Appareil pour maintenir au-dessus d'une valeur déterminée la pression en un point donné #une conduite de liquide. La présente invention se rapporte<B>à</B> -an appareil pour maintenir au-dessus d'un#e valeur déterminée la pression en un point donné d'une conduite de liquide. Lorsqu'il s'agit de transporter<B>à</B> de gran des di-stances un Jiquide, en -sait qu'il est nécessaire d'étudier soigneusement la ligne des pressions le long de la tuyauterie si Pon veut maintenir celle-ci entièrement pleine de liquide et éviter que ce liquide ne soit mélangé <B>à</B> un gaz ou<B>à</B> une vapeur.
<B>in</B> Dans J'étude de -cette ligne des pressions, on doit avoir soin que la -pression dans la tuyauterie soit partout au moins égale,<B>à</B> la pression atmosphérique. Faute de -cette pré caution, tout manque d'étanchéité dans la tuyauterie ouses organes accessoires, au lieu de se traduire par une fuite de liquide ve.rs l'extérieur, facile,à déceler et par conséquent <B>à</B> réparer, aurait pour consàquence une ren trée d'air dans la tuyauterie, rentrée d'air qui peut avoir des conséquences graves ainsi qu'on l'indiquera plus loin.
En outre, lorsquele liquide peut atteindre dans la tuyauterie une température pour laquelle sa tension de vapeur est supérieure <B>à</B> la pression atmosphérique, il faut encore qu'en tout point de la tuyauterie, la pression soit toujours supérieure ià la tension ide vapeur correspondant<B>à</B> la température la plus élevée qui puisse être atteinte en ce point. Si cette -condition n'était pas remplie, le liquide se transformerait en vapeur en tous les points où sa température #correspond.ra:it <B>à</B> une ten sion plus forte -que la pression régnant<B>à</B> cet endroit.
Dans l'un ou l'autre cas, on voit qu'un tracé défectueux de, la ligne des pressions a pour conséquence la présence dans la conduite d'une phase gazeuse au contact de la phase liquide, ce qui peut entrailner des inQon- yénients graves et multiples, Tout d'abord, le débit dans la -conduite se trouve réduit puisqu'elle doit transporter, outre le liquide, soit de l'air, soit de la vapeur saturée dont le volume spécifiqueest considé rablement plus grand -que celui du liquide.
En second lieu, l'alternance de masses liquides et de masses gazeuses dans une même tuyauterie, -est une cause de chocs qui risquent d'être préjudiciables aux appareils plus ou moins délicats qui peuvent -se trouver sur la tuyauterie tu aval du -point où le gaz s'est produit ou introduit. En parficulier, une pompe centrifuge s'emballera au passage -du gaz et sera freinée brusquement au passage -du liquide,<B>ce</B> qui peut provoquer une usure prématurée des ailettes, voire même leur rup ture, pour une -raison analogue<B>à</B> celle bien connue des' -coups d'eau" dans les turbines vapeur.
Enfin, lorsque le liquide contenu dans la tuyauterie est de l'eau -et -que le fluide para site est de Pair (ce qui est un cas très fré quent), des corrosions peuvent prendre nais sance<B>à</B> Vintérieur de. la tuyauterie dont le métal est soumis alternativement<B>à</B> l'action de leauet <B>à</B> -celle de l'air.
Pour,ces différentes raisons, on doit cher cher<B>à</B> éviter l'introduction d'air ou la pro- duttion de vapeur dans la tuyauterie -et, dans ce but, maintenir la pression<B>-à</B> une valeur euffisante pour tous les points et pour toutes les valeurs du,débit.
Un procédé connu pour parvenir<B>-à</B> ce résultat consiste ià déterminer le point de la tuyauterie où les conditions -sont les plus défavorables, c'e#st-ù,-dire le point tel que si la pression<B>y</B> est supérieure au minimum nécessaire, la pression en n'importe -quel autre point sera ipso facto plus grande quece, mini mum.
On place en<B>ce</B> point -un organe mano- métrique dont la pression est transmise hydrauliquement, pneumatiquement ou ôlec- triquementà un servo-moteur qui commande un -robinet placé en un point judicieusement choisi de la tuyauterie.
L'ouvertureou la fermeture de ce robinet ont -été calculées en fonction de la pression manométrique -correspondante de telle -sorte qu'elles maintiennent<B>à</B> la valeur désirée la pression au point choisi.
