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Procède et dispositif pour refroidir au moyen d'eau les dispo- sitifs obturateurs des conduits ou carneaux à gaz chauds ou autres matières à température élevée .
La présente invention se rapporte à un dispositif pour refroidir au moyen d'eau le registre et les bagues d'étan- chéité fonctionnant conjointement avec celui-ci dans les dis- positifs obturateurs qui sont montés d'une manière connue dans des conduits ou des chambres contenant ou conduisant des gaz chauds ou autres matières à. haute température.
En soi-même, cette idée n'est pas nouvelle, un a déjà. construit des dispositifs obturateurs qui comportaient des bagues et des registres refroidis par circulation d'eau, mais on amenait à ces pièces refroidies de l'eau de refroidis- sement fraîche qui, après son échauffement, était évacuée sans
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pouvoir être utilisée. Cette façon de procéder entraîne de gra- ves inconvénients. Il y a lieu de tenir compte du fait que le registre, lorsqu'il est ouvert, se trouve à la partie supé- rieure de la boite et y,est refroidi dans une très forte mesure parce que les gaz chauds qui parviennent à cet endroit,élevé s-ont stagnants et perdent leur température élevée, ce qui a sa répercution sur le registre.
Les bagues d'étanchéité, par contre, lorsque le registre est ouvert, sont continuellement léchées par les gaz chauds en circulation et prennent par con- séquent une température notablement plus élevée que le regis- tre. Lorsque le dispositif obturateur est fermé, l'action est inverse; les bagues d'étanchéité sont alors moins échauffées que le registre, étant donné que le rayonnement de la chaleur des parois de la tuyauterie avoisinante non refroidies et généralement disposées à. l'extérieur de la maçonnerie, s'exerce principalement sur celui-ci.
Il résulte de cette action varia- ble, qui se produit chaque fois qu'on ouvre ou qu'on ferme le registre obturateur, que les parties constitutives du registre peuvent se déformer après un certain temps, ce qui nuit à l'herméticité du dispositif obturateur.
En outre, cette disposition offre l'inconvénient que, par suite de l'arrivée continuelle d'eau de refroidissement fraîche sur les parois à refroidir, il se produit au bout de quelque temps des incrustations qui empêchent le refroidisse- ment,
La présente invention permet d'éviter d'une façon certaine tous les inconvénients mentionnés ci-dessus et d'as- surer d'autres avantages. L'échauffement des organes obtura- teurs lors de la mise en service ne se produit que peu à peu puis ces organes, après ajustement d'un organe de réglage agis- @ sant dans ce sens, sont maintenus à une température toujours
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uniformément élevée, tant lorsque le registre obturateur se trouve dans sa position de fermeture, que lorsqu'il occupe sa position d'ouverture.
On évite absolument les dilatations de grandeurs différentes de même que leur production rapide. 'De même, le refroidissement des organes obturateurs lors de la mise hors service ne se fait que d'une façon tout à fait gra- duelle. En outre, les frais d'exploitation et d'entretien sont notablement réduits, de sorte que le supplément de dépenses initial est rapidement récupéré.
D'invention proprement dite consiste essentiellement à faire circuler l'eau utilisée d'une manière connue pour le refroidissement des organes' obturateurs, de telle manière qu'elle parcoure un circuit fermé à travers les éléments re- froidis du dispositif obturateur, soit, par la force ascension- nelle résultant de l'échauffement de l'eau de refroidissement (principe de thermosiphon), soit par l'intercalation d'un dispositif mécanique, par' exemple une pompe. Le courant d'eau de refroidissement en circulation peut alors être maintenu con- tinuellement une certaine pression réglable, de telle façon que l'eau de refroidissement présente en tous les points de son parcours la même température d'ébullition, correspondant à la pression qui règne en ce point.
Un exemple d'exécution d'un dispositif obturateur de ce genre est représenté schématiquement sur le dessin.
Figure 1 est une vue de face du dispositif, partiellement en coupe...
Figure 2 est une coupe verticale de la habite du registre,
Figure 3 est une vue de côté d'un détail de la figure 1,
Figure 4 montre un dispositif faisant partie de l'instal- lation représentée sur la figure 1 et devant être disposé à un niveau supérieur et latéralement par rapport à cette .'installa-
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tien.
