Poche de transport notamment de métaux liquides

Abstract

 L'invention concerne une poche de transport d'un produit liquide tel que du métal liquide.
La poche comprend une carcasse (1) à parois thermiquement isolantes et un couvercle (2) de fermeture de ladite carcasse qui est pourvu d'orifices permettant d'accomplir des fonctions telles que le remplissage, le préchauffement et de cheminée de la poche, chacun étant obturable par un chapeau d'obturation. Elle est caractérisée en ce que le couvercle (2) de fermeture de la carcasse (1) est pourvu d'un orifice (14) obturable par un chapeau (15), qui est situé prés de la périphérie du couvercle et dont l'axe est incliné par rapport au plan horizontal de façon à permettre un écumage de toute la surface du métal liquide contenu dans la poche.
L'invention est utilisable pour transporter des métaux liquides sur des grandes distances.

Description

[0001] La présente invention concerne une poche de transport d'un produit liquide ayant une température très différente de la température ambiante, tel que du métal liquide, du type comprenant une carcasse à parois thermiquement isolantes et un couvercle de fermeture de ladite carcasse, qui est pourvu de l'orifice de remplissage, de préchauffement et, le cas échéant, d'un orifice formant cheminée, chacun étant obturable par un chapeau d'obturation.

[0002] Des poches de ce type sont déjà connues. Mais elles ne permettent pas un transport de métaux ou alliages spécifiques par exemple d'aluminium sur des distances relativement importantes, sans altération de la qualité du produit, notamment lorsqu'il s'agit de poches de grand volume. Dans ce contexte aucune solution satisfaisante n'a été trouvée au problème provenant des impuretés s'assemblant à la surface du bain de métal liquide à l'intérieur de la poche ainsi qu'au problème de la protection du métal contre tout accès d'oxygène, d'air et d'humidité.

[0003] La présente invention a pour but de proposer une poche de transport du type susmentionné qui pallie les inconvénients des poches connues.

[0004] Pour atteindre ce but, une poche de transport selon l'invention est caractérisée en ce que le couvercle de fermeture de la carcasse est pourvu d'un orifice obturable par un chapeau, qui est situé au niveau de la périphérie du couvercle et dont l'axe est incliné par rapport au plan horizontal de façon à permettre un écumage de toute la surface du métal liquide contenu dans la poche.

[0005] Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le bord supérieur de la carcasse et le bord inférieur de son couvercle sont pourvus chacun d'une bride annulaire faisant saillie radialement vers l'extérieur et en ce qu'un dispositif d'étanchéité annulaire est placé entre des surfaces en regard de ces brides et soumis à des forces de serrage à l'aide de moyens de serrage tels que des étriers répartis régulièrement autour desdites brides.

[0006] Selon une autre caractéristique avantageuse, le dispositif d'étanchéité comprend un joint annulaire radialement interne destiné à couper la chaleur et formant un barrage à l'infiltration du métal dans le dispositif et un joint radialement externe en un matériau isolant tel que du silicone, les surfaces en regard des brides délimitant un espace à chicane dans lequel les joints sont disposés.

[0007] Selon encore une autre caractéristique avantageuse, chaque orifice et son chapeau d'obturation associé présente des brides annulaires radialement en saillie vers l'extérieur entre les faces en regard desquelles est inséré un joint circulaire en un matériau isolant tel que du silicone, par l'intermédiaire d'un certain nombre d'étriers de serrage répartis régulièrement autour dudit orifice.

[0008] Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la poche selon l'invention comporte des moyens de levage permettant sa suspension à un palonnier de manutention, qui sont fixés à la carcasse.

[0009] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels :

La figure 1 est une vue en élévation d'une poche de transport de métaux liquides selon la présente invention ;

La figure 2 est une vue de dessus de la poche de transport selon la figure 1 ;

La figure 3 est une vue en coupe, avec arrachement, et à plus grande échelle, selon la ligne III-III de la figure 2 ;

La figure 4 est une vue en coupe, avec arrachement, et à plus grande échelle selon la ligne IV-IV de la figure 2, le chapeau étant dans sa position d'obturation de l'orifice ;

La figure 5 est une vue en coupe axiale d'une poche selon l'invention équipée d'un dispositif agitateur du bain de liquide ; et

La figure 6 est une vue avec arrachement et à plus grande échelle d'un chapeau d'obturation de l'orifice du couvercle de fermeture de la poche selon l'invention pourvu d'un dispositif de prise de température.

