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La présente invention concerne les joints démontables étanches aux gaz, applicables, en particulier, aux fours industriels, tels que fours d'élaboration et de traitemento
Elle a pour but de réaliser un joint de ce genre qui soit étanche aux gaz, quelles que soient leurs températures et leurs pressions.
A cet effet et suivant la caractéristique principale de l'inven- tion, le joint est constitué par le bord d'un organe en forme de cloche qui plonge dans une capacité, de préférence annulaire, contenant une ma- tière capable de changer, d'une façon réversible, l'état physique (liquide, visqueux, pâteux, solide);
sous l'action de moyens propres à élever ou à abaisser la température de ladite matière et/ou à y ajouter un ou pluseiurs corps convenables au moment opportuno
On conçoit qu'avec une telle disposition, il est facile de monter et de démonter le joint lorsqu'on a amené la matière en question à l'état liquide et que, par contre, on a la faculté de la erendre étanche agaz sous pression en amenant ladite matière dans un état visqueux, pâteux ou solide, suivant la valeur de la pression desdits gazo Le type de joint suivant l'invention présente encore les avantages suivants :
Obturation totale constante dans une large gamme de pressions et de températures quel que soit le programme de fonctionnement ( dans un four en particulier températures, pressions, composition et vitesses des gaz, nature des pro- duis, etcooo) Liberté de régler le fonctionnmentnt dudit joint en vue d'obtenir uneadaptation souple aux nécessités de conduite du four, le fonctionnement du joint étant indépendant du fonctionnement du four. En- combrement réduit, de l'ordre de celui d'un joint de sable par exemple, tel que l'équilibre géométrique d'un four ^,même déjà construit, ne soit pas perturbé par le nouveau jointe Simplicité de réalisation.
Possibilités d' adapter le dispositif au programme de traitement du four et des matières y traitées, sans modification des installations fixes du joint.
Dans le cas d'un joint de four, par exemple, on choisira la com- position de la ou des matières utilisées pour ce joint de telle façon que sa tension de vapeur ne soit pas susceptible d'amener de modifications de l'atmosphère du four risquant de corroder les produits en traitement dans le four, ou ce four lui-même et que les parois de l'Organe en forme de cloche et de ladite capacité ne soient pas corrodées par contact avec la- dite matière, quelle que soit l'évolution de celle-ci dans ses états phy- siques successifs.
Suivant le fonctionnement prévu pour le four, on pourra désirer que la matière d'étanchéité présente des caractéristiques chimiques et/ou phy- siques lui permettant plusieurs passages de la phase liquide à la phase solide, séparés par un ou plusieurs états pâteux ou pulvérulents, comme tel est le cas, par exemple pour les verres, le soufre fondu, les laitiers, etcooo
Dans un mode de réalisation, les moyens qui permettent d'éléver la température de la matière de joint sont constitués par des résistances électriques disposées contre les parois extérieures de ladite capacité ou dans l'épaisseur de celles-ci.
Dans une variante, les moyens qui permettent d'élevery la tempé- rature de la matière du joint sont constitués par une conduite disposée sous le fond de ladite capacité et parcourue par un fluide chaud ou par un gaz combustible que l'on fait brûler le long de ladite conduite formant alors la rampe de brûleurs.
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Suivant une particularité constructive, les moyens qui permettent d'abaisser la température de la matière de joint sont constitués par des conduites noyées dans ladite matière et parcourues par un fluide froido
Suivant @ autre caractéristique de l'invention, pour augmenter l'adhérence de la paroi de l'organe, en forme de cloche, dans la matière de joint, on munit cette paroi d'ondulations ou d'indentations qui s'étendent dans une direction horizontale ou oblique.
L'invention sera mieux comprises à la lectune de la description suivante et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, quelques modes de réalisation d'un joint d'étanchéité sui- vant l'invention, dans son application à un four à cloche pour recuit de tôles d'acier sous atmosphère contrôlée. Surces dessins :
La Figo 1 représente schématiquement l'ensemble du four en élé- vation et son joint d'étanchéité en coupe.
