LU88232A1 - Dispositif de chargement d'une enceinte sous pression - Google Patents

Description

DISPOSITIF DE CHARGEMENT D'UNE ENCEINTE SOUS PRESSION

La présente invention concerne un dispositif de chargement d'une enceinte sous pression avec une matière solide. Elle concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, un dispositif de chargement d'un four à cuve à goulotte de distribution rotative ou oscillante.

Un tel dispositif de chargement comprend généralement les éléments suivants: une trémie à matière située au-dessus de l'enceinte sous pression et constituant un récipient d'éclusage vertical de la matière de chargement qui comporte une partie inférieure en forme d'entonnoir, définissant un axe central d'écoulement de la matière sensiblement vertical; un organe de retenue de la matière; un organe de réglage du débit de matière; un organe d'étanchéité inférieur; et une tubulure d'alimentation pénétrant dans l'enceinte sous pression. Les qualités d'un tel dispositif sont principalement déterminées par le choix de l'organe de retenue de la matière, de l'organe de réglage du débit de matière et de l'organe d'étanchéité inférieur et par l'agencement relatif de ces deux organes.

Un dispositif de ce genre, qui est conçu pour équiper pour un four à cuve muni d'une goulotte de distribution rotative et/ou oscillante, est connu du fascicule de brevet EP-62 770. Celui-ci propose un organe de retenue et de réglage du débit de matière combiné, qui comprend deux registres en forme de calottes sphériques, dont le mouvement relatif permet de varier la section de passage symétriquement autour de l'axe central d'écoulement de la matière. Ces registres sont agencés dans une chambre étanche, située directement en-dessous de la trémie. Cette chambre étanche est munie à son extrémité inférieure de l'organe d'étanchéité inférieur. Celui-ci comprend un clapet qui peut être pivoté d'une position latérale, dans laquelle il se trouve à l'abri de la matière déchargée de la trémie, dans une position d'obturation, dans laquelle il est transversal à l'axe d'écoulement de la matière. Dans cette position d'obturation le clapet est applicable, par un mouvement de translation axiale, sur un siège. Ce siège entoure périphériquement l'ouverture de décharge de la trémie et est muni d'une surface d'étanchéité orientée vers le bas, c'est-à-dire dans la direction d'écoulement de la matière.

Un dispositif du genre connu du fascicule de brevet EP-62 770, sait donner entière satisfaction du point de vue caractéristique de réglage du débit et du point de vue étanchéité, même pour une enceinte dans laquelle régnent des pressions de travail élevées. Son seul inconvénient est sa hauteur de montage élevée, qui résulte du fait que l'organe combiné de retenue et de réglage du débit de matière et l'organe d'étanchéité sont superposés en-dessous de la trémie. Afin de remédier, le cas échéant, à cet inconvénient, on pourrait par exemple songer à remplacer le clapet d'étanchéité inférieur situé en-dessous de la trémie par un organe d'étanchéité inférieur qui est directement intégré dans la trémie.

Du fascicule de brevet EP-88 253, on connaît un dispositif de chargement d'un four à cuve, du genre décrit dans le préambule, qui est muni d'un organe combiné de retenue et de réglage du débit de matière comprenant une cloche qui est intégrée dans la trémie à matière. Cette cloche, qui a la forme d'un cône de révolution s'évasant en direction de son bord inférieur, est déplaçable verticalement le long de l'axe de la trémie. En position descendue, elle coopère avec un premier siège aménagé au niveau de l'ouverture de décharge de la trémie pour obturer celle-ci. En position relevée, elle définit une ouverture d'écoulement annulaire entre la paroi en forme d'entonnoir de la trémie et son bord inférieur. La section de passage de cette ouverture annulaire est fonction de la course verticale de la cloche. Or, il est bien connu qu'avec une cloche de ce genre, on ne peut pas nécessairement avoir satisfaction en ce qui concerne la caractéristique de réglage du débit de matière. Pour pallier à cet inconvénient, le fascicule de brevet EP-88 253 propose de munir la cloche, du côté de son bord inférieur, d'un corps oblong et pointu qui est coaxial à l'axe central de l'ouverture de décharge et qui s'étend axialement à travers celle-ci en direction de la tubulure d'alimentation de la goulotte. Le profil de ce corps devrait alors théoriquement permettre de déterminer la caractéristique de réglage, c'est-à-dire la fonction "débit de matière/course verticale de l'organe de retenue et de réglage". Le résultat obtenu est cependant décevant.