[0010] En se reportant aux figures qui montrent à titre d'exemple une poche de transport d'un métal liquide selon l'invention, on constate que celle-ci comporte une partie formant carcasse 1 susceptible d'être fermée par un couvercle 2. La base 3 de la carcasse est conformée pour être fixée sur un véhicule de transport. En 4 on a représenté quatre dispositifs de suspension de la poche à un palonnier 5 d'un dispositif de levage. Les quatre dispositifs de suspension sont montés fixes sur la carcasse 1.

[0011] Le couvercle 2 de fermeture de la poche comprend des premier et second orifices 7 et 8 excentrés et obturables respectivement par des chapeaux 9 et 10 articulés en 11 et 12 au couvercle. Ces orifices 7 et 8 se trouvent dans un plan sensiblement horizontal, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe longitudinal de la poche.

[0012] Le couvercle 2 est pourvu d'un troisième orifice 14 obturable par un chapeau pivotant 15 articulé en 16 au couvercle 2. Cet orifice 14 se trouve prés de la périphérie du couvercle 2 et son axe est incliné par rapport au plan horizontal, la partie radialement interne de l'encadrement de cet orifice, à savoir le dispositif d'articulation 16 du chapeau 15 au couvercle 2 étant situé à un niveau surélevé par rapport au bord du couvercle. Cette inclinaison est choisie de façon qu'il soit possible d'écumer la surface du bain de métal liquide lorsque la poche est remplie jusqu'au niveau optimal avant le transport de la poche.

[0013] En se référant notamment aux figures 3 et 4, on expliquera ci-aprés le système de fermeture étanche du couvercle 2 et des chapeaux 9, 10 et 15, empêchant toute pénétration d'oxygène, d'air et d'humidité dans la poche remplie de métal liquide lorsque le couvercle et les chapeaux se trouvent dans leurs positions de fermeture.

[0014] Sur la figure 3, on constate que le bord supérieur de la carcasse 1 et le bord inférieur du couvercle 2 sont entourés respectivement de brides annulaires 18, 19 qui font radialement saillie vers l'extérieur et renferment entre leurs surfaces en regard un dispositif d'étanchéité annulaire 20. Ce dernier comprend un joint annulaire 21 situé entre les deux brides 18 et 19 du côté de l'espace interne de la poche et destiné à couper la chaleur dégagée du métal liquide et pour empêcher l'infiltration du métal liquide dans le dispositif 20. Le joint 21 présente une section transversale sensiblement carrée et est formé avantageusement par une tresse en fibres céramiques. Le dispositif d'étanchéité 20 comporte un deuxième joint annulaire 22 radialement externe, qui a pour fonction d'établir une bonne isolation et est réalisé à cette fin avantageusement en silicone. Les deux joints 21 et 22 sont maintenus en place latéralement dans l'espace entre les deux brides 8 et 10 par des éléments annulaires de butée latérale 23 et 24 et d'écartement 25 qui sont soudés sur la bride inférieure 18 solidaire de la carcasse 1 et formée par une plaque annulaire en acier, comme la bride 19. Sur le bord radialement externe de cette dernière est soudé par son bord supérieur un anneau 26 coaxial à la poche et s'étendant en direction de la bride 18. L'ensemble des deux brides 18, 19 et de l'élément annulaire 26 créé un chemin en chicane permettant d'obtenir avec les éléments de butée 23 à 25 un dispositif d'étanchéité à labyrinthe.

[0015] Les deux joints annulaires 21 et 22 sont susceptibles d'être serrés entre les deux brides 18 et 19 à l'aide d'un certain nombre d'étriers de serrage 28, articulés par leurs extrémités inférieures en 29 à des chapes d'articulation 30 situées en dessous de la bride inférieure 18 et solidaire de celle-ci et de la carcasse 1. L'autre extrémité de l'étrier 28 loge un dispositif à boulon de serrage 31 qui est susceptible de prendre appui sur le dessus de la bride supérieure 19. Les étriers 28 sont répartis régulièrement autour des brides 18 et 19 en un nombre approprié pour assurer une compression satisfaisante des joints 21 et 22 dans le but d'empêcher sûrement toute pénétration d'oxygène, d'air et d'humidité dans l'espace interne de la poche, tout en assurant une bonne isolation thermique.

