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OBTURATEUR A JOINT D'ETANCHEITE PERIPHERIQUE GONFLABLE ET
SYSTEME D'OBTURATION LE COMPORTANT POUR LUCARNE DE FOUR
A CHAMBRES
L'invention concerne le domaine des fours à chambres dits à feu tournant ,
pour
la cuisson de blocs carbonés, plus particulièrement d'anodes et de cathodes en
carbone
destinées à la production par électrolyse de l'aluminium, et l'invention a
plus
particulièrement pour objet un obturateur pour obturer une lucarne de cloison
creuse de
four à chambres, ainsi qu'un système d'obturation comportant au moins un
obturateur,
mais de préférence une pluralité d'obturateurs, selon l'invention afin
d'optimiser
l'étanchéité de la zone dite d'aspiration du feu , lors du fonctionnement
d'un four à
feu tournant.
Des fours à feu tournant pour cuire des anodes sont décrits notamment dans les
documents de brevet suivants : US 4,859,175, WO 91/19147, US 6,339, 729, US
6,436,335 et CA 2550880, auxquels on se reportera pour davantage de précisions
à leur
sujet. On rappelle cependant partiellement leur structure et leur
fonctionnement, en
référence aux figures 1, 2a et 2b ci-après, représentant respectivement une
vue partielle
en perspective et coupe transversale avec arrachement représentant la
structure interne
d'un tel four pour la figure 1, et une vue en coupe longitudinale d'une
cloison creuse
conventionnelle d'un tel four pour la figure 2a et d'une cloison creuse de
nouvelle
génération pour la figure 2b.
Le four à cuire (FAC) comprend deux cuvelages parallèles, s'étendant selon un
axe
longitudinal sur la longueur du four, dont un seul est représenté sur la
figure 1, et
comportant chacun une carcasse 1 à deux murs latéraux, longitudinaux,
verticaux et
parallèles, sur un fond, lesquels murs et fond sont doublés intérieurement
d'un
calorifugeage 2, chaque cuvelage comportant également une succession de
chambres 3
transversales séparées les unes des autres par des murs transversaux 4. Chaque
chambre 3
est constituée, dans sa longueur, c'est-à-dire dans la direction transversale
du four, par la
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juxtaposition, en alternance, d'alvéoles 5 ouverts à leur partie supérieure
pour permettre
le chargement des blocs carbonés 6 à cuire et le déchargement des blocs 6
cuits refroidis,
et dans lesquels sont empilés les blocs carbonés 6 à cuire, et des cloisons
creuses 7. Ces
cloisons 7 d'une chambre 3 sont dans le prolongement longitudinal des cloisons
creuses 7
des autres chambres 3 de la même travée, et ces cloisons creuses 7 sont en
communication les unes avec les autres par des lucarnes 8 à la partie
supérieure de leur
paroi transversale en regard de passages longitudinaux ménagés à ce niveau
dans les
murs transversaux 4, de sorte que les cloisons creuses 7 forment des lignes de
cloisons
longitudinales, disposées parallèlement à la longueur du four et dans
lesquelles vont
circuler des fluides gazeux (air comburant, gaz combustibles et gaz et fumées
de
combustion) permettant d'assurer la préchauffe et la cuisson des bloc carbonés
6, puis
leur refroidissement.
Les cloisons creuses 7 comportent, en outre, un dispositif de chicanes 9 pour
allonger et répartir plus uniformément le trajet des gaz ou fumées de
combustion, et une
série d'entretoises transversales 10, réparties sur toute leur surface, pour
assurer le
maintien mécanique de leur parois minces, comme représenté sur les coupes des
figures
2a et 2b. Les cloisons creuses 7 sont également munies, à leur partie
supérieure,
d'ouvertures obturables 11, dites ouvreaux, ménagées dans un bloc de
couronnement 12
de la chambre 3 correspondante du four. Sur la figure 2b, les chicanes 9 de la
cloison 7 de
nouvelle génération se distinguent de celles de la cloison 7 de la figure 2a,
en ce qu'elles
permettent la répartition des gaz de combustion dans l'ensemble de la cloison
sans
constituer un obstacle au passage des gaz.
Pour isoler les cloisons 7 du four en amont des zones de cuisson, afin de
permettre
le transfert complet des fumées vers une rampe d'aspiration et éviter toute
infiltration
d'air froid à l'origine d'une baisse de rendement thermique et de la
détérioration des
équipements par corrosion issue de la formation de composés acides, des
obturateurs sont
introduits par des ouvreaux 11 de sorte à obturer des lucarnes 8 des cloisons
7 d'une
chambre 3 du four, ce qui impose de retirer les couvercles amovibles de ces
ouvreaux 11.
