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"perfectionnements aux soupages de degorgement pour générateurs de vapeur de liquides sous pression, ou y relatifs"
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La presente invention a trait aux soupapes de degvr- gement pour générateurs de vapeur et plus spécialement a ces sou.pages destinées a servir dans les systemes de dégorge- ment continu.
Jusqu'ici, l'inconvénient des soupapes de dégorgement a ete leur tendance à l'engorgement par les solides en suspension, l'objet du procede de dégorgement étant de debarrasser la chaudiere de ces solides. Les soupages sphériques, a cause ce leurs poches, accumulent rapidement le concentré et il n'en est donc pas fait usage bien qu'elles aient l'avantage de procurer une fermeture etanche lorsque l'on desire fermer la soupape entièrement. On a propose les tiroirs et l'on s'en sert, mais après un certain usage on ne peut s'y fier pour obtenir un joint absolument etanche losque la soupape est fermée.
On a propose les soupapes à aiguille avec l'aiguille aménagée sur le côte chaudière du siège de la soupage et bien que ce genre de soupage ait dans une certaine mesure été satisfaisant, elles n'ont pas éliminé l'engoregement. L'objet de la presente invention est de procurer une soupage de dégorgement dans laquelle il est entièrement obvie à cet engorgement en sorte que la soupape puisse servir surement au dégorgement intermit- tent ou continu.
Au cours d'expériences portant sur des genres de soupapes connus, auxquelles il a été procède dans le but de résoudre ce problème de l'engorgement, nous avons trouve que si l'on laisse le centre du courant d'eau et de concentre solide s'écouler en fonçant tout droit ou axialement a travers la constriction formée par l'ouverture du siege de la soupage, il y a tendance a engorgement ainsi que variation de débit du courant.
Ceci peut s'attribuer au fait que les particules des parties extérieures du courant sont forcées par le siège de la soupage a tourner intérieurement a angles droits du sens du courant afin de pouvoir passer a travers la constriction et d'y rencontrer
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les particules en motion axiale dans la partie centrale du courant occasionnant ainsi une forte concentration a l'entour de la cons- triction et dont résulte l'engorgement. Cette explication semble devoir etre confirmée par le fait que lorsqutil a ete prévu dès moyens de deflection des particules interieures vers le dehors, il a ete obvie a toute tendance a l'engorgement et que l'on est parve- nu a un taux de débit uniforme.
Ainsi, conformément a l'invention, la soupape de dégorgement comprend une constriction variable du courant d'écoulement et des moyens de communiquer un mouvement rotatoire relatif entre le courant d'écoulement et la constriction par lequel les particu- les de solides en suspension se meuvent dans le meme sens en s'approchant de la constriction en sorte qu'elles peuvent passer à travers la constriction sans s'opposer mutellement et causer ainsi de l'engorgement.
Le mouvement rotatoire relatif peut 'être effectue en munis- sant le côté interieur de la constriction de moyens destines à communiquer un mouvement rotatoire au courant d'écoulement et, sous une forme, ces moyens peuvent comprendre une chanbre à remous, à coupe circulaire, disposée sur le côté intérieur de la constric- tion, lquelle chambre finit en cone ou en dome a la section de la constriction et est en retrait de l'axe du courant de liquide .et concentre arrivant, si bien que comme résultat du tourbillon ainsi créé les particules intérieures sont expulsées vers L'intérieur.
Une autre alternative est que le tourbillon peut etre crée en disposant des ailettes helicoidales longitudinalement au sens du courant.
Selon une autre forme, le mouvement rotatoire relatif peut s'effectuer en disposant les moyens de variation de la constricti- on de facon à ce qu'ils tournent par l'action du courant, par exemple en prevoyant une soupape a aiguille pour varier la cons- triction ou en montant des ailettes sur le corps de la dite sou- pape à aiguille.
Cette invention va maintenant etre décrite a titre d'exem- ple en se rapportant aux dessins ci-joints qui font ressortir une
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forme préférée d'une construction d'orifice ou constriction variable.