Le dispositif obturateur comporte de la manière habituelle la boita à registre a et les bagues d'étanchéité creuses b. et b1 disposées à l'intérieur de celle-ci, le registre c qui peut coulisser entra ces bagues et la tige de registre d fi- xée à ce registre et guidée dans une boita à bourrage. L'ouver- ture et la fermeture du registre obturateur au moyen de la tige de registre se fant de la manière habituelle par un mé- canisme approprié connue par exemple un vérin, ou bien aussi à la main. Jusqu'ici l'installation décrite ci-dessus peut être considérée comme étant connue.
La caractéristique nouvelle au sens de l'invention réside dans la disposition suivante:
Pour produire la circulation de l'eau de refroidissement en circuit fermé, on dispose à une certaine hauteur au-dessus de la boita à registre a un réservoir d'eau de refroidissement qui repose par l'intermédiaire d'une plaque-d'assise sur des colonnes f, avec intercalation d'une seconde plaque d'as- sise g. En vue d'obtenie une mobilité irréprochable du regis- tre, on peut établir un guidage rectiligne au moyen de deux paires de montants à et h1.
Entre les montants de l'une des paires h se trouve le bras i, et entre ceux de l'autre paire h1 le bras il d'une traverse qui est elle-même montée rigide- ment et d'une manière étanche, en son milieu sur une surface @ d'appui conique de la tigdu registre et y est maintenue par un écrou.
Une tuyauterie i part de la partie inférieure du réservoir e et s'étend jusqu'à la plaque d'assise 2, En cet endroit elle vient s'adapter par l'intermédiaire d'une boite à bourrage assurant l'étanchéité, sur un tuyau à plus étnoit fixé au bras 1 de la traverse, Ce dernier, de même que la tra- versa, peuvent être déplacés verticalement par la tige à du re- g istre, Le tuyau k se prolonge dans le bras i par un alésage m
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et dans la tige d du registre par un alésage n dirigé de haut en bas, qui débouche par un tuyau à la partie la plus basse de la chambre interne du registre c.
près de la plaque d'assi- se g, une tuyauterie étroite part du tuyau i et descend jus- qu'à la partie inférieure de la boite a où elle bifurque en un embranchement o1 communiquant avec la bague d'étanchéité b et un embranchement o2 communiquant avec la bague d'étanohéi- té b1. Pour le retour de la tuyauterie au réservoir e la tige d du registre est pourvue d'un second alésage Il qui aboutit à un alésage m1 du bras il de la' traverse, relié à un tuyau k1 fixé au bras il et s'ajustant dans un tuyau plus large j1 par l'intermédiaire d'une boite à bourrage assurant l'étanchéité.
Le tuyau il est fixé à la plaque d'assise g et abouti à peu près à mi-hauteur du réservoir e, en-dessous du niveau de l'eau dans ce dernier. Une tuyauterie q qui communique à son extré- mité inférieure, par un embranchement q1, avec la partie supé- r ieure de la bague d'étanchéité b, et par un embranchement q2 avec la partie supérieure de la bague d'étanchéité b1, est rac- cordée au-dessus et à une faible distance de la plaque d'assi- se g au tuyau j1. A l'extrémité inférieure du réservoir 2 est encore raccordée une tuyauterie r qui sert à l'adduction de l'eau et complète ainsi le circuit fermé.
La tuyauterie d'ar- rivée r est avantageusement raccordée à un condenseur dans lequel se fait la précipitation da la vapeur qui se développe dans le réservoir d'eau de refroidissement et pénètre dans ce oondensaur par une tuyauterie de vapeur u pourvue d'une soupape régulatrice de pression t, pour être ramenée ensuite, comme eau de condensation, par la tuyauterie r dans le réser- voir e. L'eau de refroidissement que nécessite le condenseur pénètre par v et s'écoule par w, une conduite x sert à l'évacua-
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tion de l'air saturé d'humidité.
Afin que l'eau de condensa- tion puisse convenablement surmonter la contre-pression qui règne dans le réservoir e, le condenseur doit être placé à un niveau plus élevé que ce dernier de manière que la hauteur de charge z soit suffisante pour vaincre la contre-pression.
En outre, la reservoir e est pourvu d'un indicateur de niveau d'eau, d'un manomètre et d'une soupape de sûreté. Celle-ci ne fonctionne de préférence qu'à une pression légèrement plus élevée que celle admise par la soupape de réglage .0.