Les obturateurs communément utilisés aujourd'hui dans les fours à feu tournant
sont
constitués d'une plaque fixe, ou déployable manuellement, reliée à une tige de
manutention, qui permet d'engager un obturateur dans une cloison creuse en le
faisant
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passer par un ouvreau et de le positionner puis le maintenir en regard d'une
lucarne 8 à
obturer.
Le positionnement de l'obturateur dans la cloison 7 consiste à caler la plaque
de
l'obturateur contre la lucarne 8 de passage des gaz. Ce positionnement de
l'obturateur est
une opération délicate, car la section de passage réduite de l'ouvreau 11
offre peu de
liberté de mouvement. Avec le vieillissement des cloisons creuses 7,
l'opération de
calage de l'obturateur devient plus difficile et les cas d'infiltration d'air
froid deviennent
très fréquents.
Par les brevets US 6,004,130, US 6,164,960 et EP 1 012 518, on connaît un
autre
type d'obturateur, se présentant sous la forme d'une vessie gonflable
assemblée au bout
d'une tige creuse, et dont l'expansion permet l'obstruction d'une lucarne 8 de
passage
des gaz. Le principal inconvénient de ce type d'obturateur gonflable est qu'il
nécessite la
présence d'entretoises positionnées de manière adéquate pour assurer le calage
de la
vessie gonflée. Notamment, les entretoises ne doivent pas être disposées en
quinconce
comme représenté en particulier sur la figure 2a. De plus, dans un four de ce
type en
exploitation depuis plusieurs années, les entretoises sont fragilisées par les
cycles de
dilatation thermique, et la pression additionnelle exercée par la vessie
gonflée risque
d'aggraver cette fragilisation et de réduire considérablement la durée de vie
des
entretoises. En outre, la vessie gonflable n'est pas protégée mécaniquement,
lors des
opérations d'introduction et de retrait de l'obturateur au travers d'un
ouvreau tel que 11,
et il subsiste des risques importants d'usure et/ou de déchirure de la
membrane ou du
tissu de la vessie gonflable.
Le problème à la base de l'invention est de remédier aux inconvénients
précités, tout
en permettant une obturation des lucarnes avec une étanchéité au moins aussi
bonne que
celle procurée par l'obturateur à vessie gonflable de l'état de la technique,
et en
convenant aux fours de ce type dont les cloisons creuses sont rigidifiées par
des
entretoises en quinconce, et, de manière générale, le but de l'invention est
de proposer un
obturateur convenant mieux que ceux qui sont connus aux diverses exigences de
la
pratique.
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A cet effet, l'invention a pour objet un obturateur à joint d'étanchéité
gonflable pour
lucarne de cloison creuse de four à chambres dit à feu tournant , qui se
caractérise en
ce qu'il comprend :
- une âme rigide, de forme sensiblement rectangulaire allongée, destinée à
être
disposée en regard d'une lucarne de cloison creuse dudit four, afin d'obturer
la
majeure partie de la section de passage de gaz par ladite lucarne, et
- au moins une chambre à air gonflable, escamotée à l'état dégonflé dans un
logement
de l'âme, et formant, à l'état gonflé, un joint d'étanchéité périphérique,
faisant
saillie autour du pourtour de l'âme, que ledit joint entoure sur toute sa
périphérie
afin de compléter l'obturation de ladite lucarne.
Ainsi, à l'état gonflé de la chambre à air, la majeure partie de la section de
passage
des gaz par la lucarne est obturée par l'âme de l'obturateur, tandis que le
joint
d'étanchéité périphérique gonflé ainsi réalisé obture le reste de la section
de passage des
gaz constitué par le jeu périphérique entre l'âme et les parois latérales de
la cloison
creuse, la base de la lucarne et la paroi supérieure de la cloison creuse.
Les opérations de manutention, et plus particulièrement les phases d'insertion
et de
retrait de l'obturateur dans une cloison à travers un ouvreau, sont facilitées
car effectuées
alors que la chambre à air est dégonflée, ce qui permet également de protéger
cette
chambre à air contre l'usure par frottement au contact des murs et parois.
A l'état gonflé, le joint d'étanchéité périphérique formé par la chambre à air
complète l'obstruction de la lucarne de passage des gaz en assurant une
parfaite
étanchéité, indépendamment des déformations des cloisons.