[0016] La figure 4 montre le dispositif d'étanchéité assurant une fermeture étanche des orifices 7, 8 et 14 par leurs chapeaux respectifs 11, 10 et 15. Comme dans le cas de la figure 3, chaque orifice et son chapeau d'obturation associé comportent des brides formant cols 33, 34 entre lesquels est placé un joint isolant annulaire 35 de section transversale circulaire. Ce joint est avantageusement en silicone. Le joint est tenu en place latéralement par deux éléments de butée annulaire 36, 37 solidaires de la bride 33 stationnaire. La disposition du joint 35 pourrait être inversée, notamment pour l'orifice 14 et le couvercle 15 et être alors solidaire de ce dernier. Le joint 35 est susceptible d'être comprimé entre les brides 33 et 34 par un certain nombre d'étriers de serrage 38 répartis régulièrement autour de l'orifice à obturer. Chaque étrier est articulé par son extrémité inférieure en 39 à des chapes d'articulation 40 fixées à l'encadrement de l'orifice faisant partie du couvercle 2, en dessous de la bride fixe 33. L'étrier comporte à son extrémité supérieure un dispositif à boulons de serrage 41 par lequel il prend appui sur le bord du chapeau qui porte la bride supérieure 34. Les brides 33 et 34 sont en acier.

[0017] En se reportant à la figure 5 on constate que l'orifice 7 permet l'introduction à l'intérieur de la poche d'un dispositif agitateur comprenant une turbine de brassage représentée en 43 située à une certaine distance au-dessus du fond 44 de la carcasse et portée à l'extrémité inférieure d'un arbre rotatif 45 entraîné par un dispositif moteur non représenté. Au niveau de la turbine 43, on éjecte en 48 un gaz inerte tel que de l'argone ou de l'azote qui est destiné à produire un effet d'entraînement, par ses bulles, des impuretés en direction de la surface du métal liquide où la crasse peut être écumée à travers l'orifice 14. La turbine 43 a pour fonction de brasser le métal liquide. Le cas échéant, pour empêcher la formation d'une zone calme au niveau des parois de la carcasse, on introduit avantageusement à travers l'orifice 8 un déflecteur réfractaire (non représenté). Ce déflecteur a pour objectif de créer une turbulence appropriée à l'intérieur de la poche. Pour pouvoir produire cet effet, il convient de disposer l'orifice 8 à un endroit approprié par rapport à l'emplacement de l'orifice 7. La disposition relative de l'orifice représenté à la figure 2 est particulièrement efficace.

[0018] La figure 6 montre un dispositif de prise de température 49 qui peut être incorporé au couvercle 2 ou à un des chapeaux d'obturation des orifices prévus dans celui-ci, par exemple au chapeau 9. Le dispositif comprend un capot en acier 50, un organe en forme d'un cône 51 que l'on place dans un trou de forme appropriée qui traverse le chapeau. Ce cône présente un passage 56 formant orifice de prise de température et dans lequel est inséré une bonnette 52 réalisée en une matière de feutre, par exemple en fibres céramiques moulées. Cette bonnette 52 obture l'orifice de prise de température mais, grâce à la matière la constituant, est transperçable par une canne pyrométrique permettant la prise de la température du métal. Le capot 50 du dispositif de prise de température peut être retiré de l'orifice et verrouillé dans celui-ci à l'aide d'un mécanisme comprenant un bras 53 de support du capot, qui est articulé à une extrémité en 54, au chapeau et dont l'autre extrémité est verrouillable à l'aide d'un dispositif de serrage à volant 55, comme cela ressort de la figure.

[0019] Pour assurer un séchage parfait de la poche avant chaque utilisation, la carcasse et le couvercle 2 de la poche sont pourvus d'un certain nombre de dispositifs de purge dont un est représenté en 57 à la figure 5. Le nombre de ces dispositifs et leur répartition sont choisis pour assurer un séchage optimal. Chaque dispositif de purge 57 comporte un trou 58 qui traverse la couche externe en tôle 59 de la poche et un organe 60 d'ouverture et d'obturation du trou 58. Ainsi l'humidité ayant traversé le garnissage interne 61 de la poche, qui recouvre intérieurement la couche en tôle 59, peut s'échapper vers l'extérieur.