L'inconvénient de ce procédé est la. n#éces- ,sit6 d'avoir un tube ou une li-,ne de liaison entre Porgane manométrique et le servo moteur du robinet. Cette liaison -est tout d'abord une eau-se -de dépense si -le point oit est prise la pression manométrique est êloigné <B>de</B> celui où se trouve le robinet. C'est aussi un risque de dérangement par suite d'une rupture possible de ce tube ou de cette ligne, qu'il est donc nécessaire de vérifier et d'entre tenir périodiquement.
La présente invention cherche<B>à</B> éliminer <B>ces</B> im,,onvénients.
Le dessin représente,<B>à</B> titre d'exemple, quelques formes d'exécution -de l'objet de l'in vention: La fig. <B>1</B> est un schéma de la tuyauterie montrant comment varie la ligne des pres sions suivant le débit dans une tuyauterie non munie de l'appareil suivant l'invention, la fig. 2 le même schéma montrant com ment varie la ligne des pressions une fois qu'on<B>a</B> installé l'appareil faisant l'objet de l'invention; les fig. <B>3</B> et 4 sont des coupes schématiques de,deux formes d'exécution de l'appareil; les fig. <B>5, 6</B> et<B>7</B> sont des coupes d'autres variantes.
Sur la fig. <B>1,</B> on a représenté en<B>1,</B> 2, D, <B>1</B> le profil en long d'une tuyauterie dont la partie<B>1,</B> 2 est descendante alors que la partie 2,<B>3,</B> est sensiblement horizontale.<B>A</B> son ori gine en<B>1,</B> la tuyauterie reçoit un -certain débit -d'eau, au moyen par exemple d'une pompe 4.<B>A</B> son extrémité<B>3,</B> la tuyauterie débouche<B>à</B> la pression atmosphérique. On sait calculer la perte de charge dans la tuyau terie<B>1,</B> 2,<B>3</B> pour<B>ce</B> débit.
Si l'on porte cette perte de charge en<B>5, 6 à</B> la même échelle -que le profil en long de la tuyauterie, la longueur <B>1, 6</B> représentera la charge dans la tuyauterie au point<B>1.</B> De même pour tous les autres pointsde la tuyauterie<B>1,</B> 2,<B>3.</B> On peut ainsi tracer la ligne des pressions<B>6, 3,.</B> Sur la fig. <B>1,</B> la ligne des pressions a été choisi-- rectiligne par mesure de simplification, ce qui revient pratiquement<B>à</B> supposer que la tuyauterie<B>1,</B> 2,<B>3.</B> a part-out le même dia mètre,
mais il est icertainque -les conclusions qui vont suivre s'appliqueraient tout aussi bien quelle que soit la forme de cette ligne.
Pour le débit #Gonsidéré, la ligne des pres sions<B>6, 3</B> est toujours située au-dessus de la tuyauterie 1, 2-,<B>3,</B> ce qui implique que la charge est toujours positive; mais pour un débit plus faible, pour lequel la perte de charge dans la tuyauterie serait représentée par la longueur<B>5, 7</B> et la ligne des pressions par la droite<B>7, 3,</B> il n'en serait plus de même. La ligne des pressions et -la tuyauterie se coupent au point<B>8-</B> ce qui montre que toute la, partie de la tuyauterie comprise entre le point<B>1</B> et -le point 8-se trouve -en dépression.
D'une façon plus générale, pour -une tuyau-- terie ayant une forme telle que<B>1,</B> 2,<B>3,</B> il <B>y</B> aura dépression dans la tuyauterie chaque fois que le débit aura, une vaIeur inférieure<B>à</B> celui pour lequel la perte de charge dans la tuyauterie est égale<B>à</B> la -longueur<B> & , 1.</B> Ce débit représente le débit minimum qui peut passer dans la tuyauterie sans risque d'entrée d'air par manque,d',étancli#éité.
Si, en outre, le liquide était susceptible de se vaporiser dans -la tuyauterie, il faudrait porter vers le haut<B>à</B> partir du point<B>1</B> une longueur<B>1, 9,</B> représentant la tension de vapeur pour la température la plus élevée pouvant régner au point<B>1.</B> Le débit minimum dans la tuyauterie serait alors celui pour le quel la perte de charge est représentée paT-la longueur<B>5, 9.</B>
Dans l'exemple #considàré, le point auquel il faut maintenir la pression est le point initial<B>1.</B> Il n'en est pas toujours. nécessaire ment ainsi; par exemple, si la tuyauterie com portait un ou plusieurs passages en forme de siphon, le point<B>à</B> considérer pourrait être le sommet de l'un d'eux. Dans tous les cas, le tracé de la ligne des pressions renseignera sur le point qui doit être -choisi.