Dans un premier mode de réalisation, le logement prévu dans l'âme pour
recevoir la
chambre à air peut être une gorge périphérique ménagée dans le pourtour de
l'âme et
dans laquelle s'escamote la chambre à air agencée en boudin gonflable faisant
saillie, à
l'état gonflé, hors de ladite gorge pour former le joint d'étanchéité
périphérique.
Dans une forme de réalisation de structure avantageusement plus simple et plus
économique, l'âme de l'obturateur comprend deux plaques rigides sensiblement
de même
forme en plan, de préférence rectangulaires allongées à coins biseautés et
métalliques,
fixées rigidement en regard et à distance l'une de l'autre par des
entretoises, et délimitant
entre elles un logement qui reçoit la chambre à air gonflable et qui s'ouvre
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périphériquement entre les deux plaques pour autoriser la formation du joint
d'étanchéité
périphérique à l'état gonflé de ladite chambre à air.
Dans cette réalisation, les deux plaques de l'âme sont avantageusement fixées
entre
elles de manière démontable, de sorte à permettre le remplacement d'une
chambre à air
5 endommagée.
Pour réaliser la chambre à air, on utilise un matériau sensiblement étanche à
l'air et
résistant à la chaleur, aux températures et aux propriétés corrosives des gaz
et fumées de
combustion, et pouvant être élastiquement déformable, tel qu'une matière
élastomère,
une feuille de polyuréthane ou un caoutchouc de silicone, et/ou souple, tel
qu'un tissu en
NYLON ou en PTFE.
Pour garantir une excellente protection de la chambre à air, l'obturateur est
avantageusement équipé d'un dispositif d'escamotage de la chambre à air à
l'état
dégonflé dans l'âme.
Dans un premier mode de réalisation, le dispositif d'escamotage peut
comprendre au
moins un organe de rappel élastiquement déformable, tel qu'au moins un cordon
élastique interne à la chambre à air, ou au moins une lanière élastique
externe à la
chambre à air, qui est mis(e) en expansion par le gonflage de la chambre à air
et qui se
rétracte élastiquement vers son état de relaxation, au dégonflage de la
chambre à air, en
escamotant ladite chambre à air dans l'âme.
Dans un autre mode réalisation, le dispositif d'escamotage peut comprendre un
mécanisme de repli par pantographe, disposé dans la chambre à air de sorte que
le
gonflage de cette dernière provoque l'écartement de deux flasques reliés l'un
à l'autre par
au moins un pantographe, et l'ouverture du ou des pantographes en comprimant
au moins
un ressort de rappel, dont la détente au dégonflage de la chambre à air
entraîne la
fermeture du ou des pantographes et le repli de la chambre à air dans son
logement dans
l'âme.
L'obturateur de l'invention est de préférence muni d'une tige de manutention
solidaire de l'âme, par une partie d'extrémité inférieure de tige, de
préférence faiblement
coudée par rapport à une partie d'extrémité supérieure de tige, laquelle est
équipé d'une
canne de guidage et de calage afin de faciliter le positionnement de
l'obturateur dans la
cloison creuse et le calage de l'obturateur sur ledit four.
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Dans ce cas, la tige de manutention est avantageusement au moins partiellement
tubulaire et équipée, à une extrémité de la partie tubulaire, d'un raccord
rapide de
connexion à un système de gonflage/dégonflage avec une alimentation en air
comprimé,
l'autre extrémité de la partie tubulaire de la tige étant raccordée à
l'intérieur de la
chambre à air.
En outre, l'obturateur est également avantageusement équipé d'un dispositif de
contrôle visuel de la pression de gonflage de la chambre à air et si la tige
de manutention
est au moins partiellement tubulaire, ce dispositif de contrôle visuel est de
préférence un
manomètre monté sur la tige.
Dans tous les modes de réalisation, il est avantageux que l'âme de
l'obturateur selon
l'invention soit agencée de sorte à permettre le calage de l'obturateur contre
la base de la
lucarne correspondante, et/ou entre ladite base de la lucarne et une
entretoise interne à la
cloison correspondante.
