automatiser le procédé. Avantageusement, le dispositif est mis en translation selon l'axe X 20 manuellement ou à l'aide d'un vérin motorisé, ce qui permet en plus de l'effort de raclement, d'effectuer un effort de martèlement sur les collages trop importants. Ainsi, le nettoyage des embouts se fait par action de récurage par un mouvement de rotation ou par action de martèlement par un mouvement de 25 translation ou par la combinaison des deux actions Avantageusement, le câble métallique est relié à l'autre de ses extrémités à un treuil motorisé. Il est ainsi possible d'automatiser le procédé. D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, 30 donnés à titre d'exemple : - La figure 1 est une perspective du dispositif selon l'invention, 5 La figure 2 est une coupe du dispositif selon l'axe X, La figure 2A est une coupe du dispositif selon AA, La figure 3 est une coupe du racleur aligné avec le tube, La figure 4 est une coupe du racleur selon IV-IV, 5 La figure 5 est une vue schématique d'un brûleur équipé du dispositif selon l'invention, - Les figures 6 et 7 sont des vues de face de l'embout de différents brûleurs avec le dispositif selon l'invention. Le dispositif 1 comprend un tube support 2 d'axe X, un câble métallique 10 3, un racleur 4 de forme allongée fixé au tube support 2, un système 5 de mise et de maintien en position du racleur 4, un moyen 6 de mise en rotation du dispositif 1. A la figure 1, le câble métallique 3 est placé le long du tube support 2 (figure 2A) dans des tubes guides 21 fixés au tube support 2, mais il pourra 15 aussi être disposé à l'intérieur du tube support 2 (figure 5). Le câble métallique 3 est relié à l'une de ses extrémités au racleur 4 et à l'autre extrémité à un système 5 de mise et de maintien en position du racleur 4. Le racleur 4 est articulé sur le tube support 2 autour d'un axe Y 20 perpendiculaire à l'axe X à l'extrémité dudit tube support 2. Il a deux positions: une position alignée sur l'axe X dans le prolongement du tube 2 et une deuxième position perpendiculaire à l'axe X correspondant à la position d'utilisation du racleur 4. Le système 5 permet le basculement du racleur d'une position à l'autre et son maintien en position. Le système 5 est 25 constitué d'un bras de levier 50 entraînant une poulie 51 sur laquelle est enroulé le câble métallique 3. Le bras de levier 50 peut être bloqué pour immobiliser le racleur 4. Sur les figures 1 et 2, le tube support 2 est relié à un volant 60 qui constitue le moyen de mise en rotation 6. Il pourra être motorisé. 6 Dans une variante, le racleur 4 est creux et présente des trous 40 reliant le creux 41 à l'extérieur. Ces trous 40 sont répartis sur la longueur du racleur 4. Ils pourront être répartis régulièrement ou non. Comme visible figure 4, le racleur 4 a une partie biseauté 42 sur son 5 profil. La partie biseauté 42 présente deux faces 420 et 421. Une face est percée de trous 40, ou les deux. Lorsque les deux faces 420 et 421 sont toutes les deux percées, les trous 40 peuvent être décalés ou en quinconce d'une face à l'autre ou non. Le racleur 4 présente un perçage 43 près de son articulation 44, ce 10 perçage est aligné avec l'intérieur 20 du tube support 2 lorsque le racleur est perpendiculaire au tube support en position d'utilisation. Nous allons maintenant décrire le procédé de nettoyage d'un brûleur 7 par le dispositif 1. Le dispositif 1 est mis en position allongée où le tube support 2 et le 15 racleur 4 sont dans le prolongement l'un de l'autre comme illustré figure 3. Le dispositif 1 est introduit dans le brûleur 7 depuis l'arrière dudit brûleur 7 jusqu'à ce que le racleur 4 sorte totalement du brûleur coté four. L'introduction peut être réalisée au centre ou non. On actionne le système 5 qui fait basculer le racleur 4 de sa position 20 allongée à sa position perpendiculaire au tube support 2 et le maintien en position en appui sur l'embout 70 du brûleur. Le système de mise et de maintien en position est réalisé par l'intermédiaire d'un treuil à cliquet appliqué à une roue dentée qui permet au racleur de rester en appui sur l'embout 70. 25 Le dispositif 1 est mis en rotation par le volant 60 manuellement ou par un moteur, entraînant le racleur 4 qui va frotter sur toute la périphérie de l'embout 70 du brûleur 7 et retirer les concrétions qui y sont accumulées. Le dispositif 1 peut également être mû en translation suivant l'axe X manuellement ou par un vérin motorisé, entraînant le racleur 4 qui va 30 marteler la surface de l'embout 70 du brûleur 7 et détacher les concrétions qui y sont accumulées. 