La Fig. 2 montre en coupe et à plus grande échelle, le joint d'é- tanchéité muni de moyens de chauffage et de refroidissement.
La Figa 3 est une coupe analogue à celle de la Fig. 2, d'une variante de réalisationo
La Fig. 4 montre, schématiquement, un moyen pour ajouter un corps liquide à la matière du joint.
La Fig. 5 représente une autre variante des moyens de chauffage du joint
En se référant d'abord à la Fig. 1, on voit un four pour le re- cuit de tôles d'acier, composé de divers éléments connus, teels qu'une em- base, un empilage, une virole et différents accessoirés entourés d'une enveloppe 1, contenant les gaz non oxydants dans lesquels sont traitées les tôles.
Le joint d'étanchéité suivant l'invention comporte une couronne 2 présentant un bord rabattu vers le bas pour former une paroi sensible- ment verticale qui rappelle la forme de la partie inférieure d'une¯cloche.
La couronne 2 est soudée d'une façon étanche sur l'enveloppe 1 et plonge dans une capacité annulaire 3 contenant une matière convenable 4 pouvant être rendue, à volonté, liquide, visqueuse, pâteuse ou solide, par des moyens sur lesquels on reviendra plus loin, et qui agissent soit par élé- vation ou abaissement de la température de latite manière de joint, soit par addition d'un ou plusieurs corps à ladite matière, soit par électrolyse locale ou globaleo
Etant donné la structure que l'on vient de décrire, on voit que, pour démonter commodément le j'oint, il suffit de rendre liquide la matière 4, tandis que pour réaliser l'étanchéité du joint à des pressions de gaz croissantes, il suffit d'augmenter la viscosité de ladite matière 4, jus- qu'au point de la rendre solide si besoin est.
Les montages et démontages de ce joint ne le détruisent donc pas, ce qui constitue un avantage impor- tant. De plus, le type de joint suivant l'invention présente encore de nombreux avantages, ainsi que déjà exposé plus haut.
La matière de joint 4 pourra être, par exemple, une composition de verre, une combinaison d'oxydes vitrifiants ou non, une combinaison de métaux ou d'alliages, une matière organique ou un mélange de telles matiè- res, et, d'une façon générale, des matières minérales, métalliques, organi- ques ou telle combinaison de ces matériaux qui convienne à la fois au fonc- tionnement du joint et du four, qui ne soit pas détériorée par le fonction- nement du joint et, notamment, qui ne subisse pas de transformations irré-
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versibles empêchant son utilisation d'une manière continue pendant les successions des cuissons du four.
Il faut également une matière dont on puisse régler, dans les limites de fonctionnement du four, non seulement la fluidité, mais aussi des constantes physiques ou chimiques qui régissent sa stabilitéo (Exemple ; tension de vapeur), ses transformations, son ac- tion corrosive ou solvante sur les matériaux environnants, pouvoir d'absorp- tion des gaz et des agents chimiques tels que oxygène, hydrogène, soufre, phosphore, etcooo
Il est d'ailleurs connu, par exemple, en sidérurgie, que les sco- ries dont les variations de funddité obtenues par des additions particuliè- res, sont à la base de leur séparation d'avec le métal, constituent des ma- tériaux d'utilisation très souple ;
les scories acides sont généralement visqueuses et les scories basiques sont fluides dans les mêmes conditions de températureo On peut même doser la composition d'un laitier acide pour qu'il soit plus épais, pluspâteux, plus visqueux au cours du refroidis- somment ou bien pour qu'il soit épais puis pulvérulent dans les mêmes con- ditions, et cela suivant que le degré d'acidité est inférieur ou supérieur à 1.