La fig. 2 montre #comment Finstaïlation d'un -robinet au point<B>10</B> permet de, déformer la ligne des pressions de telle façon qu'elle passe taujours au-dessus de la conduite. Si ce robinet crée une perte de charge représentée par la -longueur<B>11,</B> 12, la ligne des pressions prendra la forme<B>9,</B> 12,<B>11, S,</B> telle que la droite<B>9,</B> 12 soit parallèle<B>à</B> la droite<B>7, Il.</B>
Cette perte de charge<B>11,</B> 12' peut être réalisée automatiquement suivant un procédé connuen commandant -la position du robinet <B>10</B> par un organe manométrique placé au point<B>1</B> et réglé pour la charge<B>1, 9,</B> de telle f açon que si la -charge au point<B>1</B> est plus grande que cette valeur, le robinet s'ouvre et vice versa. L'ouverture du robinet<B>10</B> a pour conséquence une diminution de la perte de charge<B>11,</B> 12, ce qui ramène au point<B>9</B> le point de départ de laligne, des pressions.
La fig. <B>3</B> représente schématiquement une forme d'exécution de l'appareil suivant l'in vention, qui est constituée essentiellement par un corps de robinet<B>13 -à</B> l'intérieur duquel est une cloison<B>13'</B> présentant une ouverture<B>15</B> formant siège pour recevoir une soupape 14 non équilibrée.
La sou pape 14,est montée sur une tige<B>16</B> coulissant entre des presse-étoupe<B>1,6, 16"</B> et 16"' -et est reliée<B>à</B> une extrémité<B>à</B> un organe tendant <B>à</B> la fermer; dans la fig. <B>3</B> cet organe est un poids<B>17,</B> mais il pourrait tout aussi bien être un ressort, un piston ou n'importe quel autre dispositif créant une force.<B>A</B> son autre extré mité, la tige<B>16</B> est reliée<B>à</B> une membrane<B>18</B> contenue, dans une boîte<B>19.</B>
La soupape 14 est disposée de telle façon que l'eau circulant dans le corps du robinet, de l'orifice d'entrée 20 ià l'orifice de sortie 2.1 passe sous la soupape 14, c'est-à-dire de façon que -le mouvement de l'eau tende<B>à</B> l'ouvrir.
Un -diaphragme perforé 22 est monté sur i la tuyauterie amenant l'eau<B>à</B> l'orifice d'entrée 20 et des tubes<B>23</B> et 24 reliés respectivement <B>à</B> la tuyauterie du côté amont -et du côté aval de #ce diaphragme transmettent les pressions correspondantes de l'eau sous et sur la mem- bran#e <B>18.</B>
La force agissa-ntconstamment; sur la sou pape 14 (c'est-à-dire dans la fig. <B>3,</B> le poids <B>17)</B> -est calculée de façon<B>à</B> équilibrer une colonne d'eau ayant une hauteur égale<B>à la</B> longueur<B>5, 9</B> de la fig. 2. Dans ces conditions, la soupape fonctionnerait exactement de -la même façon qu'une soupape de sûreté s'il n'y avait pas -de perte de charge dans la -con duite entre le point<B>1</B> -et le point<B>10.</B> On voit sur la fig. 2, que du fait #de cette perte de charge, la char,", agissant sur la soupape n'est pas représentée par la longueur<B>5, 9,</B> mais par la longueur<B>10,</B> 12.
Le râle de la membrane<B>18</B> est précisé ment de compenser cet-te perte de chargé. La différence des pressions agissant sur les -deux faces de la membrane<B>18,</B> qui est égale<B>à</B> la différence de pression de part et d'autre du diaphragme 2-2,est d'autant plus forte que le débit est plus grand, c'est-à-dire que la perte de -charge entre le point<B>1</B> et le point 10,de la fig. 2 est plus élevée.
En calculant judicieuse ment la surface de la membrane<B>18</B> et la section du trou du diaphragme 22# par T-àpport #à, la -surface de la -soupape 14, on peut donc obtenir -que l'effort exercé sur la membrane <B>18</B> et transmis<B>-à</B> la soupape 14 compense sensiblement la diminution,d-e l'effort exercé sur ladite soupape par suite<B>de</B> la perte de charge due au débit dans la conduite.