L'invention a également pour objet un système d'obturation, pour obturer au
moins
une lucarne de cloison creuse de four à feu tournant et qui se caractérise en
ce qu'il
comprend au moins un obturateur selon l'invention et tel que défini ci-dessus,
et un
système de gonflage/dégonflage de chambre à air, comportant un raccord, de
préférence
rapide et auto-obturant, de connexion à une alimentation en air comprimé, et
relié à un
régulateur de pression, lui-même relié à une vanne de sélection de gonflage ou
dégonflage reliée, d'une part, à la chambre à air dudit au moins un
obturateur, pour son
gonflage, par l'intermédiaire d'une soupape de sécurité et d'une commande
manuelle
individuelle de gonflage et dégonflage de ladite chambre à air, et, d'autre
part, à un
venturi de décharge, connecté à ladite chambre à air par ladite commande
individuelle et
un clapet piloté par ladite vanne de sélection, pour commander sélectivement
l'isolement
du venturi lorsque la chambre à air est gonflée, et l'alimentation du venturi
en air
comprimé pour permettre le dégonflage de ladite chambre à air par aspiration.
Dans une forme préférée de réalisation, pour obturer les lucarnes des cloisons
creuses d'une même chambre dudit four, le système d'obturation selon
l'invention
comprend un obturateur selon l'invention et tel que présenté ci-dessus
respectivement
pour chacune des cloisons creuses de ladite chambre du four, les obturateurs
étant
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connectés en parallèle à la vanne de gonflage/dégonflage et au venturi de
décharge d'un
système de gonflage/dégonflage commun aux chambres à air des obturateurs.
Dans ce cas, pour faciliter les opérations d'avancement de feu, les
obturateurs sont
avantageusement rassemblés sur une passerelle d'obturation commune, s'étendant
au-
dessus de ladite chambre du four, et équipée d'un bras de support respectif
pour supporter
chaque obturateur en position sortie de la cloison creuse correspondante, et
d'un raccord
à un réseau de distribution d'air comprimé et/ou d'au moins un compresseur
d'air pour
l'alimentation du système de gonflage/dégonflage.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la
description
donnée ci-dessous, à titre non limitatif, d'exemples de réalisation décrits en
référence aux
dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente partiellement et schématiquement, en perspective
et en
coupe transversale avec arrachement, un cuvelage d'un four à feu tournant,
- les figures 2a et 2b sont des vues en coupe longitudinale de deux
réalisations
de cloisons creuses pour four selon la figure 1, les figures 1, 2a et 2b ayant
déjà été décrites ci-dessus,
- les figures 3a et 3b sont des vues partielles schématiques représentant
un
obturateur selon l'invention, positionné devant une lucarne à obturer,
respectivement à l'état dégonflé du joint d'étanchéité périphérique sur la
figure 3a et à l'état gonflé de ce joint sur la figure 3b,
- la figure 3c est une vue en perspective éclatée d'un exemple de
réalisation de
l'âme et de la chambre à air d'un obturateur selon l'invention,
- la figure 4 est une représentation schématique d'un système de
gonflage/dégonflage pneumatique de la chambre à air d'un obturateur de
l'invention,
- la figure 5 est une représentation schématique d'un système d'obturation
comprenant autant d'obturateurs qu'une chambre du four comprend de
cloisons et dont les chambres à air sont gonflées et dégonflées à l'aide d'un
système de gonflage/dégonflage à air comprimé commun.
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- les figures 6a et 6b représentent schématiquement deux dispositifs
d'escamotage à organes de rappel élastiquement déformables, pour escamoter
la chambre à air à l'état dégonflé dans l'âme, et
- les figures 6c et 6d représentent un dispositif d'escamotage de la
chambre à
air qui comprend un mécanisme à pantographe, dans les positions
respectivement déployée et rentrée.
Comme représenté sur les figures 3a et 3b, l'obturateur 13 selon l'invention
comprend une âme centrale 14, rigide et suffisamment réfractaire pour résister
à la
température des gaz et fumées circulant dans les cloisons creuses 7 et passant
par les
lucarnes 8, cette âme rigide 14, par exemple en un matériau métallique, étant
de forme
sensiblement rectangulaire allongée en plan, pour pouvoir être disposée en
regard d'une
lucarne 8 d'une cloison creuse 7 du four, et ainsi obturer la majeure partie
de la section
de passage des gaz par cette lucarne 8. L'obturateur 13 comprend également une
chambre
à air gonflable 15, visible sur la figure 3b représentant l'obturateur 13 avec
la chambre à
air 15 à l'état gonflé, dans lequel cette chambre à air 15 forme un joint
d'étanchéité
pneumatique périphérique 16, qui entoure l'âme rigide centrale 14 sur tout son
périmètre,
alors qu'à l'état dégonflé, représenté sur la figure 3a, la chambre à air 15
n'est pas
visible, car escamotée à l'intérieur d'un logement ménagé dans l'âme centrale
14.