Le fascicule de brevet EP-88 253 propose aussi un organe d'étanchéité inférieur qui est intégré dans la trémie. Celui-ci comprend un disque d'obturation, qui est agencé en-dessous de la cloche et muni d'un joint d'étanchéité périphérique du côté de sa face inférieure. Lorsque la cloche est en appui sur son siège, le disque peut être appliqué axialement sur un deuxième siège. Ce dernier, qui est situé en-dessous dudit premier siège, a une section de passage plus faible que celui-ci et est muni d'une surface d'étanchéité orientée vers l'intérieur de la trémie. Cet organe étanche ne donne cependant pas satisfaction. En effet, ledit deuxième siège, qui est exposé a l'usure par les matières s'écoulant à travers l'ouverture de décharge, est rapidement détérioré et ne sait plus assurer une obturation étanche aux gaz sous pression.

Or, si on veut remplacer dans le dispositif de chargement du fascicule de brevet EP-88 253, l'organe d'étanchéité inférieur, qui est intégré dans la trémie, par un clapet d'étanchéité pivotable, du genre de celui connu du fascicule de brevet EP-62 770, on perd tout avantage du point de vue hauteur de montage. En effet, lorsque la cloche est en appui sur son siège, ledit corps oblong et pointu est situé nécessairement en-dessous de l'ouverture de décharge de la trémie. Comme le clapet d'étanchéité pivotable ne peut pas traverser ledit corps oblong, il faut par conséquent prévoir, en-dessous de la trémie à matière, une chambre étanche dans laquelle ledit corps oblong peut pénétrer de toute sa longueur. Le clapet d'étanchéité sera alors intégré dans l'extrémité inférieure de cette chambre étanche, dont la hauteur n'est certainement pas inférieure à la hauteur de la chambre étanche renfermant lesdits registres en forme de calottes sphériques connus du fascicule de brevet EP-62 770. L'objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de chargement d'une enceinte sous pression avec une matière solide, du genre de celui décrit dans le préambule, dans lequel l'organe d'étanchéité inférieur est intégré dans la trémie, mais qui n'a pas tous les désavantages mentionnés plus haut pour le dispositif du fascicule de brevet EP-88 253.

Ce but est atteint par un dispositif de chargement d'une enceinte sous pression avec une matière solide, qui comprend une trémie à matière constituant un récipient d'éclusage vertical, qui est munie d'une partie inférieure en forme d'entonnoir définissant un axe central d'écoulement de la matière sensiblement vertical, un conduit d'alimentation de l'enceinte sous pression, qui est située axialement en-dessous de ladite partie inférieure de la trémie, une cloche d'obturation, qui est déplaçable dans la trémie entre une position inférieure d'obturation d'une ouverture de décharge dans ladite partie inférieure en forme d'entonnoir et une position supérieure libérant ladite ouverture de décharge, et un organe d'étanchéité inférieure englobant, un élément d'obturation agencé en-dessous de la cloche et déplaçable axialement par rapport à celle-ci, un siège monté axialement en-dessous de l'ouverture de décharge, des moyens pour déplacer l'élément d'obturation entre une position protégée dans la cloche dans une position opérationnelle en-dehors de la cloche, lorsque cette dernière est dans ladite position inférieure d'obturation, caractérisé en ce que l'élément d'obturation est muni d'une surface périphérique latérale dans laquelle est intégré un joint d'étanchéité gonflable, et en ce que le siège est muni d'une première surface d'étanchéité périphérique, qui est à peu près verticale ou orientée légèrement vers le bas et qui entoure et fait face au joint gonflable, lorsque l'élément d'obturation est dans ladite position opérationnelle.

Le dispositif proposé se distingue du dispositif connu du fascicule de brevet EP-88 253 par une durée de vie nettement plus élevée de l'organe d'étanchéité inférieure de la trémie. Le siège de l'élément d'obturation, assurant l'étanchéité dans le dispositif proposé, présente en effet une surface d'étanchéité qui est à peu près verticale ou orientée vers le bas, c'est-à-dire dans la direction d'écoulement de la matière. Ce qui importe est que la surface d'étanchéité ne soit pas orientée vers l'intérieur de la trémie à matière. De cette façon, la surface d'étanchéité n'est donc pas exposée à l'usure par les matières s'écoulant à travers l'ouverture de décharge et le risque que des particules solides y adhèrent est sensiblement réduit. L'étanchéité entre cette surface d'étanchéité et l'élément d'obturation est garantie par le joint d'étanchéité gonflable par un liquide ou un gaz, entourant latéralement ledit élément d'obturation. Ce joint est toujours protégé par la cloche et n'est donc pas non plus soumis à une usure par les matières de chargement. Il est expréssément précisé gue le terme "cloche" englobe tout corps capable d'obturer ladite ouverture de décharge, même si ce corps n'a pas la forme d'une cloche.