Il est évident qu'on évitera, sauf pour montages ou démontages que le llaitier soit pulvérulent puisque c'est précisément le défaut du joint de sable et que ce défaut rend impossible le fonctionnement des fours sous des pressions élevées, qui seraient par ailleurs très souhaitables.
On évitera de même qu'il soit trop fluide puisque, pour les mêmes raisons, un joinit hydraulique limite les conditions de fonctionnement des fours aux basses pressions.
La composition d'un laitier utilisable comportera donc des éléments de base ou d'additions tels que :la silice, l'alumine, d'une part et des oxydes basiques d'autre part, permettant de régler la fluidité à une tem- pérature donnée et l'adhérence aux parois de la rigole contenant ce maté- riauo
On peut voir, sur la Figo 2, que la paroi verticale de la cloche 2 est munie d'ondulations et/ou d'indentations destinées à augmenter sa surface de contact avec la matière 4 et à produire des résistances à l'é- coulement de cette matière dans le syphon constitué par les deux parties de la capacité ou rigole 3 partagée par la cloche 2. La direction de ces ondulations peut être oblique, ou de préférence verticale.
La pression qui s'exerce sur la masse fluide ou visqueuse tend à appliquer celle-ci fortement sur lesdites ondulations, en agissant à la manière d'un autocla- vea Au cas où la matière du joint mouille mal la paroi de la cloche, -les infiltrations gazeuses entre la matière du joint et la cloche sont précisé- ment rendues plus difficiles par les pertes de charge considérables, dues aux chicanes formées par la matière et les ondulations, et par l'appui dû à la pression même sur ces ondulations, car la pression des gaz, éventuel- lement infiltrés, est inférieure à la pression transmise au fluide plus ou moins visqueux du jointo
Les moyens de chauffage et de refroidissement de la matière du joint peuvent être très variés.
Sur la Fig. 2, on a représenté des résis- tances électriques 5 disposées contre les parois extérieures de la capacité annulaire 3, ces résistances pouvant être alimentées par des moyens indépen- dants, ou, au contraire, liés aux moyens de chauffage du four. Le chauffage du joint permet non seulement d'augmenter la fluidité de la matière qui la constitue, mais il assure aussi, éventuellement, une contre-pression dans l'enceinte des gaz formant sas, comprise entre l'enveloppe 1, la cloche 2,
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la matière 4, la capacité 3 et le sol sur lequel repose l'ensemble.
Des canalisations 7, parcourues par un fluide relativement froid, servent à refroidir, au moment voulu, la matière 4 pour augmenter sa vis- cosité et, par conséquent, la rigidité du joint.
Dans la variante représentée sur la Figo 3, le chauffage est assuré par un fluide qui circule dans une canalisation 6 disposée sous la capacité annulaire 3. Cette canalisation peut être alimentée par des gaz chauds provenant d'une installation annexe ou du four lui-même, elle peut aussi être alimentée par un gaz combustible et être construite sous la for- me d'une rampe de brûleurs.
Dans la variante représentée sur la Figo 5, le dispositif de chauf- fage est constitué par des résistances électriques noyées dans un massif encastré dans le solo
On a indiqué schématiquement sur la Figo 4, comment, en plus des moyens de chauffage et de refroidissement, on peut, au moyen d'un dispositif, convenable 9, ajouter à la matière 4 du joint un corps 8, au moment voulu, pour en modifier la fluidité dans le sens désiréo
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisa- tion décrits et représentés, qui ont été donnés à titre d'exemples, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, sans qu'on s'écarte pour cela du ca- dre de l'invention.
REVENDICATIONS
1 - Joint d'étanchéité démontable, étanche aux gaz, remarquable en ce qu'il est constitué par le bord d'un organe en forme de cloche qui plonge dans une capacité, de préférence annulaire, contenant une matière capable de changer, d'une façon réversible, d'état physique (liquide, vis- queux, pâteux, solide) sous l'action de moyens propres élever ou abaisser la température de ladite matière et/ou à y ajouter un ou plusieurs corps convenables, au moment opportun.