7 En fonction de la nature des différents collages (forme, dureté... ), le dispositif offre plusieurs possibilités. Le racleur 4 étant démontable et interchangeable, on peut choisir différent types de racleur 4. Si le concrétions sont collées de façon peu dure et sont de taille peu 5 importante cela nécessite qu'une courte durée d'utilisation de l'outil ( 5min), on équipera le dispositif 1 d'un racleur 4 avec des trous 40 permettant un nettoyage mécanique assisté d'un nettoyage pneumatique sous pression, réalisé par ajout d'air comprimé permettant : - d'augmenter l'efficacité de nettoyage - de bénéficier d'un refroidissement de l'outil 15 Si les concrétions sont collées de façon dure et sont de taille importante, la durée d'utilisation sera plus importante (>5min) et le dispositif 1 sera équipé par un racleur 4 troué permettant un nettoyage mécanique assisté d'un nettoyage par sablage sous pression, réalisé par ajout d'air comprimé chargé d'un matériau pulvérulent (sable, abrasifs, poussière... ) 20 permettant : - d'augmenter l'efficacité de nettoyage - de bénéficier d'un refroidissement de l'outil La mise en mouvement du système s'effectue par le moyen 6 de mise en rotation 6, REVENDICATIONS1. Dispositif de nettoyage d'un brûleur de four constitué d'un tube support (2) d'axe X destiné à traverser ledit brûleur et caractérisé en ce que le tube support (2) comprend un câble métallique (3) relié à l'une de ses extrémités à un racleur (4) et à l'autre extrémité à un système (5) de mise et de maintien en position du racleur (4), que le racleur (4) est articulé sur le tube support (2) entre une première position alignée sur l'axe X dans le prolongement du tube support (2) et un deuxième position perpendiculaire à l'axe X, et que le tube support (2) est relié à un moyen de mise en rotation (6) de l'ensemble du dispositif. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube support (2) est relié à un moyen de martèlement selon l'axe X. 3. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube support (2) et le racleur (4) ont un diamètre 73mm. 4. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le racleur (4) est démontable et interchangeable. 5. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube support (2) est démontable et interchangeable. 6. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube support (2) et le racleur (4) sont creux et communiquant, que le tube support est ouvert des deux côtés, que le racleur (4) comprend des trous communiquant avec l'intérieur dudit racleur et disposés sur un côté et que de l'air comprimé circule du tube support (2) vers le racleur (4). 9 7. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube support (2) et le racleur (4) sont creux et communiquant, que le tube support est ouvert des deux côtés, que le racleur (4) comprend des 5 trous communiquant avec l'intérieur dudit racleur et disposés sur un côté et qu'un fluide chargé d'un matériau pulvérulent circule du tube support (2) vers le racleur (4). 8. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en 10 ce que le moyen de mise en rotation (6) de l'ensemble du dispositif est un volant motorisé. 9. Procédé de nettoyage d'un brûleur de four rotatif caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: 15 Insertion et placement du dispositif selon une des revendications précédentes dans le brûleur, mise en position du racleur de la première position alignée à la deuxième position perpendiculaire par le système (5) de mise et de maintien en position, 20 maintien du racleur à l'aide du système (5) de mise et de maintien en position mise en rotation du dispositif à l'aide du moyen de mise en rotation (6). 25 10. Procédé de nettoyage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'insertion et le placement du dispositif est faite à l'aide d'un vérin. 11. Procédé de nettoyage selon une des revendications 9 ou 10, 30 caractérisé en ce que le dispositif est mis en translation selon l'axe X manuellement ou à l'aide d'un vérin motorisé. 10 12. Procédé de nettoyage selon une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le câble métallique (3) est relié à l'autre de ses extrémités à un treuil motorisé. 5