Lorsque la pression au point<B>1</B> augmente, la pression sous la soupape 14 augmente de même, -ce qui produit un accroissement de l'ouverture de celle-ci. En même temps, la perte de -charge entre le point l et le point<B>10</B> augmente, ce #qui,diminue la pression sous la -soupape 14 et tend-rait <B>ü</B> provoquer une ferme ture partielle de celle-ci; mais en même temps la perte de chargeâ travers le diaphragme 22 ayant augmenté il en est de même de la<B>diffé-</B> rence -des pressions agissant sur les deux faces de la membrane<B>18 '</B> ce qui maintient la sou pape 14 dans sa nouvelle, position.
La fig. 4 représente une variante de l'in vention suivant laquelle, afin de supprimer tous les presse-étoupe, le poids<B>17</B> -se trouve <B>à</B> l'intérieur du corps de robinet<B>13.</B> La face supérieure de la membrane<B>18</B> -communique directement avec, l'eau contenue dans le robi net,<B>à</B> l'amont de la soupape 14, ce qui permet de supprimerle tube 2,4, la, pression dans cette partie du robinet étant sensiblement la même qu'en aval du diaphragme 22. Dans la fig. <B>5,</B> les mêmes chiffres de réfé rence désignent les mêmes organes que sur les fig. <B>3</B> et 4.
Le poids<B>17</B> est placé dans le corps de robinet IS, et la tige<B>16,</B> coulioseà son extrô- mité supérieure dans un guide prévu dans le chapeau de ce -corps.
La fig. <B>6</B> montre une variante,deVappareil représenté<B>à</B> la fig. <B>3.</B> Sur cette, figure, les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes éléments que sur la fig. 3t.
La membrane<B>18</B> est remplacée par un piston<B>30,</B> coulissant dans un cylindre<B>30',</B> le fonctionnement restant le même. Un tel amé nagement a été prévu pour permettre une plus grande levée de la soupape 14 lorsque son débit devient très grand.
Pour la même raison, lorsque la vitesse du fluide dans la conduite vient<B>à</B> dépasser sa valeur normale, il est alors avantageux d'augmenter l'ouverture de la soupape 14, de manière<B>à</B> réduire la perte de charge du fluide.
<B>A</B> cette fin, on pourrait également utiliser un appareil auxiliaire appelé ci-après Dis- tributeur-relais de pression". Cet appareil permet d'utiliser la charge géométrique ou manométrique H du fluide contenu dans la conduite pour provoquer l'ouverture de la soupape 14, lorsque le débit de cette con duite vient<B>à</B> dépasser une certaine valeur et qu'il est nécessaire d'accrolitre ce débit sans augmenter la perte de charge du fluide<B>à</B> tra vers la soupape.
Ce dernier appareil est donc combiné, comme montré schématiquement<B>à</B> la fig. <B>7,</B> avec la soupape agencée selon la fig. <B>6.</B>
Sur cette figure,<B><I>A,</I></B><I> B,<B>C</B></I> désignent la conduite descendante de fluide incompres sible.
Ledit appareil auxiliaire comprend deux organes essentiels: <B>10</B> Un cylindre dont le double piston aa' reçoit les pressions régnant de part et d'autre du diaphragme 22<B>à</B> l'aide des tuyaux de liaison<B>b</B> et<B>c.</B> Ce double piston est soumis, d'autre part,<B>à</B> l'action d'un ressort anfago- niste h. 20 Un double tiroir distributeur de fluide sous pression dd', qui a pour fonction de met tre le compartiment e du cylindre servo moteur<B>30'</B> de la soupape 14 en communica tion soit avec le compartiment aval de cette soupape, soit avec le<B>côté</B> aval du dia phragme 22.
Le cylindre<B>à</B> double piston et le double tiroir distributeur de pression sont reliés par un fléau<B>g</B> qui oseille autour d'un axe<B>g.</B>
L'ensemble de ce dispositif fonctionne de la manière suivante: La soupape 14 est char gée<B>à</B> l'aide du contrepoids<B>17</B> auquel s'ajoute le poids du piston<B>30,</B> de manière<B>à</B> équilibrer la charge géométrique H du fluide. Le fonc tionnement de cette soupape est identique<B>à</B> celui de la soupape suivant la fig. <B>6.</B>
Au point haut<B>A,</B> la pression dans la conduite est maintenue légèrement supérieure <B>à</B> la pression atmosphérique.
Lors*que# le débit du fluide augmente, la différence de pression entre l'amont et l'aval du diaphragme 22 s'accroît; elle se manifeste sur le double piston aa' dans le sens aa'. L'action de cette différence de pressions créée par le diaphragme 22 comprime le ressort antagoniste h en déplaçant le double piston aa' de haut en bas. Le fléau<B>g</B> oseille et fait déplacer le tiroir dd' de bas en haut.