Dans une exécution préférentielle, le siège est muni d'une deuxième surface d'étanchéité périphérique, qui est située en amont de la première surface d'étanchéité périphérique et orientée vers l'élément d'obturation. Ce dernier est muni d'un bord périphérique en amont du joint d'étanchéité, qui prend appui sur la deuxième surface d'étanchéité, lorsque l'élément d'étanchéité est dans ladite position opérationnelle. Dans cette exécution la deuxième surface d'étanchéité constitue, en premier lieu, une butée pour l'élément d'obturation et permet de cette façon de définir exactement ladite position opérative. De plus, le bord périphérique, en appui sur la deuxième surface d'étanchéité, constitue une protection efficace du joint gonflable contre des matières s'écoulant accidentellement entre la cloche et la paroi de la trémie.

Ce bord périphérique sera d'ailleurs avantageusement muni d'un joint d'étanchéité, par exemple un joint élastomère qui coopère avec ladite deuxième surface étanche. Il est cependant aussi possible de prévoir un contact métal/métal. Dans ce cas il est avantageux de donner au bord périphérique la forme d'une couronne sphérique et à la deuxième surface étanche la forme d'une couronne conique.

De préférence ladite première surface d'étanchéité décrit un tronc de cône s'évasant vers le bas, c'est-à-dire vers l'aval, et ladite deuxième surface d'étanchéité décrit un tronc de cône s'évasant vers le haut, c'est-à-dire vers 1'amont.

Le siège est avantageusement muni d'une chambre annulaire entourant au moins la première surface d'étanchéité, et celle-ci est raccordée à au moins une conduite d'aller d'un liquide et a au moins une conduite de retour d'un liquide. On peut alors faire circuler dans cette chambre annulaire un liquide, dont la température et/ou le débit sont choisis de façon que la température de la surface d'étanchéité ne soit ni inférieure au point de rosée, afin d'éviter une condensation sur celle-ci, ni trop élevée pour risquer une détérioration du joint gonflable en appui sur celle-ci. En évitant une condensation d'humidité sur les surfaces d'étanchéité on prévient non seulement à la corrosion de celles-ci; mais on évite aussi que des poussières ne restent collées sur ces surfaces, ce qui empêcherait un contact étanche avec le joint et conduirait de plus à une détérioration rapide de ce dernier.

Le joint gonflable définit avantageusement une chambre annulaire, qui est raccordée à au moins une conduite d'aller d'un liquide et au moins une conduite de retour d'un liquide. De cette façon le joint gonflable peut être refroidi directement par un liquide en circulation à travers ladite chambre annulaire. Pour gonfler le joint gonflable, il suffit alors d'augmenter la pression du liquide dans lesdites conduites d'aller. L'élément d'obturation est avantageusement muni à sa périphérie d'un canal annulaire raccordé à une source d'air comprimé ou d'un gaz sous pression et ce canal annulaire est alors muni d'au moins un orifice de soufflage dirigé obliquement vers le bas. Cette exécution permet de nettoyer la première et la deuxième surface d'étanchéité, lors de la descente de l'élément d'obturation sur son siège.

Ladite partie inférieure en forme d'entonnoir de la trémie à matière a de préférence une surface intérieure qui présente, directement en amont du siège, une augmentation abrupte et prononcée de sa pente. Cette discontinuité abrupte et prononcée de la pente provoque une projection des particules de matière au-delà de ladite deuxième surface d'étanchéité, qui est orientée vers l'intérieur de la trémie, ce qui diminue l'usure de cette surface.

Le dispositif comprend avantageusement un organe de réglage du débit de matière. Celui-ci comprend par exemple deux registres en forme de calottes sphériques, définissant par leur mouvement relatif une section variable de passage, qui est symétrique par rapport à l'axe central d'écoulement de la matière. Il s'agit d'une exécution qui permet d'obtenir une excellente caractéristique de réglage du débit de la matière.