Aux dites dessins:
La Fig.l est une coupe longitudinale du dispositif de soupape de dégorgement.
La Fig.2 est une vue latérale de la Fig.l.
La Fig. 3 est une vue d'extrémité de la Fig.l.
La Fig.4 est une coupe de la, ligne IV-IV de la Fig.l.
La Fig. 5 est une vue partielle de la coupe longitudinale montrant une autre forme alternative de moyens de communiquer un mouvement rotatoire au courant d'ecoulement.
La Fig. 6 est une vue partielle en coupe longitudinale montrant les moyens de rotation de la soupape à aiguille.
Plus particulièrement par référence aux dessins, 1 est un bloc dans lequel est formé une chambre à remoud la qui est co-axiale à un.tube de décharge 2. En engagement fileté avec le tube 2 est un manchon de contrôle 3. - 4 est une soupape a aiguille qui fait corps intégral avec une poignée 4a compre- nant le segment central d'un cylindre fileté extérieurement qui est visse' dans le manchon de controle 3a à filete intérieur correspondent, auquel il est chevillé quand il est à peu près à mi-chemin le long du fit manchon. La face intérieure de la poignée est chanfreinée pour faciliter l'écoulement de l'eau et du concentre.
La soupape a aiguille 4 est preferablement en acier au nickel. ou autre métal résistant a. l'erosion, mais dans un butd'économie, seule la partie conique peut être en un tel metal et vissée dans l'extrémité du corps qui, ainsi que la poignée, peut être en bronze.
La chambre à remous la est, sur une partie de sa longeur, de forme cylindrique qui se poursuit alors en cône ou, ainsi qu'il est représente, en dome, jusqu'à un orifice cnetral 5a sur l'extérieur duquel est forme le siège de la soupape. La. partie en dôme comprend un membre sépare 5 en acier au nickel ou autre metal résistant a l'érosion et se visse dans une cavité co-axiale a la partie cylindrique se la chambre.
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La chambre d'admission comprend une partie distincte ene dome ou en cone 6 en acier au nickel oue autre métal résistant à l'érosion qui est ajustée dans une cavité a gradins dans le bloc 1. son sommet, la chambre 6 communique avec la chambre à remous la par un passage convergent 6 de longeur minimum sur un axe a angles droits de celui de la chambre à remous et également en retrait de cette dernière (Voir Figures 2 et 4) en sorte que le sens de l'écoulement de l'eau d'arrivée est tangent à la dite chambre à remous.
L'extrémité extérieure du bloc 1 comprend une cavité cy- lindrique filetée adaptée pour la réception d'un membre 7 qui tient la chambre 7 en place et constitue aussi un raccord pour joindre le dispositif soit à un tuyau élévateur venant de la sortie de dégorgement de la chaudière soit à un tuyau élévateur qui est en vidange de la chaudière.
Pour une chambre à remous de 1/2" de diamètre, l'orifice de contrôle a la partie dôme peut etre de 1/8 de piuce de diamètre, le diamètre du corps de la soupape à aiguille, de 3/16 de pouce, et la longeur de conicité de la soupape, de 23/32 de pouce, tandis que le diamètre intérieur du tube de vidange est de 5/8 de piuce.
Le manchon de controle 3 et la soupape à aiguille 4 sont relativement ajustés de façon a ce que lorsque la poignée 4a est environ à mi-chemin le long du manchon de contrôle, la soupape à aiguille se projette de la poignée dans une mesure suffisant à donner la latitude voulue pour l'ajustage relativement à l'orifice 5a, - la soupape à aiguille étant d'une longeur permettant de la faire - puis les deux sont encliquetés au moyen d'une cheville taraudee 8 qui passe atravers le manchon 3 pour entrer dans la poignée 4a.
Pour ajuster la vitesse d'écoulement du courrant,lton tourne le manchon de contrôle 3, qui est en engagement fileté avec le tube d'écoulement, jusqu'à ce que la grandeur voulue d'orifice annu- laire entre la soupape à a&guille 4 et le siège 5a soit obtenue.