Une tuyauterie i, dont l'orifice (ou lumière) se trouve ainsi découvert, met alors en commu nication le compartiment e avec la tuyaute rie<B>D,</B> en aval de la soupape 14, par l'inter médiaire de la tuyauterie<B>k.</B> La conduite<B>D</B> est en relation avec l'atmosphère.<B>A</B> ce mo ment, la pression du liquide<B>à</B> l'amont du diaphragme 22, qui s'exerce d'une manière permanente dans le compartiment<B>f,</B> sous la face du piston<B>30,</B> par l'intermédiaire de la tuyauterie<B>1,</B> a son plein effet.
Si on désigne par: AP, <B>la</B> perte de charge du fluide dans la conduite<B>à</B> l'amont de la soupape 14, <B>PO,</B> la pression atmosphérique, Pl, la pression<B>à</B> l'amont du diaphragme 22, P2, la pression<B>à</B> l'aval du diaphragme 22, l'écart de pression entre les compartiments e et<B>f</B> du cylindre servo-moteur de la soupape 14 sera: Pl <B>- PO<I>=</I></B><I> H<B>-</B></I> AP.
Si, au contraire, le débit de la conduite <B><I>A,</I></B><I> B,<B>C</B></I> diminue, la résistance du ressort antagoniste h n'étant plus équilibrée par suite de la diminution de la différence Pl-P2, le double piston aa' et le fléau<B>g</B> sont animés de mouvements inverses de ceux décrits précédemment, de sorte que le tiroir distributeur dd' descend de haut en bas, fer mant ainsi la lumière de la conduite i et dé- couvraut l'orifice ou lumière de la conduite j qui est en communication avec l'aval du dia phragme 22.
Dans ce cas, la soupape 14 n'est pas sollicitée dans le sens de son ouverture; seule la perte de pression sous cette soupape, résultant de la. perte de charge AP, se trouve compensée.
Apparatus for keeping the pressure above a determined value at a given point #a liquid pipe. The present invention relates to <B> </B> -an apparatus for maintaining above a determined value the pressure at a given point of a liquid line. When it comes to transporting <B> at </B> large distances of a liquid, be aware that it is necessary to carefully study the line of pressures along the piping if Pon is to maintain this completely full of liquid and prevent this liquid from being mixed <B> with </B> a gas or <B> with </B> a vapor.
<B> in </B> In the study of this pressure line, care must be taken that the pressure in the piping is everywhere at least equal, <B> to </B> atmospheric pressure. In the absence of this precaution, any lack of tightness in the piping or accessory parts, instead of resulting in a liquid leak to the outside, easy to detect and consequently <B> to </ B > repair, would result in an inflow of air in the piping, an inflow of air which can have serious consequences as will be indicated below.
In addition, when the liquid can reach a temperature in the piping at which its vapor pressure is greater than atmospheric pressure, it is still necessary that at any point in the piping, the pressure is always greater than the vapor pressure corresponding <B> to </B> the highest temperature that can be reached at this point. If this -condition were not fulfilled, the liquid would turn into vapor at all points where its temperature #. Will correspond: it <B> to </B> a higher voltage -than the prevailing pressure <B> at this place.
In either case, it can be seen that a defective line of the pressure line results in the presence in the pipe of a gaseous phase in contact with the liquid phase, which can lead to inQon- Serious and multiple problems, First of all, the flow rate in the pipe is reduced since it must carry, in addition to the liquid, either air or saturated vapor, the specific volume of which is considerably greater than that of the liquid.
In the second place, the alternation of liquid masses and gaseous masses in the same pipe, - is a cause of shocks which may be prejudicial to the more or less delicate devices which can - be found on the pipe downstream of the - point where the gas is produced or introduced. In particular, a centrifugal pump will get carried away when the gas passes and will be braked suddenly when the liquid passes, <B> this </B> which can cause premature wear of the fins, or even their failure, for a - This is a similar reason <B> to </B> that well-known for 'water-bursts' in steam turbines.
Finally, when the liquid contained in the piping is water - and the para-site fluid is Air (which is a very frequent case), corrosion can occur <B> to </B> The interior of. piping in which the metal is subjected alternately <B> to </B> the action of water and <B> to </B> -that of air.