[0020] Comme on le voit à la partie encerclée à droite sur la figure 5, la poche selon l'invention est également pourvue d'un dispositif de prise de température 63 permettant de déterminer la température à l'intérieur du garnissage 61, c'est-à-dire à l'interface de deux structures de couches constitutives de ce dernier, à savoir une structure de couches radialement interne 64 en un matériau réfractaire tel que du béton et une structure de couches radialement externe 65 en un matériau isolant qui recouvre intérieurement la couche en tôle extérieure 59. Ce dispositif peut être formé par un thermocouple monté dans un passage approprié 62 traversant les couches externes 59 et 65 jusqu'à l'interface.

[0021] Selon la figure 5, la poche de transport est en plus équipée d'un dispositif 66 de balayage de l'air se trouvant encore dans la poche après le remplissage de celle-ci, dans l'espace entre le niveau du métal liquide et le couvercle, par l'introduction d'un gaz inerte tel que de l'azote ou de l'argone.

[0022] A cette fin on a placé dans la poche représentée à titre d'exemple un passage 67 à travers le couvercle 2 par lequel on introduit le gaz inerte par l'intermédiaire d'un conduit 68 de raccordement à une source de gaz (non représentée). Le conduit est pourvu d'une vanne 69 et d'un manomètre 70 ainsi que, le cas échéant, d'un débitmètre (non représenté).

[0023] Le dispositif 66 pourrait aussi avoir pour créer dans l'espace entre le métal et le couvercle une suppression qui permet d'améliorer encore plus la protection du métal contre l'oxygène, l'air et l'humidité de l'environnement. Il est à noter que la source de gaz inerte pourrait être montée sur le véhicule de transport.

[0024] Les différentes caractéristiques constructives de la poche de l'invention qui viennent d'être décrites contribuent à résoudre le problème qui est à la base de l'invention et qui consiste à proposer une poche de transport d'un métal liquide, notamment d'alliages spécifiques dont la qualité ne doit pas être altérée lors du transport même sur des distances relativement longues. La poche doit avoir un volume de stockage important, de par exemple 6 tonnes ou plus. Grâce aux dispositifs d'étanchéité entre la carcasse 1 et son couvercle 2 et les orifices 7, 8 et 14 et leurs chapeaux d'obturation associés, toute pénétration d'oxygène, d'air et d'humidité dans la poche, pendant le transport est sûrement empêchée. De plus, les dispositifs de purge 57 permettent d'évacuer de l'espace interne de la poche l'humidité qui pourrait être restée dans celle-ci à la suite d'une utilisation, au cours d'une opération de préchauffage et de séchage connue en soi. Selon l'invention ce séchage peut être contrôlé et optimalisé à l'aide du dispositif de contrôle ou de prise de température 63, au niveau de l'interface des deux couches 64 et 65 du garnissage interne de la poche. Grâce au dispositif de contrôle de température 63 on peut détecter le palier de température au cours de l'opération de préchauffage et de séchage et, après l'atteinte de ce palier, poursuivre le chauffage pendant un intervalle de temps approprié assurant l'échappement de toute humidité à travers les dispositifs de purge 57, tout en surveillant et contrôlant la température à l'intérieur de la poche à l'aide d'une canne pyrométrique introduite à travers un orifice du couvercle de la poche.

[0025] Concernant la fonction des orifices 7, 8 et 14, à part leurs fonctions spécifiques et non interchangeables qui ont été décrites plus haut, ils sont multifonctions et peuvent le cas échéant tous servir d'orifices de remplissage, d'introduction de brûleur et de cheminée.

[0026] Il est encore à noter que le fait d'avoir fixé les points d'attache ou de suspension 4 de la poche seulement sur la carcasse et non pas au niveau du couvercle comme cela est usuel dans l'état de la technique, la suspension et la manipulation de la poche n'est nullement préjudiciable au système d'étanchéité de la poche.