Le manchon de contrôle est alors verrouillé en vissant un contre- -écrou 9 - avec ou sans rondelle de garniture - contre le dit ma.nchon de controle.
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L'extrémité extérieure du manchon de contr8le 3 est en engagement fileté avec un tuyau dtécoulement 10 qui est espacé de la poignée de la soupape à auguille dans une mesure suffisant à donner la latitude d'ajustafe ci-dessus. Cette construction donne un écou- lement axial en ligne droite du courant vers l'atmosphère ou autre point voulu par opposition à la course angulaire du courant cau- sée par les types connus de soupapes de dégorgement.
11. est une aiguille qui pointe 'contre une échelle sur le manchon de contrôle 3 qui peut ainsi être mis instantanément à l'optima point d'ajustage pour un ecoulement donné.
Avec la forme ci-dessus de soupape de degorgement, il n'y a pas de poches venant encourager l'engorgement ou un débit de courant incompatible, mais, par contre, la concile ou la forme en dôme des chambres d'admission et de remous procurent un déplace- ment modéré en entonnoir dans les aires d'expansion, lequel pro- voque de la turbulence, tandis que cette turbulence s'accroit par l'action de la chambre à remous qui fait passer l'eau et les concentres en suivant la concité grandissante de la soupape, à travers l'orifice et dans l'aire d'expansion plus étendue de l'emplacement du tube d'ecoulement, en un tourbillonnement qui rend impossible à aucun des concentres de s'entasser ou de se déposer ou que ce soit.
Le dispositif devrait être ajuste au sommet dtun tube de montée partant de la chaudière ou autre appareil, en sorte qu'en s'écoulant à travers le dispositif, l'eau ait un courant gravitant vers l'installation de purification ou l'atmosphère, en empêchant ainsi tout retour du dépôt des solides dans la ligne d'écoulement du courant après fermeture.
La Figure 5 représente une forme du dispositif dans laquelle le mouvement de rotattion est communiqué ua courant au moyen d'ailettes hélicoïdales, 12 étant le bloc et 12a les ailettes, tandis que 13 indique l'orifice conique de constriction. Dans cette forme, le courant d'écoulement est co-axial à la chambre cylindrique dans le bloc 120
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La Figure 6 représente une forme du dispositif dans laquelle le corps de la soupape à aiguille 14 est rotatoire dans la poignée
14a et a une girouette ou hélice 15 rigidement attachée à son extrémité extérieure. Avec cette forme, la rotation de la soupape
14 par le courant d'écoulement fait tourner la partie du courant en contact avec la soupape et charrie avec elle les particules, en sorte qu'au moment ou ces dernières atteignent la constriction elles tournent dans le même sens.
En outre la rotation de la sou- pape elle-même empêche encore l'engorgement par les particules.
Quand le dispositif est employé comme coupape d'arrêt de dégorgement, il y aurait lieu de prévoir une chambre entre la sou- pape et la chaudière et adjacente à la première, en sorte que les morceaux d'incrustations de la chaudière et autres morceaux relai- vement gros de matière solide descendant de la chaudière puissent être cernés et ne puissent passer dans le dispositif de soupape.
REVENDICATIONS.
1. Une soupape perfectionnée de d é g o r g e m e n t comprenant une constriction variable dans le courant d'écoulement et des moyens de communiquer un mouvement rotatoire relatif entre le courant d'écoulement et la constriction, par quoi les particules de solides en suspension sont sont amenées à se mouvoir dans le même sens comme elles approchent de la constriction, en sorte qu'il leur est permis de passer a travers la constriction sans s'opposer les unes aux autres et de causer ansi de l'engorgement.
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"Improvements to degorging valves for steam generators for liquids under pressure, or relating thereto"
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The present invention relates to drain valves for steam generators and more especially to those blowers for use in continuous drain systems.