Ainsi, à l'état gonflé de la chambre à air 15, le joint d'étanchéité
pneumatique
périphérique 16, qui fait saillie autour du pourtour de l'âme centrale 14,
vient compléter
l'obturation de la section de passage des gaz par la lucarne 8, qui est
principalement
assurée par l'âme centrale 14, comme visible sur la figure 3a. Sur la figure 3
b, la lucarne
8 est totalement obturée, avec étanchéité, par le fait que le joint
d'étanchéité périphérique
pneumatique 16 obture le jeu entre le pourtour de l'âme centrale 14 et les
murs et parois
environnants de la cloison creuse 7.
De manière pratique, comme représenté sur la figure 3c, l'âme rigide 14 est
constituée de deux plaques métalliques 17a et 17b, de même forme rectangulaire
allongée
à sommets biseautés ou arrondis, qui sont fixées en regard et à distance l'une
de l'autre
par trois entretoises 18 tubulaires, contre les extrémités desquelles les
plaques 17a et 17b
sont fixées par des vis 18a traversant des rondelles 18b appliquées contre les
faces
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externes des plaques 17a et 17b, et traversant des orifices percés dans ces
plaques pour se
visser dans les extrémités opposées taraudées des entretoises tubulaires 18.
La chambre à
air 15 est un coussin gonflable qui occupe le volume 19 délimité entre les
deux plaques
17a et 17b, et dans lequel cette chambre à air 15 entoure les entretoises 18
traversant
chacune un passage étanche 20 de forme correspondante ménagé dans la chambre à
air
15, représentée à l'état gonflé sur la figure 3c, de sorte que sa périphérie
constitue le joint
d'étanchéité pneumatique périphérique 16 qui fait saillie hors du logement 19
entre les
plaques 17a et 17b sur tout le périmètre de ces plaques. Ainsi, les deux
plaques 17a et
17b de l'âme 14 de l'obturateur 13 à chambre à air gonflable 15 de la figure
3c sont
fixées entre elles d'une manière démontable, de sorte qu'en cas
d'endommagement de la
chambre à air 15, celle-ci peut être facilement remplacée, après dévissage des
vis 18a. A
l'état monté de l'obturateur 13, la chambre à air gonflable 15, quel que soit
son état,
gonflé ou dégonflé, est retenue par les entretoises 18 dans le logement 19.
En position d'utilisation de l'obturateur 13 (voir figure 3b), comme la
chambre à air
15 gonflée est exposée, au moins au niveau du joint pneumatique périphérique
16, à des
gaz et fumées qui sont relativement chauds, la chambre à air 15 doit être
réalisée dans un
matériau qui, non seulement, est sensiblement étanche à un gaz de gonflage, en
pratique
de l'air comprimé, mais également sensiblement résistant à la chaleur, aux
températures
et aux propriétés corrosives desdits gaz et fumées de combustion, au niveau
des cloisons
creuses 7 de la chambre 3 dont des lucarnes 8 doivent être obturées. On peut
utiliser, à cet
effet, une membrane élastiquement déformable, réalisée par exemple dans une
matière
élastomère ou dans une feuille de polyuréthane ou dans un caoutchouc de
silicone, ou
encore une membrane souple, par exemple une structure textile telle qu'un
tissu en
NYLON ou en PTFE, ou encore en NOMEX , ou encore une membrane composite
constituée d'une matrice en polyuréthane ou silicone renforcée par une
armature textile,
par exemple en tissu ou non-tissé de NYLON ou PTFE. Il peut également s'agir
d'une
feuille de structure textile souple recouverte d'un revêtement de NOMEX ,
NYLON
ou PTFE.
L'obturateur 13 comprend également une tige de manutention 21, dont une partie
d'extrémité dite inférieure 21a est solidaire de l'âme rigide 14 de
l'obturateur 13, de sorte
qu'un opérateur puisse manoeuvrer la partie d'extrémité opposée dite
supérieure 21b de
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cette tige 21 pour faire passer l'âme 14 et la chambre à air 15 dégonflée par
un ouvreau
11 à proximité immédiate d'une lucarne 8 à obturer, à l'introduction de
l'obturateur 13
dans la cloison creuse 7 correspondante, ou au retrait de l'obturateur 13 de
cette cloison
7, ainsi que pour manoeuvrer l'obturateur 13 dans la cloison 7 et le
positionner de
5 manière appropriée en regard de la lucarne 8, la chambre à air 15 étant
toujours
dégonflée, et rétractée ou escamotée dans le logement 19 entre les deux
plaques 17a et
17b de l'âme 14, non seulement pour faciliter ces opérations de manutention à
l'insertion,
au retrait ou au positionnement de l'obturateur 13, mais également pour
protéger la
chambre à air 15 dégonflée contre l'usure par frottement et les déchirements
au contact
10 des murs, parois, entretoises 10 et ouvreaux 11.