Revendications

1. Poche de transport d'un produit liquide ayant une température différente de la température ambiante tel que du métal liquide, du type comprenant une carcasse à parois thermiquement isolantes et un couvercle de fermeture de ladite carcasse qui est pourvu d'orifices permettant d'accomplir des fonctions telles que le remplissage, le préchauffement et de cheminée de la poche, chacun étant obturable par un chapeau d'obturation, caractérisée en ce que le couvercle (2) de fermeture de la carcasse (1) est pourvu d'un orifice (14) obturable par un chapeau (15), qui est situé prés de la périphérie du couvercle et dont l'axe est incliné par rapport au plan horizontal de façon à permettre un écumage de toute la surface du métal liquide contenu dans la poche.

2. Poche selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bord supérieur de la carcasse (1) et le bord inférieur de son couvercle (2) sont pourvus chacun d'une bride annulaire (18, 19) faisant saillie radialement vers l'extérieur, et en ce qu'un dispositif d'étanchéité (20) annulaire est placé entre les surfaces en regard de ces brides et soumis à des forces de serrage à l'aide de moyens de serrage tels que des étriers (28) répartis régulièrement autour desdites brides.

3. Poche selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif d'étanchéité (20) comprend un joint annulaire (21) radialement interne destiné à couper la chaleur et former un barrage à l'infiltration du métal liquide dans le dispositif et réalisé en un matériau telle qu'une tresse en fibres céramiques et avantageusement de section transversale sensiblement carrée et un joint radialement externe (22) en un matériau isolant tel que du silicone, les surfaces en regard des brides (18, 19) délimitant avantageusement un espace à chicane dans lequel les joints (21, 22) sont disposés.

4. Poche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque orifice (7, 8,14) et son chapeau d'obturation associé (9, 10, 15) présentent des brides annulaires (33, 34) radialement en saillie vers l'extérieur, entre les faces en regard desquelles est inséré un joint (35) en un matériau isolant tel que du silicone, par l'intermédiaire d'un certain nombre d'étriers de serrage (38) répartis régulièrement autour dudit orifice.

5. Poche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (4) de levage et de suspension à un dispositif de manutention (5), qui sont fixés à la carcasse (1).

6. Poche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un certain nombre de dispositifs de purge (57), qui sont répartis sur la carcasse et le couvercle et percent la paroi extérieure en tôle (59) de la poche pour assurer l'échappement de l'humidité contenue à l'intérieur de la poche.

7. Poche selon l'une des revendications précédentes, dont la paroi comporte de l'extérieur vers l'intérieur une couche extérieure en tôle (59), au moins une couche en un matériau isolant (65) et au moins une couche en un matériau réfractaire (64), caractérisée en ce qu'elle comporte un passage (62) traversant la paroi externe (50) et la couche isolante adjacente (67) jusqu'à sensiblement l'interface des couches isolante (65) et réfractaire (64) et permettant la mise en place d'un organe détecteur de la température au niveau de l'interface, tel qu'un thermocouple.

8. Poche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le couvercle (2) ou l'un des chapeaux d'obturation (9, 10 ou 15) de l'orifice comprend un dispositif de prise de température (49) comportant un canal traversant qui est obturé par un organe formant bonnette (52) en un matériau de feutre approprié tel qu'en fibres céramiques moulées, et transperçable par un organe de prise de température telle qu'une canne pyrométrique.

9. Poche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'un des orifices (7) est adapté pour la mise en place à l'intérieur de la poche d'une turbine de brassage (43) à l'injection simultanée d'un gaz inerte (en 48) favorisant l' 'entraînement des impuretés à la surface du bain du métal liquide.

10. Poche selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'à l'orifice de maintien de la turbine de brassage (43) est associé un orifice (8) disposé par rapport à l'orifice de maintien (7) de façon qu'un déflecteur réfractaire introduit dans la poche à travers l'orifice (8) créé une turbulence dans le bain de métal liquide agité par la turbine de brassage (43) susceptible d'éviter la formation d'une zone calme prés de la paroi de la carcasse.

11. Poche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif (66) de balayage de l'air contenu dans la poche après le remplissage de celle-ci entre le niveau de métal et le couvercle (2), à l'aide d'un gaz inerte, ce dispositif comportant un passage (67) à travers la paroi de la poche, avantageusement du couvercle (2), pour l'introduction du gaz dans la poche par l'intermédiaire d'un conduit obturable (68).

12. Poche selon la revendication 11, caractérisée en ce que le dispositif (66) de balayage sert également pour créer une suppression à l'intérieur de la poche au-dessus du niveau du métal liquide.

Dessins