Alternativement l'organe de réglage du débit de matière peut cependant aussi comporter un corps central de dosage, gui est oblong et nettement plus élancé que la cloche, coaxial audit axe central d'écoulement et déplaçable le long de ce dernier, relativement par rapport à la cloche, de façon à pénétrer plus ou moins à travers ladite ouverture de décharge en direction de la tubulure d'alimentation. L'élément d'obturation est alors muni d'une ouverture centrale pour le passage du corps central de réglage, et le dispositif comporte des moyens d'étanchéité entre l'intérieur de la trémie et ladite ouverture centrale. Cette exécution du dispositif proposé se distingue par une hauteur de montage particulièrement faible, tout en donnant entière satisfaction du point de vue qualité de l'organe d'étanchéité et qualité de l'organe de réglage. En effet, contrairement au dispositif connu du fascicule de brevet EP-88 253, le corps central de dosage n'est plus un élément constitutif de la cloche, mais un élément indépendant, dont la position par rapport à l'ouverture de décharge peut être ajustée indépendamment par rapport à la position de la cloche dans la trémie à matière. Cette caractéristique permet de placer la cloche à une distance de l'ouverture de décharge, dans laquelle elle n'influence quasi plus le débit qui s'écoule à travers celle-ci. Le débit pourra donc être essentiellement réglé par le déplacement du corps central de dosage. Il s'ensuit que la caractéristique de réglage, c'est-à-dire la fonction Q = f (C), où Q est le débit de matière s'écoulant à travers l'ouverture de décharge et C est la course du corps central de dosage, pourra être déterminée par le choix du profil longitudinal dudit corps oblong et élancé, qui remplit maintenant pleinement son rôle de corps central de dosage. D'autres avantages et caractéristiques du dispositif proposé ressortiront de la description détaillée de modes de réalisation préférés, présentés ci-dessous, à titre d'illustration uniquement, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: - la Figure 1 montre schématiquement, dans une coupe i i verticale, un dispositif de chargement d'un four à cuve selon la présente invention; - la Figure 2 montre un détail de l'organe d'étanchéité inférieur du dispositif de la Figure 1 ; les Figures 3 à 5 montrent schématiquement le fonctionnement du dispositif selon la Figure 1 ; la Figure 6 montre une variante d'exécution du dispositif selon la Figure 1 .

La Figure 1 représente un dispositif de chargement d'un four à cuve selon la présente invention. La référence 10 repère un carter du mécanisme d'entraînement d'une goulotte de distribution rotative ou oscillante (non représentée), qui est montée dans un four à cuve. La référence 12 repère l'axe vertical du four à cuve. Une tubulure d'alimentation 14 traverse axialement le carter 10, pour alimenter la goulotte de distribution avec une matière de chargement, par exemple du coke, de l'aggloméré ou des pellets etc.

Cette tubulure d'alimentation 14 est coaxiale à l'axe verticale 12 du four à cuve.

La référence 18 repère de façon globale une trémie à matière, qui constitue un récipient d'éclusage de la matière de chargement du four à cuve. Cette matière est repérée à l'intérieur de la trémie 18 par la référence 20.

La trémie à matière 18 comprend une partie supérieure 22 en forme de cylindre coaxial à l'axe vertical 12. Dans cette partie supérieure 22 sont aménagées par exemple deux ouvertures de chargement 24 et 26, par lesquelles la trémie 18 peut être remplie. Le remplissage se fait par exemple, de façon connue en soi, par l'intermédiaire de deux transporteurs à skips 28 et 30.

Chacune de ces ouvertures de chargement 24 et 26 est équipée d'un clapet d'étanchéité supérieur 32 et 34. Ces clapets d'étanchéité supérieurs 32, 34 garantissent, en position fermée, l'étanchéité de la trémie par rapport à l'atmosphère extérieure. Sur la Figure 1 ils sont représentés, en traits interrompus, en position ouverte. On constate qu'ils sont, dans cette position ouverte, situés chacun dans une tubulure latérale 36, 38 de la trémie 18, où ils sont à l'abri de la matière déchargée par les skips 28, 30 à travers les ouvertures de chargement 24 et 26. Chacune de ces tubulures 36, 38 est pourvue d'une bride d'obturation 40, 42 démontable, qui permet l'accès au clapet respectif pour des travaux de maintenance.

La partie supérieure 22 de la trémie à matière 18 se prolonge dans une partie inférieure 44, qui a la forme d'un entonnoir ou d'un tronc de cône de révolution coaxial à l'axe 12. L'angle au sommet du cône de révolution est par exemple compris entre et 60° et 80°, ce qui correspond à une pente d'une paroi interne 46 de l'ordre de 50° à 60°.

Une ouverture inférieure 48, coaxiale à l'axe 12, est munie d'un organe d'étanchéité inférieur 50. Ce dernier assure, en position fermée, l'étanchéité de la trémie 18 par rapport au four à cuve.

Au-dessus de l'organe d'étanchéité inférieur 50, la trémie est munie d'un organe de retenue de matière 52. Ce dernier comporte par exemple une cloche 54, qui a la forme d'un tronc de cône creux, coaxial à l'axe 12 et qui s'évase en direction d'un bord horizontal inférieur 56. Sur la Figure 1 la cloche 54 est représentée dans une position d'obturation, dans laquelle elle est en appui avec son bord inférieur 56 sur la paroi intérieure 46 de la trémie 18, de façon à obturer une section de passage 58 dans la partie conique 44 de la trémie 18, en amont de l'organe d'étanchéité 50. En d'autres termes, cette section de passage 56 constitue une ouverture de décharge de la trémie 18, qui peut être obturée par la cloche 54 et qui peut être libérée en retirant la cloche 54 vers le haut.

