Procédé et dispositif de contrôle de la densité des eaux des générateurs de vapeur.
On connaît toute l'importance, tant au u point de vue économie qu'au point de vue sûreté et fonctionnement, du contrôle des eaux des générateurs de vapeur, et la plupart des pays ont institué des règlements sévères et des commissions à ce sujet.
Cependant, il est actuellement impossible pratiquement de déterminer en permanence la. densité desdites eaux, car cette densité varie constamment ; il faut compter au moins un quart d'heure pour chaque détermination et, tenant compte de la perte de temps qui en résulte chaque fois, il faudrait pratiquement un préposé en permanence pour relever les densités et avoir au maximum deux dé- terminations par heure. Or, la mesure permanente de la densité permettrait de travailler au maximum ae densité, ce qui se traduirait par une grande économie des extractions l'eau chaude.
L présente invention a précisément pour oh, jet un procédé et un dispositif assurant le contrôle continu et automatique de la densité des eaux pour le réglage des extractions, et ce, sans aucune intervention externe de main d'oeuvre. ce qui, outre les avantages d'éco- nomie de main-d'oeuvre et d'économie des extractions, signifie une indépendance complète de l'installation, sans crainte d'oublis, erreurs ou négligences du personnel de la chaufferie auquel incombait jusqu'ici le contrôle des densités.
Le procédé conforme à l'invention consiste à dériver sur la conduite de purge du générateur, et en amont de la vanne de purge, une dérivation à débit constant et réglable, à refroidir 1'eau prélevée et à condenser complètement la vapeur libérée au cours de la détente, l'eau ainsi refroidie étant reçue dans un réservoir à trop-plein dans lequel cette eau agit sur un organe influencé par les variations de densité de 1'eau pour donner continuellement et automatiquement des indications relatives à la densité de l'eau.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispo sitif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, ainsi que des variantes de details :
Fig. 1 est une vue schématique du dispositif :
fig. 2 est une variante de l'organe plon geur :
fig. 3 est une vue schématique du dispo sitif pour une autre forme d'exécution de l'organe plongeur et
fig. 4 est la coupe, a plus grande échelle, du plongeur de la fig. 3.
A la fig. 1. 1 désigne le tuyau de purge d'un générateur de vapeur, et 2 la vanne de purge. En amont de cette vanne est branchée, sur la conduite 1, une dérivation 4, munie d'un robinet 3 de réglage de débit. Cette dé rivation 4 plonge dans un bac 5, fermé, dans lequel elle est enroulée en serpentin 4'. Le réservoir 5 est alimenté par 6 en eau froide, dont le débit est réglé par 7. de manière à assurer le refroidissement de 1'eau et la con densation de la vapeur libérée au cours de la détente amenée par 4 : l'eau de rcfroidi. ssc- ment s'écoule par 8.
La vapeur est condensée complètement dans le serpentin 4'et l'eau de condensation s'écoule par le conduit 4"qlui débouche dans la partie Inférieure d'un bac 9 a trop-plein ! 1 > . Le débit est réglé de manière convenable, par exemple un litre à l'heure, si le réservoir 9 a une contenance de un litre. Ce réser- voir 9 est muni d'un thermomètre U et la température y est maintenue pratiquement constante, par exemple à 3U C, par rela. ge du débit d'eau froide (vanne 7).
Dans le réservoir 9, dont au moins une paroi est transparente, est plongé un organe tare de manière qu'à la densité normale de 1'eau de chaudière refroidie (qui correspond à celle de la chaudière) il se trouve à la partie inférieure du bac 9 (position en pointillés). Dès que la densité augmente, l'organe 12 monte et indique ainsi immédiatement la nécessité d'une purge au générateur.
Cette purge effectuée, l'organe l ? redescend automatiquement vers le fond du bac 9 pour autant que la purge ait été suffisante.
On comprend que l'organe 12 peut tre combiné avec un circuit électrique (par exemple par l'intermédiaire d'une cellule photo pour pour déterminer la marche d'une ampoule électrique ou d'une sonnerie, placée il distance, quand l'organe 12 monte dans le bac 9. Ce circuit électrique pourrait égale ment commander un éicctro, par l'intermé- diaire d'un relais, pour ouvrir la vanne 2. pendant un certain temps (ce temps étant dé- terminé, soit par l'organe 12 lui-mme ou mieux par une minuterie).
On comprend également que l'organe 12 pourrait tre remplacé par tout autre équivalent, dont la position ou mme la forme varie avec la densité de 1'eau contenue en 9.
Ainsi, à la fig. 2, qui ne donne que la coupe du réservoir 9, le plongeur 13 subit des modifications de volume par lesquelles sont déterminées des modifications de pres- sion transmises a un tube capillaire. Ce plon gour 13 est fait d'une poche en caoutchouc fin ou toute autre matière non rigide, fixée ans un col 14 émergeant du réservoir 9 et auquel est raccordé un tube capillaire 15. La poche 13 est remplie d'un liquide coloré ou non, de densité déterminée.