For these various reasons, great care must be taken <B> to </B> to avoid the introduction of air or the production of steam in the piping -and, for this purpose, to maintain the pressure <B> -to </B> a sufficient value for all the points and for all the values of the flow.
A known method of achieving <B> -to </B> this result is to determine the point in the piping where the conditions are most unfavorable, that is, # st-ù, - say the point such that if the pressure <B> y </B> is greater than the minimum necessary, the pressure at any other point will ipso facto be greater than this, minimum.
At <B> this </B> point -a manometric member whose pressure is transmitted hydraulically, pneumatically or electronically to a servo-motor which controls a -valve placed at a carefully chosen point of the piping is placed.
The opening or closing of this valve has been calculated according to the corresponding gauge pressure in such a way that they maintain <B> at </B> the desired value the pressure at the chosen point.
The disadvantage of this process is. Do not need a tube or a connecting line between the manometric member and the valve servomotor. This connection -is first of all a waste-water if -the point where the gauge pressure is taken is far <B> from </B> that where the tap is located. There is also a risk of disturbance due to a possible rupture of this tube or this line, which it is therefore necessary to check and maintain periodically.
The present invention seeks <B> to </B> eliminate <B> these </B> im ,, disadvantages.
The drawing represents, <B> to </B> by way of example, some embodiments of the object of the invention: FIG. <B> 1 </B> is a diagram of the piping showing how the pressure line varies according to the flow rate in a piping not fitted with the apparatus according to the invention, FIG. 2 the same diagram showing how the pressure line varies once the apparatus which is the subject of the invention has been installed; figs. <B> 3 </B> and 4 are schematic cross sections of two embodiments of the apparatus; figs. <B> 5, 6 </B> and <B> 7 </B> are cuts from other variations.
In fig. <B> 1, </B> we have shown in <B> 1, </B> 2, D, <B> 1 </B> the longitudinal profile of a pipe whose part <B> 1, </B> 2 is descending while part 2, <B> 3, </B> is substantially horizontal. <B> A </B> its origin at <B> 1, </B> the piping receives a -certain -water flow, for example by means of a pump 4. <B> A </B> its end <B> 3, </B> the piping opens out <B> at </B> the atmospheric pressure. We know how to calculate the pressure drop in the <B> 1, </B> 2, <B> 3 </B> pipe for <B> this </B> flow.
If this pressure drop is taken to <B> 5, 6 </B> the same scale as the longitudinal profile of the pipe, the length <B> 1, 6 </B> will represent the load in the piping at point <B> 1. </B> Similarly for all the other points of the piping <B> 1, </B> 2, <B> 3. </B> We can thus draw the pressure line <B> 6, 3 ,. </B> In fig. <B> 1, </B> the pressure line has been chosen - straight for simplicity, which is almost <B> </B> to assume that the piping <B> 1, </B> 2 , <B> 3. </B> apart from the same diameter,
but it is certain that the conclusions which follow would apply just as well whatever the form of this line.
For the # Considered flow, the pressure line <B> 6, 3 </B> is always located above the piping 1, 2-, <B> 3, </B> which implies that the load is always positive; but for a lower flow rate, for which the pressure drop in the piping would be represented by the length <B> 5, 7 </B> and the pressure line by the straight line <B> 7, 3, </B> it would no longer be the same. The pressure line and -the piping intersect at point <B> 8- </B> which shows that all the part of the piping between point <B> 1 </B> and -point 8- is in depression.
More generally, for -a pipe- terie having a shape such as <B> 1, </B> 2, <B> 3, </B> there will be <B> there </B> depression in the piping each time the flow will have, a value lower <B> than </B> that for which the pressure drop in the piping is equal to <B> to </B> the -length <B> &, 1 . </B> This flow rate represents the minimum flow rate that can pass through the piping without risk of air entry due to lack, tightness.
If, in addition, the liquid was liable to vaporize in the piping, it would be necessary to bring upwards <B> to </B> from the point <B> 1 </B> a length <B> 1, 9 , </B> representing the vapor pressure for the highest temperature that can prevail at point <B> 1. </B> The minimum flow rate in the piping would then be that for which the pressure drop is represented by length <B> 5, 9. </B>
In the example # considered, the point at which the pressure must be maintained is the initial point <B> 1. </B> It is not always. necessarily so; for example, if the piping had one or more siphon-shaped passages, the point <B> to </B> to consider could be the top of one of them. In all cases, the plot of the pressure line will provide information on the point that must be chosen.