Directement en-dessous de l'organe d'étanchéité inférieur 50 est installé un organe de réglage de débit 60. Ce dernier comprend, dans le dispositif représenté sur la Figure 1, deux registres en forme de calottes sphériques 62 et 64, dont le mouvement relatif autour d'un axe commun horizontal, intersectant l'axe vertical 12 du dispositif, permet de varier la section de passage symétriquement autour de l'axe central d'écoulement de la matière.

La place nécessaire au pivotement des registres 62 et 64 en-dessous de la trémie 18 est obtenue en raccordant cette dernière à l'aide d'une chambre étanche 66 à la tubulure d'alimentation 14. Une tubulure latérale 68, munie d'une bride d'obturation 70 démontable, permet d'avoir accès à l'intérieur de la chambre étanche 66 pour des travaux de maintenance. L'organe d'étanchéité inférieur 50 est décrit à l'aide de la Figure 2. Il comprend un siège 72 monté de façon étanche sur la trémie 18, au niveau de l'ouverture inférieure 48, et un élément d'obturation 74 ayant la forme d'un disque.

Le siège 72 a la forme d'un manchon 73, qui est coaxial à l'axe 12. Du côté intérieur, ce manchon 73 est muni d'une première surface d'étanchéité 76 et d'une deuxième surface d'étanchéité 78. La première surface d'étanchéité 76 décrit un tronc de cône de révolution, qui est coaxial à l'axe vertical 12 du dispositif et qui s'évase légèrement en direction de l'écoulement de la matière. La deuxième surface d'étanchéité 78, qui est située en amont de la première surface d'étanchéité 76, décrit un tronc de cône de révolution, qui est coaxial à l'axe vertical 12 du dispositif et qui s'évase vers l'intérieur de la trémie à matière 18. A leur intersection les deux surfaces déterminent un col d'étranglement 79. Les deux surfaces d'étanchéité 76, 78 sont de préférence revêtues d'un revêtement 80 anti-abrasif et anti-corrosif.

Du côté extérieur le manchon 73 est muni d'un canal annulaire 82, qui entoure les deux surfaces d'étanchéité 76 et 78. Ce canal 82 est équipé de conduites de raccordement d'aller et de retour pour un liquide. Ces conduites sont représentées schématiquement par les flèches 84 et 86 sur la Figure 2. La référence 88 représente schématiquement une unité de conditionnement d'un liquide, qui assure que la température du liquide en circulation dans le canal annulaire 82 soit telle que la température de surface des surfaces d'étanchéité 76 et 78 ne soit jamais inférieure au point de rosée, afin d'éviter une condensation, et jamais supérieure à une température limite prédéterminée. L'élément d'obturation 74 a la forme d'un disque. Ce disque est agencé directement en-dessous de la cloche 54, de façon que son axe central soit coaxial à l'axe 12. Un organe de commande 90, qui est décrit plus loin, permet de translater l'élément d'obturation 74 axialement entre une position protégée, dans la creux de la cloche 54, et une position opérationnelle, en-dehors de la cloche 54.

Sur la Figure 2, l'élément d'obturation 74 est montré dans ladite position opérationnelle, tandis que la cloche 54, non montrée sur cette Figure, est dans ladite position inférieure d'obturation de l'ouverture de décharge 58. On voit que l'élément d'obturation 74 est, dans cette position, appliqué avec un bord périphérique supérieur 92, qui est par exemple muni d'un joint élastomère 94, contre ladite deuxième surface étanche 78 du siège 72. Un contact métal sur métal est cependant aussi envisageable. Partant de ce bord périphérique supérieur 92, l'élément d'obturation 74, délimité latéralement par une surface périphérique inférieur 96, diminue de section transversale. Il en résulte que l'extrémité inférieure de l'élément d'obturation 74 peut pénétrer axialement, à travers le col d'étranglement 79, dans l'espace entouré par ladite première surface d'étanchéité 76.

Un joint élastomère gonflable 98 est logé dans une cavité annulaire 100, qui est aménagée dans la surface périphérique inférieure 96. Dans ladite position opérationnelle, ce joint gonflable 98 fait face à ladite première surface d'étanchéité 76. Lorsqu'il est dégonflé, le joint 98 est en retrait par rapport à la surface périphérique inférieure 96 (cf. Figure 2). Lorsqu'il est gonflé, c'est-à-dire mis sous pression par un fluide, le joint 98 est par contre fermement appliqué sur ladite première surface d'étanchéité 76 et assure ainsi l'étanchéité entre l'élément d'obturation 74 et le siège 72. Un canal annulaire 102, qui est aménagé dans l'élément d'obturation 74, alimente le joint gonflable 98 avec le fluide de mise sous pression. Ce canal d'alimentation 102 est de préférence muni de conduites de raccordement d'aller et de retour, représentées schématiquement par les flèches 104 et 106. De cette façon on peut organiser une circulation du fluide à travers le joint gonflable 98 pour le refroidir. Ce fluide peut d'ailleurs être identique au liquide circulé à travers le canal annulaire 82 du siège.