La variation de la. densité du liquide contenu dans le restervoir 9 provoque une variation proportionnelle du volume de la poche 13 et, en conséquence, le liquide de cette poche prendra un niveau différent dans le tube capillaire 15. Celui-ci peut tre gradué en degrés ou en densités centésimales ; l'échelle des lectures peut égale- ment comprendre plusieurs graduations à rapporter a la température mesurée au thermomètre 11. L'inclinaison du tube capillaire per- met d'accroître ou de diminuer la sensibilité des mesures.
Le maintien à température constante de ce récipient est cependant difficile à réaliser : il dépend pour un débit déterminé de 1'eau de refroidissement, à la fois de la température de cette eau et de eelle de la vapeur et il donne lieu, en pratique, à des réglages ré- pétés ou à des calculs correctifs suivant la température. C'est pourquoi, tout en mainte nant la température entre certaines limites de préférence, on peux utiliser un organe plongeur de volume invariable, mais dont la masse diminue automatiquement avec l'aug- mentation de température de l'eau dans laquelle il est plongé et inversement.
Un tel plongeur renferme par exemple un matelas d'air ou autre gaz ou vapeur qui, suivant la température ambiante (donc la température de 1'eau) se dilate ou se contracte, refoulant du plongeur, ou aspirant dans celui-ci, une quantité correspondante de liquide, grâce à une communication réservée entre l'eau à mesurer et une colonne de liquide qui emprisonne cet air dans le plongeur. La masse du plongeur varie done en fonction de la tem- pérature de l'eau à mesurer et les indications de densité resteront ainsi pratiquement indépendantes de la température de l'eau..
L'exemple des fig. 3 et 4 comporte un plongeur dont le volume est invariable, mais dont la masse diminue automatiquement avec l'augmentation de température de l'eau dans laquelle il est plongé, et inversement.
Bien que le maintien d'une température constante de l'eau ne soit plus ici indispen- sable, on a. encore prévu, comme à la fig. 1, un moyen pour agir sur cette température, et, en fait, à part le plongeur et le thermo- mètre 11, l'appareillage est identique dans les deux cas.
Le plongeur des fig. 3 et 4 comporte un réservoir supérieur 15, parfaitement étanche, relié, par exemple par brides 16, à un autre réservoir 17. L'ensemble des deux réservoirs affecte la forme d'un cône, ou toute autre, pour assurer la verticalité dans le liquide. Le réservoir 17 est également bien étanche, et, vers le bas, il se prolonge par le tuyau 18 terminé inférieurement par un coude 19 dans lequel est pratiquée une ouverture 20. L'en- semble est lesté par la. petite masse inférieure 21. 22 est une tige axiale graduée ou reliée, par un circuit électrique, électro-magnétique, :') un indicateur quelconque non représenté ; dan ce cas, la tige peut tre en os dont une face est recouverte de graphite pour fermer le circuit.
La tige peut aussi coopérer avec une cellule photoélectrique.
La chambre 17 est remplie d'air ou d'un autre gaz ou vapeur dont la sortie est empchée par le liquide remplissant le tuyau 18.
Ce liquide est de préférence de l'eau d'alimentation de la chaudière. Le réservoir 17 est en métal léger ou en toute autre matière bonne conductrice de la chaleur.
L'ensemble est lesté (tant par la masse 21 que par la quantité d'eau en 18) de manière que, pour une densité normale de l'eau du réservoir 9, l'appareil de mesure se trouve vers le fond du réservoir, et que, de toute manière, la chambre 15 reste entièrement immergée. L'air en 17 est quelque peu comprimé et tient en équilibre le niveau de 1'eau en 18. Si la température augmente, la densité de 1'eau en 9 diminue et le plongeur aurait tendance à descendre ; mais l'air en 17 se détend, refoule une quantité correspondante d'eau hors de 18, et l'équilibre reste maintenu (le plongeur reste immobile).
Si la, température diminue, l'air en 17,, se refroi dissant, diminue de volume, de 1'eau de 9 repasse en 18 et l'équilibre du plongeur reste done toujours maintenu (sans aucun mouvement vertical de celui-ci) malgré les variations de température. Seuls les changements de densité de 1'eau en 9 dus à une modifiation de sa composition détermineront des mouvements du plongeur.
On comprend qu'on peut imaginer d'autres types de plongeurs dont les indications restent insensibles aux variations de bempérature (dans des limites déterminées), que ce soit par dilatation d'un gaz ou dilatation d'un liquide convenable dans une colonne capillaire pour faire varier la masse du plongeur.
Afin d'empcher la sortie du liquide de 18 quand l'appareil est retiré du liquide à mesurer, il est prévu un organe d'obturation de l'ouverture 20 (non représenté) ; cet organe est de préférence manoeuvrable à partir du dessus de l'appareil. Cet organe peut tre un petit cône en caoutchouc, etc. guidé et maintenu guidé sûrement en position voulue.