Fig. 2 shows #comment the instalation of a -tap at point <B> 10 </B> makes it possible to deform the pressure line in such a way that it always passes above the pipe. If this valve creates a pressure drop represented by the -length <B> 11, </B> 12, the pressure line will take the form <B> 9, </B> 12, <B> 11, S, < / B> such that line <B> 9, </B> 12 is parallel <B> to </B> line <B> 7, Il. </B>
This pressure drop <B> 11, </B> 12 'can be achieved automatically according to a known method by controlling the position of the valve <B> 10 </B> by a manometric device placed at point <B> 1 </ B> and set for load <B> 1, 9, </B> so that if the -load at point <B> 1 </B> is greater than this value, the valve opens and vice versa. Opening the valve <B> 10 </B> results in a decrease in the pressure drop <B> 11, </B> 12, which brings back to point <B> 9 </B> the point of start of the line, pressure.
Fig. <B> 3 </B> shows schematically an embodiment of the apparatus according to the invention, which consists essentially of a valve body <B> 13 -à </B> inside which is a <B> 13 '</B> partition having an opening <B> 15 </B> forming a seat to receive an unbalanced valve 14.
The valve 14 is mounted on a <B> 16 </B> rod sliding between <B> 1,6, 16 "</B> and 16" 'glands - and is connected <B> to < / B> one end <B> to </B> a member tending <B> to </B> close it; in fig. <B> 3 </B> this organ is a weight <B> 17, </B> but it could just as easily be a spring, a piston or any other device creating a force. <B> A < / B> its other end, the rod <B> 16 </B> is connected <B> to </B> a contained <B> 18 </B> membrane, in a box <B> 19. </ B>
The valve 14 is arranged such that the water circulating in the body of the tap, from the inlet port 20 i to the outlet port 2.1 passes under the valve 14, that is to say so that -the movement of water tends to <B> </B> open it.
A perforated diaphragm 22 is mounted on the piping bringing water <B> to </B> the inlet port 20 and tubes <B> 23 </B> and 24 respectively connected <B> to < / B> the piping on the upstream side and on the downstream side of #this diaphragm transmits the corresponding water pressures under and over the diaphragm # e <B> 18. </B>
The force acted constantly; on the valve 14 (that is to say in fig. <B> 3, </B> the weight <B> 17) </B> -is calculated so <B> to </B> balance a column of water having a height equal to <B> the </B> length <B> 5, 9 </B> of fig. 2. Under these conditions, the valve would work exactly the same as a safety valve if there was no pressure drop in the -duct between point <B> 1 </B> -and point <B> 10. </B> We see in fig. 2, that because of this pressure drop, the tank, ", acting on the valve is not represented by the length <B> 5, 9, </B> but by the length <B> 10, < / B> 12.
The role of the <B> 18 </B> membrane is precisely to compensate for this loss of charge. The difference in the pressures acting on the two faces of the membrane <B> 18, </B> which is equal <B> to </B> the pressure difference on either side of the diaphragm 2-2, is the greater the greater the flow, that is to say the loss of -charge between point <B> 1 </B> and point 10, of FIG. 2 is higher.
By judiciously calculating the area of the diaphragm <B> 18 </B> and the section of the hole of the diaphragm 22 # by T-to, the -surface of the -valve 14, we can therefore obtain -that the force exerted on the membrane <B> 18 </B> and transmitted <B> -to </B> the valve 14 substantially compensates for the reduction in the force exerted on said valve as a result of <B> </B> the pressure drop due to the flow in the pipe.
As the pressure at the point <B> 1 </B> increases, the pressure under the valve 14 likewise increases, which produces an increase in the opening of the latter. At the same time, the pressure drop between point l and point <B> 10 </B> increases, which # decreases the pressure under -valve 14 and tends to <B> ü </B> cause a partial closure thereof; but at the same time the pressure drop through the diaphragm 22 having increased, so too does the <B> difference- </B> of the pressures acting on the two faces of the membrane <B> 18 '</ B > which keeps the pope 14 in its new position.
Fig. 4 shows a variant of the invention according to which, in order to eliminate all the cable glands, the weight <B> 17 </B> -is <B> inside </B> the inside of the valve body < B> 13. </B> The upper face of the membrane <B> 18 </B> -communicates directly with the water contained in the tap, <B> to </B> upstream of the valve 14, which eliminates the tube 2,4, the pressure in this part of the valve being substantially the same as downstream of the diaphragm 22. In FIG. <B> 5, </B> the same reference numbers designate the same components as in figs. <B> 3 </B> and 4.