Dans un bord périphérique inférieur de l'élément d'obturation 74 est aménagé un canal annulaire 108 qui est raccordé par un passage 110 à un circuit d'air comprimé ou à une source d'un gaz sous pression. Ce canal annulaire 108 alimente un orifice annulaire 112, qui est dirigé obliquement vers le bas. Lors de la descente de l'élément d'obturation 74 dans son siège 72, l'air soufflé à travers cet orifice annulaire 112 nettoie la deuxième, puis la première surface d'étanchéité du haut vers le bas.

Il sera noté que la paroi intérieure de la trémie 18 est constituée d'un revêtement d'usure 114, d'une pente d'environ 50° à 60°. Cette dernière est interrompue par une surface cylindrique verticale 116, à l'aplomb de ladite deuxième surface d'étanchéité 78. De cette façon les particules de matière, s'écoulant le long de ce revêtement d'usure 114, sont projetées au-dessus de ladite deuxième surface d'étanchéité 78.

Le fonctionnement de l'organe d'étanchéité inférieur 50 sera décrit à l'aide des Figures 3, 4 et 5.

Sur la Figure 3, la cloche 54 est entièrement descendue dans sa position d'obturation de l'ouverture d'écoulement 58. La matière 20 est par conséquent retenue par la cloche 54 en amont de l'organe d'étanchéité 50. Ce dernier isole la trémie à matière par rapport au four à cuve, ou tout autre récipient sous pression. A cette fin l'élément d'obturation 74 est en appui sur son siège 72, et le joint gonflable 98 est gonflé par un fluide sous pression. L'organe de dosage 60 est de préférence entièrement fermé et constitue ainsi une protection inférieure de l'organe d'étanchéité 50.

Sur la Figure 4 la cloche 54 obture encore l'ouverture d'écoulement 58 mais, du point de vue pression, la trémie à matière 18 est déjà en communication avec le récipient sous pression. En effet, le joint gonflable 98 a été dégonflé et l'élément d'obturation 74 a été retiré vers le haut en-dessous de la cloche 54, plus spécialement dans le creux de celle-ci. L'organe de réglage 60 est ouvert, pour libérer la section de passage qui correspond au débit de matière qu'on veut obtenir.

Sur la Figure 5 la cloche 54 est montrée en position relevée, libérant l'ouverture d'écoulement 58. L'élément d'obturation 74 est toujours en position protégée, à l'intérieur de la cloche 54. Le débit de matière s'écoulant de la trémie 18 est déterminé par l'organe de réglage 60.

Pour isoler de nouveau la trémie à matière 18 du récipient sous pression, on descend d'abord la cloche 54 dans sa position d'obturation et on ferme l'organe de réglage 60. Puis on descend l'élément d'obturation 74 en-dehors de sa position protégée, pour l'appliquer sur son siège 74. En dernier lieu on gonfle le joint gonflable 98 pour assurer l'étanchéité (cf. Figure 1).

Une exécution de l'organe de commande 90, assurant le déplacement de la cloche 54 et de l'élément d'obturation 74, est décrite à l'aide de la Figure 1. L'élément d'obturation 74 est monté à l'aide d'une articulation 120 sur l'extrémité inférieure d'une tige de commande 122, qui est coaxiale à l'axe 12. L'articulation 120 est de préférence une articulation à deux axes de pivotement perpendiculaires entre elles; ce qui permet à l'élément d'obturation 74 de mieux se positionner sur son siège 72. La tige de commande 122 est guidée dans une gaine 124, qui est coaxiale à l'axe 12 et fixée à l'extrémité supérieure de la trémie à matière 18. Un vérin 126, monté à l'extérieur de la trémie 18, pénètre avec sa tige de vérin 128 dans la gaine 124, où elle est connectée axialement à l'extrémité supérieure de la tige de commande 122. La cloche 54 est munie à son extrémité supérieure d'un alésage 130, dans lequel la tige de commande 122 peut librement glisser sur une portée 132. Cette portée 132 de la tige 122 se termine par un épaulement inférieur 134, qui est orienté vers le haut, de façon à pouvoir prendre appui sur une surface d'appui 136 de la cloche 54, qui est aménagée autour de l'alésage 130 et orientée vers le bas. Lorsque le vérin 126 retire la tige 122 vers le haut, celle-ci retire l'élément d'obturation 74 à l'intérieur de la cloche 54, qui reste d'abord immobile. Ensuite 1'épaulement 134 de la tige 122 prend appui sur la surface d'appui 136 de la cloche 54, pour soulever cette dernière. Le vérin 126 doit par conséquent être dimensionné pour délivrer l'effort de traction nécessaire pour soulever la cloche 54 à travers la matière 20. Bien entendu la cloche 54 pourrait aussi être munie d'un système d'entraînement indépendant.

