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BREVET D'INVENTION Dispositif de protection pour éoonomiseurs, appareils d'a- limentation en eau ou appareils analogues ".
Il est connu de protéger les éoonomiseurs contre les a-coups des pompes et les coups d'eau en disposant les sou- papes d'alimentation ou autres régulateurs automatiques d'a- limentation en eau en avant des éoonomiseurs. Quand la soupa- pe d'alimentation est fermée, les gaz de combustion conti- nuent à chauffer l'eau contenue dans l'économiseur. Il sé forme ainsi de la vapeur dans l'éoomomiseur de telle sorte qu'il se produit un tampon de vapeur entre l'eau de la ohau- dière et l'eau de l'éoonomiseur. Quand l'alimentation de la ohaudière recommence, l'eau d'alimentation s'écoule avec une grande vitesse à travers l'économiseur, refoule devant elle dans la chaudière la vapeur formée et provoque les coups d'eau connus qui occasionnent des perturbations dans le fonc- tionnement ou même parfois l'explosion de l'économiseur.
Un manque d'eau dans l'économiseur ou le tampon précité peu également se produire par suite dedégagement de gaz, de
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défauts d'étanohéité, etc... et oeux-oi provoquent des pertur- bations.
On a proposé déjà des dispositifs destinés à supprimer les conséquences nuisibles des pertes d'eau. Ils ont l'inoon- vénient de fonctionner périodiquement et d'être en conséquence en retard dans le réglage, en raison de leur inertie.
La présente invention permet d'éviter ces inconvénients.
Elle peut s'appliquer à tous les économiseurs, quelle que soit leur construction, en particulier aux éoonomiseurs à ailettes qui sont actuellement de plus en plus utilisés et dans lesquels, en raison du petit volume d'eau qu'ils con- tiennent et de la surface de chauffe plus élevée, le danger d'une formation de vapeur et en conséquence d'une absence d'eau sur la surface de chauffe est trèsgrande .
On peut aussi l'appliquer à tous les récipients ou sys- tèmes remplis d'eau, dans lesquels de l'eau essoutirée pério- d@quement tandis qu'il leur est fourni de la ohaleur sans in- terruption.
Le dispositif de protection pour économiseurs qui fait l'objet, de l'invention est principalement caractérisé le fait qu'un séparateur de vapeur, en soi connu, est monté en- tre la chaudière et l'économiseur et comporte un organe de réglage particulier pouvant ouvrir ou' fermer deux ou plu- sieurs voies.
Le piston de l'organe de réglage est commandé à l'aide d'un embiellage par deux corps qui ont des poids spécifiques différents et qui plongent dans l'eau. selon la hauteur du ni- veau de l'eau, ils subissent des poussées hydrostatiques de valeurs différentes, indépendamment du poids spécifique du liquide. Ces forces agissent sur le levier sur lequel sont fixés les corps précités et sont transmises à l'embiellage et à l'organe de réglage. Le réglage de oe dernier dépend donc du niveau de l'eau.
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L'organe de réglage ouvre ou ferme deux passages séparés l'un de l'autre, au moyen d'un piston ou d'un tiroir. Dans ce dernier sont ménages des trous ou des évidements de telle manière que le système soit complètement déohargé. De préf é- rence, le piston se déplaoe dans un manchon qui est monté dans la boite de soupape et dont l'étanchéité par rapport à cette boî te est assurée par des presse-étoupes ou des pièces vissées,:,
Quand le piston se déplaoe, l'organe de réglage commande deux passages séparés l'un de l'autre. L'un de ces passages met en communication la chambre de vapeur du séparateur avec la chambre de vapeur du générateur. L'autre envoie dans l'éoo- nomiseur l'eau provenant d'une chambre placée sous pression.
Cette chambre peut être constituée par la conduite d'alimenta- tion, par la chaudière elle-même ou par un autre récipient sou- mis à une pression supérieure à oelle de la ohaudière.
Dans oertaines conditions, il est avantageux de prélever dans la ohaudière elle-même l'eau manquant à l'économiseur.
La circulation de l'eau se produit alors automatiquement si le niveau de l'eau dans le générateur est plus haut que dans l'appareil de protection de l'économiseur. Quand ce n'est pas le oas, la oiroulation de l'eaupeut être provoquée par des pompes, des siphons ou d'autres dispositifs similaires. De cettelanière, l'eau est remplacée dans l'économiseur pour tou- tes les conditions de fonotionnement et les cas intermédiaires, par exemple aussi dans le cas où, pendantlesarrêts de fonction- nement, on interrompt l'alimentation en arrêtant l'installation des pompes.
Les deux oorps g et gl (fig. 1) ont de préférence une dis- position et des dimensions telles que tous deux émergent com- plètement du liquide en même temps, quand le niveau de l'eau s'abaisse suffisamment. Ils doivent également'être complètement recouverts tous deux simultanément par l'eau lorsque le niveau de celle-ci atteint une hauteur déterminée. On obtient ce résul-
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tat en donnant aux deux corps g et gl des poids spéoifiques différents. par exemple, on peut constituer les deux corps par des blocs massifs de poids spéoifiques différents ou bien former gl par un bloc massif et g par un corps creux ouvert à la partie supérieure, remplit d'eau, que son poids spécifi- que est alors voisin de 1.