Pour faciliter ces manoeuvres, la tige 21 est légèrement coudée entre ses
parties
d'extrémités inférieure 21a et supérieure 21b, ce qui facilite le
positionnement de l'âme
14 inclinée et en regard de la lucarne 8 (voir figure 3a), la structure de
l'âme 14 avec ses
deux plaques 17a et 17b espacées étant favorable à un appui et à un bon calage
de
l'extrémité inférieure de l'obturateur 13, en position d'utilisation, par
chevauchement
d'une arête sur la base 8a de la lucarne 8, et alors que l'âme 14 s'étend
entre cette base 8a
de lucarne 8, des entretoises 8b qui subdivisent cette lucarne 8 en plusieurs
passages,
d'un côté, et, de l'autre côté, une entretoise 10 interne à la cloison creuse
7
correspondante.
De plus, la partie d'extrémité supérieure de tige 21b, qui fait toujours
saillie hors de
l'ouvreau 11 lorsque l'obturateur 13 est en bonne position d'utilisation, est
équipée d'une
canne 22 de guidage et de calage, qui facilite le positionnement de
l'obturateur 13 par
l'opérateur dans la cloison creuse 7, en particulier pour les petits
mouvements de rotation
autour de l'axe de la partie d'extrémité supérieure de tige 21b rectiligne, et
qui facilite
également le calage de l'obturateur 13 en position d'utilisation sur le four,
comme
représenté sur les figures 3a et 3b, par appui de la canne 22 sur le bloc de
couronnement 12.
En position d'obturation complète de la lucarne 8 (figure 3b), lorsque la
chambre à
air 14 est gonflée et le joint d'étanchéité pneumatique périphérique 16 formé,
une
étanchéité complète est assurée, indépendamment des déformations des parois de
la
cloison 7, et, compte tenu du calage préalable de l'obturateur 13 contre la
base 8a de la
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lucarne 8 de passage des gaz par l'âme rigide 14, la pression de gonflage de
la chambre à
air 15 s'exerce uniquement sur les parois latérales et sur la base 8a de la
lucarne 8, ainsi
que sur la face inférieure du bloc de couronnement 12. Les entretoises 10 de
la cloison
creuse 7 et 8b des lucarnes 8 ne sont donc pas sollicitées, ni plus
fragilisées que par les
contraintes thermiques, et en conséquence leur durée de vie est augmentée.
Le gonflage et le dégonflage de la chambre à air 15 sont assurés par la tige
de
manutention 21, qui est tubulaire sur toute sa longueur, et qui est reliée à
l'intérieur de la
chambre à air 15 par un raccord étanche raccordant l'extrémité inférieure de
la tige 21 à
la chambre à air 15, tandis que l'extrémité supérieure de cette tige 21 est
équipée d'un
raccord rapide auto-obturant 23, pour la connexion sélective de la chambre à
air 15 de
l'obturateur 13 à une alimentation en air comprimé, pour le gonflage, et à
l'atmosphère,
pour le dégonflage.
Ce raccord rapide 23 permet, comme représenté sur la figure 4, de raccorder
une
alimentation en air comprimé 24 à un système 25 de gonflage/dégonflage de la
chambre à
air 15 de l'obturateur 13 des figures 3a à 3c pour former un système
d'obturation pour
une lucarne 8 de cloison creuse 7, dans lequel le système 25 de
gonflage/dégonflage peut
être intégré dans l'obturateur 13 en étant supporté directement par sa tige de
manutention
21 et/ou sa canne 22 de guidage et calage.
Sur la figure 4, pour des raisons de simplification, l'âme 14, la tige 21 et
la canne 22
de l'obturateur 13 ne sont pas représentées, de sorte que l'obturateur 13
proprement dit
n'est représenté que par sa chambre à air gonflable 15 raccordée au système 25
de
gonflage/dégonflage précité et à présent décrit.
