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"Régulateur automatique d'alimentation de chaudièrelt
On connaît des régulateurs à purge continue dans lesquels le fluide qui sort du serpentin de détente, et qui est un mélange d'eau et de vapeur, d'un débit variable avec le ni- veau du liquide dans la chaudière, est utilisé pour agir par l'intermédiaire de son poids, de la force de son jet, etc... sur l'organe faisant varier la quantité d'eau alimentée dans la chaudière.
La présente invention a pour objet des perfectionne- ments à ce procédé, qui consistent notamment en l'emploi en cours de détente de la vapeur amenée avec la purge comme fluide servo-moteur, le réglage de ce fluide étant commandé par le débit meme du mélange de la purge; l'invention vise également les dispositifs pour la mise en oeuvre de ce procédé.
On ob.tient ainsi avec l' instantanéité de l'impulsion, la possibilité d'un effort plus grand sur l'organe à manoeuvrer pour faire varier la quantité d'eau nécessaire à la chaudière.
Une correction du réglage ci-dessus peut être appor- tée par une membrane recevant la pression différentielle créée dans la conduite principale de vapeur par un organe à. perte de charge ou un venturi.
Une autre cofrecion peut être apportée par une membrane différentielle soumise aux pressions amont et aval du robinet,, Accessoirement, la présente invention a également pour
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objet un dispositif perfectionne de prise de fluide dans la chaudière, qui consiste en un récipient percé d'un trou dans lequel aspire le tuyau d'évacuation, lequel récipient est accro- ché par le tuyau d'évacuation lui-même à la hride obturant l'orifice de mise en place et est entouré d'un grillage protec- teur contre les corps étrangers.
L'invention vise enfin la combinaison du dispositif ci-dessus avec un indicateur de niveau dont le fonctionnement est dû au fluide lui-même.
Dans la fig. 1, le plan d'eau 1 du ballon 2 de la chaudière oscille entre les niveaux 3 et 4.
Il est avantageux de composer le dispositif de prise de vapeur comme suit :
Le tuyau d'évacuation 5 plonge dans la vapeur au sein d'un récipient 6 auquel il est attaché par les pattes 7 et qui comporte un orifice 8 par lequel pénètre en chute libre de l'eau en quantité variable, suivant son niveau dans la chau- dière. Le tuyau 5 évacue vapeur et eau vers le serpentin 9 qui sert, par la perte de charge qu'il occasionne, à rester dans des limites de débit admissibles et dont la traversée est quasi instantanée.
Le dispositif de prise de vapeur est commodément suspendu ou porté dans la chaudière par le même tuyau 5 accro- ché à une bride 10 obturaut l'orifice qui permet l'introduc- tion de ce dispositif dans la chaudière. Il est enveloppé dans un grillage ou une tôle perforée 11 de mailles telles qu'aucun corps étranger ne puisse pénétrer dans le serpentin et l'obs- truer.
Pour le cas où le niveau doit être réglé entre des limites rapprochées, on soustrait le niveau au voisinage du récipient 6 de l'ébullition tumultueuse par une enveloppe 12 attachée au tuyau 5 par des pattes 13.
Lorsque le niveau varie, dans la chaudière, il àe mélange à la vapeur expulsée à travers le serpentin une quanti- té d'eau fonction de la hauteur h au-dessus de l'orifice 8, donc fonction du niveau de l'eau-.
Ce dispositif est plus avantageuxnotamment que celui, également possible, qui consisterait à faire varier le débit de vapeur ou d'eau grâce à un flotteur étranglant à l'entrée du serpentin une quantité de ces fluides variables avec le niveau dteau,
Le fluide quittant le serpentin en 14 vient frapper par un jet de vitesse considérable et convenablement choisi, la surface 15 de l'obturateur 16, équilibra aux pressions et rappelé en position haute par un ressort 17. Le jet est plus ou moins abondant suivant le niveau et il provoque un enfonce- ment plus ou moins grand de l'obturateur 16, ce qui a pour effet d'obturer ou de dégager les lumières 18 percées dans le cy- lindre de distribution.
La vapeur échappant du jet se répand ensuite, par exemple, dans la capacité 19 constituée par la membrane élastique 20 équilibrée elle-même, s'il y a lieu, par le ressort 21 et dont le fond supérieur se meut axialement en entraînant le levier 22 manoeuvrant le robinet 23 d'alimenta- tion de la chaudière de préférence équilibré.