La force qui déplace le piston q de l'organe de réglage est ainsi maximum.
Afin que le piston g de l'organe de réglage ne puis- se subir de pression unilatérale qui influencerait les pièces g et gl, on établit, entre la chambre située au-dessus du piston et le séparateur de vapeur, une liaison qui décharge le piston dans la direction axiale. La liaison il peut aussi être remplaoée par un oanal traversant longitudinalement le piston.
Aveo ce dispositif, la perte en eau dans l'économiseur qui peut se produire par suite de vaporisation, de manque d'étanchéité ou de causes similaires, est rapidement compen- sée par un nouveau remplissage de telle manière que la liai- son aqueuse entre l'eau de la chaudière et l'eau de l'éoonomi- seur ne se trouve pas interrompue. Par cette liais en directe des chambres de vapeur de la chaudière et de l'appareil de protection de l'éoonomiseur, il s'établit un équilibre de pression entre oelles-oi et par suite entre elles et l'éoonomi- seur, de telle sorte que l'eau de l'économiseur ne peutpas, même lorsqu'il se produit des défauts d' étanchéité, se vaporiser par suite d'une ohute de pression.
Lorsque l'alimentation est interrompue, le niveau de l'eau das l'appareil de protection de l'économiseur ne peut pas s'abaisser même si l'étanohéité dans l'économiseur est imparfaite et, en oonséquenoe, l'organe de réglage ne peut pas fonctionner, pour que le niveau de l'eau dans l'appareil de protection puisse s'abaisser dans le cas de manque d'étanohéité il faut qu'il règne dans ledit appareil une pression appropriée.
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Selon l'invention, ce résultat est obtenu d'une manière sim- ple en reliant la chambre de vapeur de la ohaudière à la partie supérieure de l'appareil de protection. A oet effet, on utilise une conduite qui est fermée de la manière oonnue par un ola- pet de retenue.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple, fera bien oomprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
La fig. 1 est une vue en coupe verticale d'un appareil de protection pour éoonomiseur établi selon une fonne d'exé- oution de l'invention.
La fig. 2 est une coupe de la partie supérieure par un plan vertical perpendioulaire à celui de la fig. 1.
Les figs. 3 à 6 sont des vues de détail du piston et du manchon de l'organe de réglage.
La fig. 7 montre la pièce de vissage du manchon sur la boite de soupape.
Les fig. 8 et 9 sont des ooupes de l'organe de réglage.
La fig. 10 est un sohéma du montage de l'ensemble de l'installation.
La fig. 10 montre l'appareil de protection pour éoonomi- seur u pourvu d'un organe de réglage e et disposé entre le générateur de vapeur a et l'économiseur o dans la oanalisation d'alimentation f. L'organe de réglage peut relier d'une part l'appareil de protection au générateur a par le tuyau i et d'autre part la canalisation 1 à l'économiseur o au moyen du tuyau n.
Le tuyau 1 peut être relié à un récipient sous pression, par exemple à la chambre d'eau de la chaudière a ou à la con- duite d'alimentation. L'organe de réglage est, comme le mon- trent les fig. 1 et 2, oorrmandé par le niveau de l'eau au moyen des corps g et gl par l'intermédiaire de l'embiellage s et t.
L'organe de réglage est disposé dans une boite v dans laquelle le manchon x est introduit aveo un certain jeu. Dans
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le manohon x se déplaoe le piston q qui commande les passages Ce piston oomporte à oet effet les ouvertures r pour le passage de l'eau et les évidements w disposés symétriquement ainsi que le oanal axial w1 pour le passage de la vapeur (3', z, w, w1, 3).
Les évidements y et z du manohon x (voir les fig. 5 et 6) coïncident avec les perforations r et w du piston 4 (figs. 3 et 4), de telle sorte que ce piston g règle le passage de la v a- peur et de l'eau en liaison aveo le manchon x.
Lorsque l'admission d'eau est interrompue, par exemple par un régulateur d'alimentation b réglé automatiquement par le niveau de l'eau dans la ohaudière, il se forme dans l'éoono- miseur c par suite de la chaleur fournie, de la vapeur qui s'é- lève vers l'appareil de protection u. De ce fait, le niveau de l'eau s'abaisse dans oet appareil jusqu'à ce que les corps g et gl aient soulevé le piston g de l'organe de réglage e d'une quantité suffisante pour ouvrir d'abord le passage de vapeur (3', z, w, w1, 3) . La vapeur peut ainsi s'éoouler de l'appareil de protection de l'économiseur, donc également de l'éoomomiseur, vers le générateur de vapeur a. Il règne alors la même pression dans l'appareàl de protection et dans le géné- rateur a.