Heretofore, the drawback of disgorging valves has been their tendency to clog with suspended solids, the object of the disgorging process being to rid the boiler of these solids. The spherical valves, because of their pockets, quickly accumulate the concentrate and it is therefore not used although they have the advantage of providing a tight seal when it is desired to close the valve completely. The drawers have been proposed and used, but after a certain use they cannot be relied on to obtain an absolutely tight seal when the valve is closed.
Needle valves have been proposed with the needle fitted on the boiler side of the valve seat and although this type of valve has to some extent been satisfactory, they have not eliminated the clogging. The object of the present invention is to provide a disgorging valve in which this clogging is entirely obviated so that the valve can surely be used for intermittent or continuous disgorging.
In experiments with known kinds of valves, which were carried out in order to solve this problem of waterlogging, we have found that if we leave the center of the stream of water and solid concentrate flow straight or axially through the constriction formed by the opening of the valve seat, there is a tendency to blockage as well as variation in current flow.
This may be due to the fact that particles in the outer parts of the stream are forced by the valve seat to rotate internally at right angles to the direction of the stream so that they can pass through the constriction and meet there.
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particles in axial motion in the central part of the current thus causing a strong concentration around the constriction and resulting in waterlogging. This explanation seems to have to be confirmed by the fact that when it was provided for means of deflection of the interior particles outwards, it was obviated any tendency to engorgement and that one obtained a rate of flow. uniform.
Thus, in accordance with the invention, the disgorging valve comprises a variable constriction of the flow stream and means for imparting a relative rotational movement between the flow stream and the constriction by which the suspended solids particles. move in the same direction as they approach the constriction so that they can pass through the constriction without mutually opposing each other and thus causing engorgement.
The relative rotational motion can be effected by providing the interior side of the constriction with means for imparting rotational motion to the flow stream, and in one form such means may include a circular-cut whirlpool tube, disposed on the inner side of the constriction, which chamber ends in a cone or dome at the constriction section and is set back from the axis of the liquid stream and concentrates arriving, so that as a result of the vortex thus created the interior particles are expelled inward.
Another alternative is that the vortex can be created by arranging the helical fins longitudinally in the direction of the current.
According to another form, the relative rotary movement can be effected by arranging the means for varying the constriction so that they rotate by the action of the current, for example by providing a needle valve to vary the constriction. constriction or by mounting fins on the body of said needle valve.
This invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings which show a
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preferred form of a variable orifice or constriction construction.
To the said drawings:
Fig.l is a longitudinal section of the disgorging valve device.
Fig.2 is a side view of Fig.l.
Fig. 3 is an end view of Fig.l.
Fig. 4 is a section of the line IV-IV of Fig.l.
Fig. 5 is a partial view in longitudinal section showing another alternative form of means for imparting rotary motion to the flow stream.
Fig. 6 is a partial view in longitudinal section showing the means of rotation of the needle valve.
More particularly with reference to the drawings, 1 is a block in which is formed a backwash chamber 1a which is co-axial with a discharge tube 2. In threaded engagement with the tube 2 is a control sleeve 3. - 4 is. a needle valve which is integral with a handle 4a comprising the central segment of an externally threaded cylinder which is screwed into the corresponding internally threaded control sleeve 3a, to which it is pegged when it is approximately halfway along the fit sleeve. The inner face of the handle is chamfered to facilitate the flow of water and concentrate.
The needle valve 4 is preferably made of nickel steel. or other resistant metal a. erosion, but for the sake of economy, only the conical part can be made of such a metal and screwed into the end of the body which, as well as the handle, can be made of bronze.
The whirlpool chamber 1a is, over part of its length, of cylindrical shape which then continues in a cone or, as it is represented, in a dome, up to a central orifice 5a on the outside of which the valve seat. The dome portion comprises a separating member of nickel steel or other erosion resistant metal and screws into a cavity co-axial with the cylindrical portion of the chamber.