Enfin, la vapeur @
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sort par 24 de l'appareil dans une capacité à pression quelcon- que, généralement celle de l'atmosphère, où elle peut être condensée dans un but de récupérations par exemple à. la bâche alimentaire. '
Lorsque le niveau varie, sous l'influence du. jet variable, l'obturateur provoque donc une variation de pression dans la capacité 19, d'où il résulte un déplacement de son fond et la liaison avec le robinet de réglage 15 est choisie telle que son action sur le robinet 23 provoque dans le sens convena- ble la variation de l'eau alimentée.
La bacse d'appui du ressort 17 de. l'obturateur est solidaire d'une membrane auxiliaire 25 équilibrée par un res- . sort a6 et qui prend, une position fonction de la dépression régnant entre 1 entrée et le col d'un venturi 27 parcouru par la vapeur produite par la chaudière. La position de la membra- ne se répercute donc à la base d'appui 28 du ressort 17 par un jeu de leviers 29 et 30 et d'axes 31 avec les presse-,.étoupe. nécessaires non représentés en détail.
Une variation d'allure de la chaudière produit une variation immédiate de la quantité d'eau alimentée à la chau- dière. Les connexions sont établies pour que l'alimentation d'eau suive la demande de vapeur.
Par exemple, une augmentation de débit à la chaudiè- re produit une augmentation de la dépression au col du venturi par rapport à l'entrée. La membrane 25 s'abaisse entraînant l'élévation de la base dubressort 17 et,de ce fait l'éléva tion de l'obturateur 16. La pression dans la capacité 19 bais- se et la membrane 20 s'abaisse sous l'effet du ressort 21 ce qui amène l'ouverture du robi.net d'alimentation 23.
Au lieu de brancher les pressions régnant de part et d'autre de la membrane à un venturis on peut les brancher avant et après une résistance quelconque par exemple le sur- chauffeur.
Il est courant que la pression assurée par la pompe alimentaire en avant du robinet d'alimentation 23, n'est pas constm.te, du fait de la courbe caractéristique de la pompe alimentaire et des fluctuations de la pression de la chaudière.
Ceci a pour effet de faire passer à travers le robinet 23 une quantité d'eau qui, pour une position donnée du pointeau d-e réglage, peut prendre diverses valeurs. Il en résulte des fluc tuations du niveau de l'eau dans la chaudière.
Pour éviter ce phénomène gênant, surtout pour cer taines caractéristiques de pompes ou pour de grandes variations d'allure ou de pression, il est branché sur les pressions amont et aval du robinet de réglage une membrane 32, montrée à la fig. 2, analogue à la. membrane 25. Le déplacement de cette membrane 32 entraîne par un jeu de leviers 33 et 34, solidai- res de l'axe 35 et du presse-étoupe convenables, la base d'ap pui 28 du ressort 17.
En supposant, par exemphe, que la chaudière marche à allure réduite, la surpression entre amont et aval du robi net 23 a cru par rapport à la marche normale. Il en est ré- suite une augmentation de débit d'eau, de qui n'est pas justi- fié par l'allure de la chaudière, au contraire. La membrane 32 s'abaisse alors, entraînant dans son mouvement la baisse
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de la base d'appui 28 du ressort 17 et celle de l'obturateur 16 ce qui a pour effet de tendre à fermer le robinet d'alimenta- tion.
Il est à remarquer que la base d'appui 28 est à la fois solidaire des mouvements des membranes 5 et 32. Ceci est réal.isé par l'entretoise 36 reliant par des rotules les leviers 30 et 34, ainsi que le montre la fig. 2.
Si le niveau qui résulte de l'extraction de la vapeur et de l'alimentation de l'eau n'est pas correct, la purge le rétablit par l'intermédiaire de l'obturateur à la position convenable comme indiqué ci-dessus.
L'appareil faisant l'objet de l'invention peut n'être pas muni du récepteur de dépression vapeur, ni du ré- cepteur de surpression d'eau, ni des deux.
On peut évidemment ne pas employer une membrane capotant le jet mais transmettre la pression à une capacité élastique quelconque distincte. La fig. 2 indique ce mode de réalisation où il n'a pas été représenté de dispositif solidai- re d'un venturi qui n'est pas indispensable dans tous les cas.