Le raccord rapide 23 relie l'alimentation en air comprimé 24 à un filtre 26
suivi
d'un régulateur de pression 27, du type piloté par la pression d'alimentation,
lui-même
relié à une première des trois voies d'une vanne 28 à deux positions de
sélection des
configurations de gonflage et dégonflage de la chambre à air 15. Cette vanne
28
comporte un levier manuel 29 dont la manoeuvre permet de différencier les
configurations gonflage et dégonflage. Dans la configuration gonflage, la
vanne
pneumatique 28 est reliée par une deuxième voie à une soupape de sécurité 30,
également
pilotée par sa pression d'admission, et elle-même reliée à une vanne ou
robinet 31 de
commande manuelle de gonflage ou dégonflage de la chambre à air 15, dont la
pression
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de gonflage est indiquée par un manomètre 32, équipant l'obturateur 13, et par
exemple
monté sur sa tige 21, à titre de dispositif ou indicateur de contrôle visuel
de la pression de
gonflage de la chambre à air 15.
En parallèle, cette deuxième voie de la vanne de sélection 28 est également
reliée à
l'ajutage d'aspiration d'un venturi de décharge 33, par l'intermédiaire d'un
clapet
piloté 34, piloté par la vanne de sélection 28 de sorte à être fermé lorsque
la vanne 28 est
en configuration de gonflage, et ouvert lorsque la vanne 28 est en
configuration de
dégonflage.
Enfin, la troisième voie de la vanne de sélection 28 est reliée au venturi de
décharge 33, de sorte qu'en configuration de dégonflage de la vanne de
sélection 28,
cette dernière alimente le venturi de décharge 33 en air comprimé, générant
une
dépression de décharge dans l'ajutage d'aspiration et la conduite venant du
clapet piloté
34, de la soupape de sécurité 30, de la commande manuelle 31 et de la chambre
à air 15.
On comprend qu'une fois la configuration de gonflage ou dégonflage choisie au
niveau
de la vanne de sélection 28, l'opérateur actionne manuellement la commande 31
pour
gonfler la chambre à air 15 avec de l'air comprimé, ou pour la dégonfler grâce
à la
dépression de décharge générée dans le venturi 33 alors alimenté en air
comprimé par la
vanne de sélection 28.
Comme il est nécessaire d'obturer une lucarne 8 dans chacune des cloisons
creuses
7 d'une même chambre 3 du four, une réalisation avantageuse du système
d'obturation
est représentée sur la figure 5, et rassemble n obturateurs 13a, 13b, ... 13n-
1 et 13n, dont
chacun est destiné à obturer une lucarne 8 de l'une respectivement des n
cloisons
creuses7a, 7b,= = = 7n-1 et 7n de la chambre 3 concernée. Ces n obturateurs,
chacun identique
à celui 13 décrit ci-dessus et représenté schématiquement sur les figures 3a à
3c, sont
rassemblés sur une passerelle d'obturation commune dont la structure mécanique
est
schématiquement représentée en 35 sur la figure 5, et s'étend au-dessus de
cette
chambre 3 du four, c'est-à-dire transversalement au-dessus des cloisons
creuses 7a
Sur cette passerelle d'obturation 35, les chambres à air 15 gonflables des
obturateurs 13a
à 13n et les commandes manuelles individuelles de gonflage ou dégonflage 31a à
31n
respectives sont connectées en parallèle, par l'intermédiaire de la soupape de
sécurité 30,
d'une part à la vanne de sélection 28 à levier manuel 29 et, d'autre part, au
venturi de
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décharge 33 d'un système 25 de gonflage/dégonflage qui est commun à toutes les
chambres à air 15 des obturateurs 13a à 13n et qui constitue un système
général de
commande pneumatique embarqué sur la passerelle 35, qui est en outre équipée
d'un bras
de support (non représenté) respectif pour supporter chaque obturateur 13a à
13n, lorsque
cet obturateur est sorti de la cloison creuse 7a à 7n correspondante, pour
faciliter les
déplacements de la passerelle d'obturation 35 emportant avec elle tous les
obturateurs 13a
à 13n et leur système général de commande de gonflage/dégonflage 25, alimenté
depuis
un réseau de distribution d'air comprimé par un raccord tel que 23 ou par au
moins un
compresseur d'air, monté sur la passerelle d'obturation 35, pour assurer une
alimentation
principale ou de secours du système 25 en air comprimé.
Dans l'installation de la figure 5, l'actionnement commun ou individuel du
gonflage
ou dégonflage de tous les obturateurs 13a à 13n ou de l'un ou plusieurs
d'entre eux
seulement, est permis par l'actionnement de la ou des commandes manuelles
individuelles 31a à 3ln correspondantes, ce qui permet de faciliter les
opérations
d'avancement de feu tout en conservant la faculté de dégonfler la chambre à
air 15
endommagée d'un ou plusieurs obturateurs 13 d'une même chambre 3, pour
procéder
immédiatement au remplacement de toute chambre à air défectueuse.