L'installation de refroidissement fonctionne comme suit :
Lors de la mise en service du dispositif obturateur, on remplit la réservoir e d'eau jusqu'à la hauteur voulue, de manière à remplir complètement les tuyauteries et conduites qui y sort raccordées, ainsi que les espaces creux à refroi- dir. comme l'eau de refroidissement pénètre d'une part par la tuyauterie i, k, m, n, o dans la plaque de registre g et d'au- tre part, par la tuyauterie j, o, o1,o2 de bas en haut dans les bagues d'étanchéité b,b;
111 eau chauffée à une températu- re élevée s'élève par suite de son poids spécifique plus faible et de la disposition des tuyaux communiquant, en quit- tant le registre c par les oonduits m1, k1, j1 et les gagnes d'étanchéité b, b1 par la tuyauterie q1, q2, q, j1 pour re- venir dans le réservoir e. La pression qui règne dans ce der- nier est toujours un peu plus faible que celle qui règne dans les chambres b, b1 situées à un niveau plus bas.
Il en ré- sulte que comme il existe jour toute pression donnée une tem- p érature d'ébullition déterminée, l'eau chaude qui retourne dans le réservoir d'eau de refroidissement e par la tuyauter jl se transforme partiellement en vapeur, en quantité dépen- 2. dent de l'élévation de la température d'ébullition résultant
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de la différence de pression existante. La température d'ébul- lition est toutefois plus faible dans le réservoir a que dans les chambres b, b1, c à refroidir.
Au bout de quelque temps, la quantité totale d'eau qui se trouve en circulation est ame- née à la température d'ébullition qui, correspond à la pres- sion déterminée par le réglage;;la vapeur développée est con- densée dans la condenseur s et est alors ramenée dans le ré- servoir e: L'eau de refroidissement circule donc suivant un circuit complètement fermé et ne nécessite aucune alimentation d'eau spéciale étant donné que la quantité d'eau existante reste toujours invariable.
Dans certains cas appropriés, le circuit de l'eau de refroidissement peut aussi suivant l'invention, être établi de façon à supprimer complètement le condenseur s, par exemple lorsque la vapeur développée dans le réservoir doit recevoir une utilisation quelconque. Dans ce cas, la quantité à'eau ab- sorbée par suite de la formation de vapeur doit être ramenée, de l'extérieur au réservoir e, d'une façon continue ou à des intervalles de temps déterminés. Ici, encore le circuit de l'eau de refroidissement est complètement réalisé, malgré l'ad- dition d'eau de l'extérieur.
L'invention est également appli- cable au cas où l'on doit renoncer à la production de vapeur sous pression ou à la production de toute vapeur provenant de l'eau de refroidissement, c'est-à-dire lorsque le réservoir se trouve à la pression atmosphérique ordinaire et que la cir- culation est provoquée uniquement par la différence des poids spécifiques entre l'eau chaude et l'eau refroidie.
Il y a lieu de mentionner que le condenseur s et le ré- servoir peuvent être montés également au-dessus et à coté de la botte à registre a sans sortir du cadre de l'invention;
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ces dispositions dépendent uniquement des circonstances lo- calas. Le principe de l'invention n'est pas altéré par les mo- difications de constructions de l'installation de refroidisse- ment que ces dispositions nécessitent.
REVENDICATIONS.
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1.- Dispositif obturateur à refroidissement pour condui- tes à toutes températures, caractériser en ce que ses chambres de refroidissement sont raccordées par des tuyauteries de circulation à un réservoir collecteur situé au-dessus d'elles.
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2.- Disp ositif suivant la JSvend1oation 1, caractérisé en ce que le réservoir collecteur est relié à un condenseur par une conduite de vapeur pourvue d'un régulateur de pression et par une conduite d'eau de condensation*
3.- Dispositif suivant les revendications 1 et 2, carac- térisé en ce que le condenseur est disposé à un niveau plus élevé que le réservoir collecteur, ce niveau étant tel que l'eau de condensation est introduite dans le réservoir collecteur sous l'action de la hauteur de charge.
4.- Dispositif suivant les revendications 1 à 3, caracté- risé en ce qu'une pièce transversale de la tige du registre porte deux tuyaux qui coulissent dans des tuyaux raccordés au réservoir collecteur et communiquent avec des conduits formés dans la pièce transversale et dans la tige de registre.