Quand le piston g continu à s'élever, l'eau peut, par le chemin (2', y, r, y, 2) s'écouler d'un tuyau sous pression plus élevée 1, par l tube n, dans l'économiseur.
Le chemin de la vapeur (3', z, w, w1, 3 ) reste ouvert jusqu'à ce que l'eau soit remplaoée. Le passage de la vapeur et celui de l'eau sont fermés par le piston g assez tôt pour qu'il se forme dans l'appareil de protection de l'économiseur un tampon de vapeur ou de gaz de sécurité. Il en résulte que de l'eau ne peut pas passer dudit appareil de protection dans le générateur de vapeur au Les mouvements du piston q et du le- vier t des flotteurs sont limités par les deux vis de réglage
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L'eau est remplacée dans l'éoonomiseur de la même manière, par le dispositif décrit si une perte se produit par suite de défauts d'étanchéité ou pour toute autre raison.
D'après la fig. 10, l'appareil de protection de l'éoono- rniseur oomporte en outre un dispositif 23 de type oonnu,par exemple un clapet de retenue,relié par le tuyau 24 à la oon- duite de vapeur i qui fait communiquer la chaudière a avec l'organe de réglage. Ce dispositif peut être réuni par oonstruo- tion à l'organe de réglage.
Lorsque la pression baisse dans l'économiseur c par sui- te d'un manque d'étanchéité, la vapeur peut, par le clapet de retenue 23 et les tuyaux i et 24, pénétrer dans l'appareil de protection de l'éoonomiseur. L'eau peut alors s'échapper par les points où l'étanchéité est défectueuse, de sorte que le niveau de l'eau s'abaisse dans l'appareil de protection.
Les corps g et gl déplaoent en oonséquenoe le piston q de l'or- gane de réglage, de telle manière que l'eau peut passer de la conduite 1 dans le tuyau n, et , par suite, dans l'éoonomiseur c.
Les figs. 1 et 2 montrent en coupe l'organe de réglage dans la position où le passage de l'eau (2', y, r, y, 2) vient d'être ouvert, tandis que le passage de la vapeur (3', z, w, w1, 3 ) est déjà partiellement ouvert.
Les passages de la vapeur et de l'eau peuvent être simul- tanément ouverts ou fermés par l'organe de réglage. Il est préférable que le passage de vapeur soit ouvert le premier et fermé le dernier. Sur la fig. 9, le passage de l'eau (2',y, r y, 2) est montré complètement ouvert.
L'espace existant entre le manchon x et la boite v donne audit manchon x la possibilité de se dilater librement. A la partie Supérieure de la boîte v, le contact de cette boite avec le'manohon x est rendu étanohe par un presse étoupe x1.
La partie inférieure du manchon x est fixée dans la boite et
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fermée de manière étanohe, indépendamment du dispositif d'é- tanohéité constitué par les deux brides 15 et 16; par un deu- xième presse étoupe ou par une pièce vissée p qui est repré- sentée fig. 7.
La boite de soupape a oinq tubulures : o et h servent à raccorder les tuyauteries i, 1, n aux voies séparées l'une de l'autre 2', y ,r y 2 et 3', z, w, w1, 3. L'une des tu- bulures de ce dernier passage sert en même temps à fixer l'organe de réglage e sur l'appareil de protection de l'éoo- nomiseur u. Le ohemin de la vapeur ne passe pas néanmoins néoessairement par les tubulures de fixation,il peut aussi être formé, de même que le passage de l'eau, par une autre tubulure et une conduite de liaison aveo le séparateur de va- peur. La cinquième tubulure sert à la fixation du couvercle de fermeture v1. L'organe de réglage peut comporter aussi, au lieu de deux passages, plusieurs passages séparés égale- ment les uns des autres.
L'organe de réglage e a, sur le dessin, la forme d'un tiroir @ylindrique, mais il peut aussi être constitué par des tiroirs plats ou des tiroirs rotatifs à direotion quelconque de mouvement.
On peut de même utiliser des organes de réglage séparés pour la vapeur et l'eau-au lieu d'un organe commun, ces orga- nes étant commandés séparément ou ensemble par les pièoes g et g1.
Le moyeu 20 du levier à deux bras t est monté fou sur un axe 21. L'axe 21 traverse le boîtier au moyen d'un presse étoupe. Ledit axe 21 est en même temps, selon l'invention, oonstitué oomme levier de levage pouvant être actionné de l'extérieur. Il comporte dans ce but, de même que oe moyeu 20, des oames 22, des butées d'entraînement ou autres dispositifs similaires. Ces dispositifs viennent en prise l'un aveo l'autre aveo un certain jeu, de telle sorte que le levier t peut os-
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oiller librement sur l'axe 21, sans que ledit axe tourne dans le presse étoupe.
Le presse étoupe est ainsi à l'abri de l'usure et peut rester étanche même pour les hautes pressions. En outre, nn supprime ainsi le frottement de l'axe dans le presse étoupe.