En outre, pour garantir, au dégonflage d'une chambre à air 15, un escamotage
complet de cette chambre à air dans le logement 19 dans l'âme rigide 14 de
l'obturateur
13 correspondant, la chambre à air 15 est équipée d'un dispositif
d'escamotage, dont
deux exemples de réalisation, comportant des organes de rappel élastiquement
déformables, sont schématiquement représentés sur les figures 6a et 6b.
Sur la figure 6a, ce dispositif d'escamotage comprend, par exemple, cinq
cordons
élastiques 36, dont chacun est un anneau élastique collé contre la face
interne de la
chambre à air 15, de sorte que ces anneaux 36 sont mis en expansion, par
déformation
élastique, par le gonflage de la chambre à air 15 entre les deux plaques 17a
et 17b, et que,
au dégonflage de la chambre à air 15, les cordons 36 se rétractent
élastiquement vers leur
état de relaxation, et participent au dégonflage de la chambre à air 15 qui
est ainsi toute
entière rétractée à l'intérieur du logement 19 entre les deux plaques 17a et
17b. On
comprend que la rétraction élastique des cordons 36 assiste le venturi de
décharge 33 au
dégonflage.
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Sur la figure 6b, le dispositif d'escamotage de la chambre à air 15 comprend,
comme organes de rappel élastiquement déformables, un ensemble de lanières
élastiques
externes 37, qui ceinturent la chambre à air 15 pour la rétracter au cours du
dégonflage,
après leur expansion par déformation élastique lors du gonflage de cette
chambre à air 15.
En plus de tels organes de rappel élastiquement déformables, ou à la place de
ces
derniers, il est possible que le dispositif d'escamotage comprenne un
mécanisme de repli
par pantographe, représenté déployé sur la figure 6c, lorsque la chambre à air
15 est
gonflée, et replié sur la figure 6d, en rétractant la chambre à air 15 entre
les plaques 17a
et 17b de l'âme 14. Ce mécanisme comprend, par exemple, deux flasques 38a et
38b
rigides, parallèles et espacés l'un de l'autre, fixés sur les bords intérieurs
de la chambre à
air 15, et reliés l'un à l'autre par un pantographe 39 à deux compas et par un
compas
simple 40, les banches du pantographe 39 comme du compas 40 étant articulées à
pivotement autour de pivots parallèles entre eux et au plan des flasques 38a
et 38b, et
perpendiculaires à un axe central 41 du mécanisme lui-même solidaire des
plaques 17a et
17b, sur lequel les bras du pantographe 39 et du compas 40 sont également
pivotants et
autour duquel sont montés des ressort hélicoïdaux 42 comprimés contre des
butées 43 par
le déplacement axial de l'axe central 41 lorsque les deux flasques 38a et 38b
s'écartent
l'un de l'autre au gonflage de la chambre à air 15, du fait de l'ouverture du
compas 40 et
des deux compas constituant le pantographe 39. Au dégonflage de la chambre à
air 15, la
détente des ressorts 42 préalablement comprimés par le gonflage entraîne la
fermeture du
pantographe 39 et du compas 40, ce qui commande le rapprochement des deux
flasques
38a et 38b l'un de l'autre et le repli de la chambre à air 15 dans son
logement 19 dans
l'âme 14. Le mécanisme de repli des bords intérieurs de la chambre à air peut
être
complété par un mécanisme de repli des bords inférieurs et supérieurs 38c et
38d
constitué d'une tige de rappel 44 reliée au ressort de rappel 45 comprimé
contre la butée
46 elle-même solidaire de l'une des plaques de l'obturateur 17a ou 17b.
Bien entendu, d'autres variantes de dispositif de rétraction ou d'escamotage
de la
chambre à air à l'état dégonflé dans le logement de l'âme sont possibles et,
sur
l'installation de la figure 5, il peut être avantageux de remplacer chaque
commande
manuelle individuelle 31a à 31n par une télécommande individuelle de gonflage
ou
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dégonflage, de sorte que les opérations simultanées, ou individuelles, de
gonflage et
dégonflage des chambres à air 15 peuvent être commandées à distance. En
variante
encore, le dégonflage d'une chambre à air 15 peut être provoqué uniquement par
des
organes de rappel, sans assistance par un venturi de décharge.
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