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The intake chamber comprises a separate dome or cone 6 part of nickel steel or other erosion resistant metal which is fitted into a stepped cavity in block 1. At its top, chamber 6 communicates with the chamber. whirlpool by a converging passage 6 of minimum length on an axis at right angles to that of the whirlpool chamber and also set back from the latter (See Figures 2 and 4) so that the direction of flow of the incoming water is tangent to the said whirlpool chamber.
The outer end of the block 1 comprises a threaded cylindrical cavity adapted to receive a member 7 which holds the chamber 7 in place and also constitutes a connection for joining the device either to an elevator pipe coming from the disgorging outlet. from the boiler to an elevator pipe which is draining from the boiler.
For a 1/2 "diameter whirlpool chamber, the control port at the dome portion may be 1/8 of an inch in diameter, the diameter of the needle valve body may be 3/16 of an inch, and the valve taper length is 23/32 inch, while the inside diameter of the drain tube is 5/8 inch.
The control sleeve 3 and the needle valve 4 are relatively adjusted so that when the handle 4a is about halfway along the control sleeve, the needle valve projects from the handle to a sufficient extent. give the desired latitude for the adjustment relative to the orifice 5a, - the needle valve being of a length allowing it to be done - then the two are clipped by means of a threaded pin 8 which passes through the sleeve 3 to enter handle 4a.
To adjust the flow rate of the current, turn the control sleeve 3, which is in threaded engagement with the flow tube, until the desired size of the annular orifice between the a & g valve 4 and the seat 5a is obtained.
The control sleeve is then locked by screwing a counter-nut 9 - with or without a packing washer - against the said control sleeve.
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The outer end of the control sleeve 3 is in threaded engagement with a discharge pipe 10 which is spaced from the handle of the needle valve to an extent sufficient to give the above latitude of adjustment. This construction provides a straight line axial flow of the stream to atmosphere or other desired point as opposed to the angular stroke of the stream caused by known types of bleed valves.
11. is a needle which points against a scale on the control sleeve 3 which can thus be set instantly at the optimum adjustment point for a given flow.
With the above form of bleed valve, there are no pockets to encourage clogging or incompatible current flow, but, on the other hand, the council or domed shape of the inlet and outlet chambers. whirlpools provide a moderate funnel-shaped movement in the expansion areas, which induces turbulence, while this turbulence is increased by the action of the whirlpool chamber which causes water and concentrates to pass through it. depending on the increasing concity of the valve, through the orifice and into the larger expansion area of the flow tube site, in a vortex which makes it impossible for any of the concentrates to pile up or settle. drop off or whatever.
The device should be fitted to the top of a riser from the boiler or other apparatus so that, as it flows through the device, the water has a current gravitating towards the purification plant or the atmosphere, thereby preventing any return of the deposit of solids to the current flow line after closure.
Figure 5 shows one form of the device in which the rotational motion is imparted to the current by means of helical fins, 12 being the block and 12a the fins, while 13 indicates the conical constriction orifice. In this form, the flow stream is co-axial to the cylindrical chamber in block 120
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Figure 6 shows a form of the device in which the body of the needle valve 14 is rotatable in the handle
14a and has a weather vane or propeller 15 rigidly attached to its outer end. With this shape, the rotation of the valve
14 by the flow current rotates the part of the flow in contact with the valve and carries with it the particles, so that when the latter reach the constriction they rotate in the same direction.
In addition, the rotation of the valve itself further prevents clogging by the particles.
When the device is used as a disgorging stopper, a chamber should be provided between the valve and the boiler and adjacent to the first, so that pieces of boiler encrustation and other pieces relay - large solid material coming down from the boiler can be surrounded and cannot pass into the valve device.
CLAIMS.
1. An improved de-gorging valve comprising a variable constriction in the flow stream and means for imparting a relative rotational motion between the flow stream and the constriction, whereby particles of suspended solids are caused to pass through. move in the same direction as they approach the constriction, so that they are allowed to pass through the constriction without opposing each other and thus causing engorgement.