The weight <B> 17 </B> is placed in the valve body IS, and the rod <B> 16, </B> couliose at its upper end in a guide provided in the cap of this body.
Fig. <B> 6 </B> shows a variant of the apparatus shown <B> in </B> in fig. <B> 3. </B> In this figure, the same reference numerals denote the same elements as in fig. 3t.
The diaphragm <B> 18 </B> is replaced by a piston <B> 30, </B> sliding in a cylinder <B> 30 ', </B> the operation remaining the same. Such an arrangement has been provided to allow greater lift of the valve 14 when its flow rate becomes very large.
For the same reason, when the speed of the fluid in the pipe comes <B> to </B> its normal value, then it is advantageous to increase the opening of the valve 14, so <B> to </ B> reduce the pressure drop of the fluid.
<B> A </B> for this purpose, we could also use an auxiliary device called hereinafter pressure distributor-relay ". This device makes it possible to use the geometric or manometric load H of the fluid contained in the pipe to cause the opening of the valve 14, when the flow rate of this pipe comes <B> to </B> exceed a certain value and it is necessary to increase this flow rate without increasing the pressure drop of the fluid <B > to </B> tra towards the valve.
This latter device is therefore combined, as shown schematically <B> to </B> in FIG. <B> 7, </B> with the valve arranged according to fig. <B> 6. </B>
In this figure, <B> <I> A, </I> </B> <I> B, <B> C </B> </I> designate the down pipe of incompressible fluid.
Said auxiliary apparatus comprises two essential components: <B> 10 </B> A cylinder whose double piston aa 'receives the pressures prevailing on either side of the diaphragm 22 <B> with </B> using the pipes link <B> b </B> and <B> c. </B> This double piston is subjected, on the other hand, <B> to </B> the action of an anfago- nist spring h . 20 A double pressurized fluid distributor spool dd ', which has the function of putting the compartment e of the servo motor cylinder <B> 30' </B> of the valve 14 in communication with either the downstream compartment of this valve , or with the <B> side </B> downstream of diaphragm 22.
The <B> with </B> double piston cylinder and the double pressure distributor spool are connected by a <B> g </B> beam which sorrel around an axis <B> g. </B>
The whole of this device works as follows: The valve 14 is loaded <B> with </B> using the counterweight <B> 17 </B> to which is added the weight of the piston <B> 30, </B> so <B> to </B> balance the geometric load H of the fluid. The operation of this valve is identical <B> to </B> that of the valve according to fig. <B> 6. </B>
At the high point <B> A, </B> the pressure in the pipe is kept slightly higher <B> than </B> the atmospheric pressure.
As # the fluid flow rate increases, the pressure difference between upstream and downstream of diaphragm 22 increases; it manifests itself on the double piston aa 'in the direction aa'. The action of this pressure difference created by the diaphragm 22 compresses the antagonist spring h by moving the double piston aa 'up and down. The <B> g </B> sorrel plague and moves the dd drawer up and down.
A pipe i, the orifice (or lumen) of which is thus discovered, then puts the compartment e in communication with the pipe <B> D, </B> downstream of the valve 14, via the intermediary <B> k. </B> The <B> D </B> pipe is in relation with the atmosphere. <B> A </B> at this time, the pressure of the liquid <B> at </B> upstream of diaphragm 22, which is exerted permanently in compartment <B> f, </B> under the face of piston <B> 30, </B> via piping <B> 1, </B> has its full effect.
If we denote by: AP, <B> the </B> pressure drop of the fluid in the pipe <B> to </B> upstream of valve 14, <B> PO, </B> the pressure atmospheric, Pl, the pressure <B> at </B> upstream of the diaphragm 22, P2, the pressure <B> at </B> downstream of the diaphragm 22, the pressure difference between compartments e and <B> f </B> of the servo-motor cylinder of valve 14 will be: Pl <B> - PO <I> = </I> </B> <I> H <B> - </B> < / I> AP.
If, on the contrary, the flow of the pipe <B><I>A,</I></B> <I> B, <B> C </B> </I> decreases, the resistance of the antagonist spring h no longer being balanced as a result of the reduction in the difference Pl-P2, the double piston aa 'and the beam <B> g </B> are animated by movements opposite to those described previously, so that the distributor slide dd 'descends from top to bottom, thus closing the lumen of pipe i and uncovering the orifice or lumen of pipe j which is in communication with the downstream side of diaphragm 22.
In this case, the valve 14 is not biased in the direction of its opening; only the pressure loss under this valve, resulting from the. AP pressure drop is compensated.