La Figure 6 montre une variante d'exécution du dispositif de la Figure 1 . En remplacement de l'organe de réglage de matière 60, qui était muni de deux calottes sphériques 62 et 64, le dispositif de la Figure 6 comprend un corps central de dosage 200. Il s'agit par exemple d'un corps de révolution, dont une partie inférieure 202 s'évase du bas vers le haut, et une partie supérieure 204 s'amincit progressivement en direction d'une tige de commande 206. Le corps central de dosage 200 et la tige de commande 206 sont coaxiaux à l'axe 12. Le positionnement axial du corps central de dosage 200 dans l'ouverture inférieure 48 de la trémie 18, délimite dans celle-ci une ouverture de passage annulaire. La section de cette ouverture de passage annulaire est déterminée par la section transversale du corps central de dosage 200 au niveau de cette ouverture inférieure 48. Lorsqu'on déplace le corps central de dosage 200 par rapport à l'ouverture inférieure 48, la section de passage dans cette dernière varie dès lors en fonction du profil du corps 200.

Une cloche 208 correspond à la cloche 54 de la Figure 1 . Elle constitue un organe de retenue de la matière en amont d'un organe d'étanchéité 210, qui comporte un siège 212, identique au siège 72 de la Figure 2, et un élément d'obturation 214. Ce dernier se distingue de l'élément d'obturation 74 de la Figure 2 en ce qu'il est muni d'une ouverture centrale 216, pour le passage du corps central de dosage 200. Au-dessus de l'ouverture 216 est fixé de façon étanche un manchon 218, dans lequel l'organe central de dosage 200 peut être rétracté. A son extrémité supérieure le manchon 218 est prolongé par un tube 220, qui est guidé de façon étanche, par exemple à l'aide d'un presse-étoupe 222, sur un manchon fixe 224. Celui-ci est fixé sur la trémie 18, de façon à être coaxial à l'axe 12. L'intérieur du manchon 218, du tube 220 et du manchon fixe 224 sont dès lors situés, du point de vue pressions, du côté de l'enceinte sous pression.

Deux vérins 226 et 228 sont connectés entre le tube 220 et la trémie 18. La tige de commande 206 est installée à l'intérieur du tube 220 et pénètre avec son extrémité supérieur dans le manchon fixe 224. Un troisième vérin 230 pénètre axialement avec sa tige de piston 232 dans le manchon fixe 224, où cette tige de piston 232 est connectée à l'extrémité supérieure de la tige de commande 206.

On notera que ce sont les vérins 226 et 228 qui permettent de relever la cloche 208 à travers la matière 20. A cet effet la cloche 208 peut glisser le long du tube 220. Lorsque le tube 220 est soulevé par les vérins 226 et 228, la cloche 208 reste d'abord immobile, et l'élément d'obturation est retiré dans l'intérieur de la cloche 208. Au moment où l'extrémité supérieure du manchon 218 prend appui sur la cloche 208, celle-ci est soulevée de son siège pour être remontée par le tube 220, ensemble avec l'élément d'obturation 214. Le vérin 230 ne sert qu'à positionner l'élément central de dosage 200.

On notera que dans le dispositif de la Figure 6, l'organe de retenue de la matière 208, l'organe de réglage du débit de la matière 202 et l'organe d'étanchéité inférieur 210 sont intégrés tous les trois dans la trémie à matière 18. Cette caractéristique permet de connecter l'ouverture de sortie inférieure 48 de la trémie à matière 18, directement à la tubulure de chargement 14, sans passer une chambre étanche intermédiaire, du type de la chambre 66 de la Figure 1 . Il en résulte un gain appréciable en hauteur de montage.