Il est utile de prévoir sur le parcours du fluide entre serpentin et jet un réservoir 37.
Au lieu d'utiliser la quantité de mouvement du jet on peut utiliser d'autres propriétés du fluide détendu, telle que la variation de poids d'un réservoir percé d'un orifice et dans lequel s'établit un niveau variable avec la quantité de fluide débitée, après condensation ou non.
Cet appareil peut être associé à un indicateur de niveau constitué par un manomètre 38 (fig. 3) branché sur la capacité à pression variable et qui est gradué en hauteur d'eau.
Dans le cas où. la chaudière comporte deux ballons supérieurs,on peut mettre dans chacun d'eux uhe priae de mé- lange que l'on fait se raccorder avant le serpentin. Le robi- net de réglage est alors influencé par la hauteur moyenne des niveaux. Ceci peut être avantageux, car on sait que le niveau d'un seul ballon peut varier indépendamment de l'alimentation, sous l'effet des variations d'aLlure de la chaudière.
Dans le cas de chaudières pour la marine on peut loger deux prises de mélange dans le meme ballon pour corriger les effets de roulis ou tangage.
Le régulateur faisant l'objet de l'invention est susceptible de se placer sur tout réservoir à liquide quelcon- que en présence de gaz et dont il s'agit de régler le niveau.
La qualité de ce régulateur est d'être extrêmement rapide et fidèle.
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"Automatic boiler feed regulator
Continuous purge regulators are known in which the fluid which leaves the expansion coil, and which is a mixture of water and steam, of a flow rate varying with the level of the liquid in the boiler, is used to act. by means of its weight, the force of its jet, etc ... on the organ varying the quantity of water supplied to the boiler.
The present invention relates to improvements to this process, which consist in particular in the use during expansion of the steam supplied with the purge as servomotor fluid, the adjustment of this fluid being controlled by the flow rate of the fluid itself. mixing the purge; the invention also relates to the devices for implementing this method.
Thus, with the instantaneousness of the pulse, the possibility of a greater force on the member to be operated is obtained in order to vary the quantity of water required for the boiler.
A correction of the above setting can be made by a membrane receiving the differential pressure created in the main steam line by a member. pressure drop or a venturi.
Another cofrecion can be provided by a differential membrane subjected to the pressures upstream and downstream of the valve, Incidentally, the present invention also has for
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object an improved device for taking fluid in the boiler, which consists of a container pierced with a hole in which the discharge pipe sucks, which container is hooked by the discharge pipe itself to the sealing hride the installation opening and is surrounded by a protective screen against foreign bodies.
Finally, the invention relates to the combination of the above device with a level indicator whose operation is due to the fluid itself.
In fig. 1, the water level 1 of the boiler tank 2 oscillates between levels 3 and 4.
It is advantageous to compose the steam intake device as follows:
The discharge pipe 5 plunges into the steam within a receptacle 6 to which it is attached by the tabs 7 and which has an orifice 8 through which water enters in free fall in a variable quantity, depending on its level in the boiler. The pipe 5 evacuates steam and water to the coil 9 which serves, by the pressure drop that it causes, to remain within the admissible flow limits and whose crossing is almost instantaneous.
The steam intake device is conveniently suspended or carried in the boiler by the same pipe 5 attached to a flange 10 which closes the orifice which allows the introduction of this device into the boiler. It is wrapped in a mesh or a perforated sheet 11 of meshes such that no foreign body can enter the coil and obstruct it.
In the event that the level must be regulated between close limits, the level in the vicinity of the container 6 is subtracted from the tumultuous boiling by a casing 12 attached to the pipe 5 by lugs 13.
When the level varies, in the boiler, a quantity of water is mixed with the steam expelled through the coil, as a function of the height h above orifice 8, therefore a function of the water level. .
This device is more advantageous in particular than that, also possible, which would consist in varying the flow of steam or water by means of a float throttling at the inlet of the coil a quantity of these fluids which vary with the water level,
The fluid leaving the coil at 14 strikes with a jet of considerable speed and suitably chosen, the surface 15 of the shutter 16, balanced to the pressures and returned to the high position by a spring 17. The jet is more or less abundant depending on the level and it causes a greater or lesser depression of the shutter 16, which has the effect of closing off or clearing the openings 18 pierced in the distribution cylinder.
The vapor escaping from the jet then spreads, for example, in the capacity 19 constituted by the elastic membrane 20 itself balanced, if necessary, by the spring 21 and whose upper base moves axially by driving the lever 22 operating the preferably balanced boiler feed valve 23.
Finally, the steam @
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exits 24 from the apparatus in a capacity at any pressure, generally that of the atmosphere, where it can be condensed for the purpose of recoveries, for example at. the food cover. '
When the level varies, under the influence of. variable jet, the shutter therefore causes a pressure variation in the capacity 19, resulting in a displacement of its bottom and the connection with the adjustment valve 15 is chosen such that its action on the valve 23 causes in the direction the variation of the supplied water is suitable.
The support bacse of the spring 17 of. the shutter is integral with an auxiliary membrane 25 balanced by a res-. leaves a6 and which takes a position depending on the depression prevailing between 1 inlet and the neck of a venturi 27 through which the steam produced by the boiler passes. The position of the diaphragm is therefore reflected in the support base 28 of the spring 17 by a set of levers 29 and 30 and of pins 31 with the glands. necessary not shown in detail.
A variation in the boiler speed produces an immediate variation in the quantity of water supplied to the boiler. The connections are made so that the water supply follows the steam demand.
For example, an increase in flow rate at the boiler produces an increase in the vacuum at the neck of the venturi relative to the inlet. The diaphragm 25 lowers causing the base of the spring 17 to rise and thereby the shutter 16 to rise. The pressure in the capacitor 19 is lowered and the diaphragm 20 is lowered as a result. of the spring 21 which causes the opening of the supply robi.net 23.
Instead of connecting the pressures on either side of the membrane to a venturis, they can be connected before and after any resistance, for example the superheater.
It is common for the pressure provided by the food pump in front of the supply valve 23, is not constm.te, due to the characteristic curve of the food pump and fluctuations in the pressure of the boiler.
This has the effect of passing through the tap 23 a quantity of water which, for a given position of the adjustment needle, can take various values. This results in fluctuations in the water level in the boiler.
To avoid this annoying phenomenon, especially for certain characteristics of pumps or for large variations in speed or pressure, a membrane 32, shown in FIG. 1, is connected to the upstream and downstream pressures of the regulating valve. 2, analogous to. membrane 25. The displacement of this membrane 32 drives by a set of levers 33 and 34, integral with the axis 35 and the suitable gland, the support base 28 of the spring 17.
Assuming, for example, that the boiler is running at reduced speed, the overpressure between upstream and downstream of the robi net 23 has increased compared to normal operation. The result is an increase in water flow, which is not justified by the shape of the boiler, on the contrary. The membrane 32 is then lowered, causing in its movement the lowering
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of the support base 28 of the spring 17 and that of the shutter 16, which has the effect of tending to close the supply valve.
It should be noted that the support base 28 is both integral with the movements of the membranes 5 and 32. This is realized by the spacer 36 connecting the levers 30 and 34 by ball joints, as shown in FIG. . 2.
If the level which results from extracting the steam and supplying water is not correct, the purge will reset it through the shutter to the correct position as indicated above.
The apparatus forming the subject of the invention may not be provided with the vapor vacuum receiver, nor with the water excess pressure receiver, or both.
It is obviously possible not to use a membrane covering the jet but to transmit the pressure to any distinct elastic capacity. Fig. 2 indicates this embodiment where no device integral with a venturi has been shown which is not essential in all cases.
It is useful to provide on the path of the fluid between coil and jet a reservoir 37.
Instead of using the momentum of the jet, other properties of the relaxed fluid can be used, such as the variation in weight of a tank pierced with an orifice and in which a variable level is established with the quantity of fluid delivered, after condensation or not.
This device can be associated with a level indicator consisting of a manometer 38 (fig. 3) connected to the variable pressure capacity and which is graduated in water height.
In the case where. the boiler has two upper tanks, you can put in each of them a mixture request which is connected before the coil. The control valve is then influenced by the average height of the levels. This can be advantageous, since it is known that the level of a single tank can vary independently of the supply, under the effect of variations in the temperature of the boiler.
In the case of boilers for the navy, two mixing intakes can be accommodated in the same balloon to correct the effects of roll or pitch.
The regulator forming the subject of the invention is capable of being placed on any liquid reservoir whatsoever in the presence of gas and the level of which it is a question of adjusting.
The quality of this regulator is that it is extremely fast and reliable.