Claims (14)

1 . Dispositif de chargement d'une enceinte sous pression avec une matière solide qui comprend une trémie à matière (18) constituant un récipient d'éclusage vertical, qui comporte une partie inférieure (44) en forme d'entonnoir définissant un axe central (12) d'écoulement de la matière sensiblement vertical, un conduit d'alimentation (14) de l'enceinte sous pression, qui est située axialement en-dessous de ladite partie inférieure de la trémie (18), une cloche d'obturation (54) déplaçable dans la trémie (18) entre une position inférieure d'obturation d'une ouverture de décharge (58) dans ladite partie inférieure (44) en forme d'entonnoir et une position supérieure libérant ladite ouverture de décharge (58), et un organe d'étanchéité inférieur (50) englobant, un élément d'obturation (74) agencé en-dessous de la cloche (54) et déplaçable axialement par rapport à celle-ci, un siège (72) monté axialement en-dessous de l'ouverture de décharge (58), des moyens pour déplacer l'élément d'obturation (74), entre une position protégée en-dessous de la cloche (54) et une position opérationnelle en-dehors de la cloche (54), lorsgue cette dernière est dans ladite position inférieure d'obturation, caractérisé en ce que l'élément d'obturation (74) est muni d'une surface périphérique latérale (96) dans laquelle est intégré un joint d'étanchéité gonflable (98), et en ce que le siège (72) est muni d'une première surface d'étanchéité périphérique (76), qui est à peu près verticale ou orientée vers le bas et qui entoure et fait face au joint gonflable (98), lorsque l'élément d'obturation (74) est dans ladite position opérationnelle.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le siège (72) est muni d'une deuxième surface d'étanchéité périphérique (78), qui est située en amont de la première surface d'étanchéité périphérique (76) et qui est orientée vers l'élément d'obturation (74), et en ce que l'élément d'obturation (74) est muni d'un bord périphérique (92), qui est situé en amont du joint d'étanchéité gonflable (98), de façon à prendre appui sur la deuxième surface d'étanchéité périphérique (78), lorsque l'élément d'obturation (74) est dans ladite position opérationnelle.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bord périphérique (92) de l'élément d'obturation (74) forme une couronne sphérique et en ce que ladite deuxième surface d'étanchéité (78) décrit un tronc de cône s'évasant vers le haut.

4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le bord périphérique (92) de l'élément d'obturation (74) est muni d'un joint d'étanchéité (94), qui coopère avec ladite deuxième surface d'étanchéité (78).

5. Dispositif selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite première surface d'étanchéité (76) décrit un tronc de cône s'évasant vers le bas, et en ce que ladite deuxième surface d'étanchéité (78) décrit un tronc de cône d'évasant vers le haut.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le siège (72) est muni d'une chambre annulaire (82) entourant au moins la première surface d'étanchéité (76), et en ce que cette chambre annulaire (82) est raccordée à au moins une conduite d'aller (84) et au moins une conduite de retour (86) pour un fluide.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les conduites d'aller et de retour (84 et 86) sont raccordées à une unité de conditionnement (88) d'un liquide, assurant la circulation d'un liquide à travers la chambre annulaire (82), et en ce que l'unité de conditionnement (88) comprend des moyens pour ajuster la température et/ou le débit de ce liquide, de façon que la température de la surface d'étanchéité (76) ne soit ni inférieure au point de rosée, ni supérieure à une température limite de travail du joint gonflable (98).

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le joint gonflable est raccordé à une source d'un liquide ou d'un gaz sous pression.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le joint gonflable (98) est raccordé à au moins une conduite d'aller (104) et au moins une conduite de retour (106) pour un liquide de refroidissement.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'élément d'obturation est muni d'un canal annulaire (108) raccordé à une source d'air comprimé ou de gaz sous pression, et en ce que ce canal annulaire (108) est muni d'au moins un orifice de soufflage, situé dans la surface périphérique latérale (96), en-dessous du joint gonflable (98) et dirigé vers le bas.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la trémie à matière (18) a, dans ladite partie inférieure en forme d'entonnoir (44), une surface intérieure qui présente directement en amont du siège une augmentation abrupte et prononcée de sa pente.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par un organe de réglage du débit de la matière s'écoulant à travers ladite ouverture de décharge.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'organe de réglage du débit de matière comprend deux registres en forme de calottes sphériques (62 et 64), définissant par leur mouvement relatif une section variable de passage, qui est symétrique par rapport à l'axe central d'écoulement (12).

14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'organe de réglage du débit de matière comprend un corps central de dosage (200), qui est oblong et nettement plus élancé que la cloche (208), coaxial audit axe central d'écoulement (12) et déplaçable le long de ce dernier relativement par rapport à la cloche (208), de façon à pénétrer plus au moins à travers ladite ouverture de décharge (58) en direction de la tubulure d'alimentation (14), en ce que l'élément d'obturation (214) est muni d'une ouverture centrale (216) pour le passage du corps central de dosage (200), et en ce que le dispositif comporte des moyens d'étanchéité (220, 222, 224) entre l'intérieur de la trémie (18) et ladite ouverture centrale (216).