FR2503824A1

FR2503824A1 - Air vent for fluid pipework - has asymmetrical float chamber and inclined vent nozzle

Info

Publication number: FR2503824A1
Application number: FR8107733A
Authority: FR
Inventors: Pierre Louis Barbe
Original assignee: Pont a Mousson SA
Current assignee: Pont a Mousson SA
Priority date: 1981-04-13
Filing date: 1981-04-13
Publication date: 1982-10-15

Abstract

The air eliminator has a float chamber with the lower half (2) slotted to the pipe and an upper half (1) which is generally hemispherical. The float (5) consists of a plastic-coated metal sphere. The air vent nozzle (10) is inclined to the vertical axis and offset from the vertical centreline by a distance (L). The lower end (11) of the vent nozzle forms the seat on which the float seals. Two projections (12) on the same pitch circle as the nozzle ensure the centralisation of the float in the closed position. When air collects in the chamber the float first pivots about the nozzle seat (11) before coming to rest on the projection (13) in the lower half.

Description

La présente invention est relative aux purgeurs d'air qui sont montés sur les canalisations d'eau ou autres fluides sous pression aux divers points hauts de ces canalisations, en vue d'évacuer régulièrement et automatiquement l'air qui est emprisonné ou entraîné vers ces points hauts. Un premier type connu de purgeur comporte, à sa partie supérieure, un évent ou conduit d'axe vertical par lequel l'air s'échappe et un clapet qui est commandé par la montée de l'eau ou autre liquide de la canalisation et qui vient obturer cet évent lorsque l'air a été évacué. Le clapet obturateur est généralement un flotteur sphérique coulissant à l'intérieur d'un boîtier selon l'axe vertical de l'évent.Ce type de purgeur présente l'inconvénient que plus la pression du fluide transporté par la canalisation est élevée, plus les dimensions du flotteur doivent être grandes car il doit être à la fois lourd pour se décoller de l'évent et de grand diamètre pour pouvoir flotter. I1 en résulte que, pour des canalisations sous pression, le purgeur présente un encombrement important. Ces mêmes inconvénients apparaissent lorsque l'évent a un conduit intérieur de diamètre important pour laisser évacuer rapidement l'air emprisonné. The present invention relates to air traps which are mounted on water pipes or other pressurized fluids at the various high points of these pipes, with a view to regularly and automatically evacuating the air which is trapped or entrained towards these high points. A first known type of trap has, at its upper part, a vent or duct with a vertical axis through which the air escapes and a valve which is controlled by the rise of water or other liquid from the pipe and which closes this vent when the air has been exhausted. The shutter valve is generally a spherical float sliding inside a housing along the vertical axis of the vent. This type of trap has the disadvantage that the higher the pressure of the fluid transported by the pipe, the higher the dimensions of the float must be large because it must be both heavy to detach from the vent and large in diameter to be able to float. I1 follows that, for pressure pipes, the trap has a large size. These same drawbacks appear when the vent has an interior duct of large diameter to allow the trapped air to be quickly removed.

I1 existe aussi un deuxième type connu de purgeur. There is also a second known type of trap.

Dans ces purgeurs, le flotteur est fixé à une extrémité d'un ou de plusieurs leviers, articulés autour d'un axe, et la fermeture de l'évent est obtenue, soit par une soupape solidaire du levier, soit par le flotteur lui-même formant soupape. Ces purgeurs sont également très encombrants en raison du volume occupé par les leviers.In these traps, the float is fixed to one end of one or more levers, articulated around an axis, and the closing of the vent is obtained either by a valve integral with the lever, or by the float itself. even forming a valve. These traps are also very bulky due to the volume occupied by the levers.

L'invention a pour but de réaliser un purgeur du premier type dont la dimension du flotteur est réduite. The object of the invention is to produce a trap of the first type whose size of the float is reduced.

Elle a pour objet un purgeur d'air pour canalisation d'eau ou autres fluides sous pression, ce purgeur du type à flotteur logé, libre, dans un boîtier, et à évent, dont une extrémité forme siège, destiné à être fermé par un flotteur caractérisé en ce que ce siège est situé hors de la verticale passant par le centre du flotteur, en position de fermeture de l'évent.It relates to an air trap for water or other pressurized fluids, this trap of the float type housed, free, in a housing, and vented, one end of which forms a seat, intended to be closed by a float characterized in that this seat is located outside the vertical passing through the center of the float, in the closed position of the vent.

Ce purgeur perfectionné permet, pour une pression donnée, de réduire la dimension et le poids du flotteur donc son encombrement. This improved trap makes it possible, for a given pressure, to reduce the size and weight of the float and therefore its size.

Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que le boîtier comporte à sa partie supérieure au moins deux bossages formant avec l'évent des organes d'appui du flotteur en position de fermeture de l'évent. Another characteristic of the invention consists in that the housing has at its upper part at least two bosses forming with the vent support members of the float in the closed position of the vent.

Grâce à ces bossages, le flotteur, en position de fermeture de l'évent, est correctement appliqué sur celuici et assure ainsi une bonne fermeture. Thanks to these bosses, the float, in the closed position of the vent, is correctly applied to it and thus ensures good closure.

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Other characteristics and advantages will appear during the description which follows.

Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples,
- la Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un purgeur selon l'invention en position ouverture de l'évent
- la Fig. 2 est une vue schématique en coupe identique à la Fig. 1 d'un purgeur selon l'invention en position fermeture de l'évent ;
- la Fig 3 est une vue en coupe schématique suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1 d'un purgeur selon l'invention
- la Fig 4 est une vue schématique en coupe d'un dispositif de purge comportant un purgeur selon l'invention.In the accompanying drawings, given solely by way of example,
- Fig. 1 is a schematic sectional view of a trap according to the invention in the open position of the vent
- Fig. 2 is a schematic sectional view identical to FIG. 1 of a trap according to the invention in the closed position of the vent;
- Fig 3 is a schematic sectional view along line 3-3 of Fig. 1 of a trap according to the invention
- Fig 4 is a schematic sectional view of a purge device comprising a trap according to the invention.

Selon l'exemple d'exécution représenté aux Fig. 1 à 3, le purgeur d'air automatique selon l'invention comporte un bottier formé de deux pièces 1 et 2, réunies par exemple par serrage de brides, respectivement 3-4. La pièce 1 forme une calotte sensiblement hémisphérique et la pièce 2 comporte, à sa base, un conduit 5 se terminant par une bride 6 pour la fixation du purgeur au point haut d'une canalisation non représentée. Dans ce bottier, est disposé un flotteur sphérique 7 dont la paroi rigide 8, par exemple en métal, est recouverte d'une enveloppe 9, par exemple en matière plastique ou élastomère. Décalé de l'axe vertical X-X du purgeur, est fixé, par tout moyen approprié, par exemple par vissage, un ajutage 10 de sortie d'air formant évent. L'axe Z-Z de cet ajutage est disposé radialement sur la calotte hémisphérique du bottier et est par conséquent oblique par rapport à l'axe X-X.La partie inférieure de cet ajutage forme un siège 11 pour le dispositif de fermeture de l'orifice de l'évent, en l'espèce le flotteur 7. La calotte sensiblement hémisphérique 1 du boîtier porte intérieurement deux bossages 12 dont les extrémités sont situées dans un même plan horizontal que le siège 11 de l'ajutage, et formant avec ce siège lîtrois points d'appui pour le flotteur, en position de fermeture, régulièrement répartis sur un cercle de centre, l'axe
X-X, et passant par le siège 11.According to the embodiment shown in Figs. 1 to 3, the automatic air vent valve according to the invention comprises a case formed by two parts 1 and 2, joined for example by tightening flanges, respectively 3-4. The part 1 forms a substantially hemispherical cap and the part 2 comprises, at its base, a duct 5 ending in a flange 6 for fixing the trap to the high point of a pipe not shown. In this case, a spherical float 7 is arranged, the rigid wall 8, for example of metal, is covered with a casing 9, for example of plastic or elastomer. Offset from the vertical axis XX of the trap, is fixed, by any appropriate means, for example by screwing, an air outlet nozzle 10 forming a vent. The axis ZZ of this nozzle is arranged radially on the hemispherical cap of the shoemaker and is therefore oblique with respect to the axis XX. The lower part of this nozzle forms a seat 11 for the device for closing the orifice of the 'vent, in this case the float 7. The substantially hemispherical cap 1 of the housing internally carries two bosses 12, the ends of which are situated in the same horizontal plane as the seat 11 of the nozzle, and forming with this seat three points d support for the float, in the closed position, regularly distributed over a center circle, the axis
XX, and passing through seat 11.

La partie supérieure de la pièce 2 comporte des saillies 13 formant un siège 14 pour le flotteur 7 en position basse, tout en laissant des évidements de passage 15. The upper part of the part 2 has projections 13 forming a seat 14 for the float 7 in the low position, while leaving passage recesses 15.

Le fonctionnement est le suivant
Lorsque la canalisation est vide, le flotteur sphérique 7 repose sur les saillies 13 comme représenté à la
Fig. 1.The operation is as follows
When the pipe is empty, the spherical float 7 rests on the projections 13 as shown in the
Fig. 1.

Lors du remplissage de la canalisation, l'eau monte par le conduit 5 dans le bottier en chassant l'air qui passe par les évidements 15 ménagées entre le flotteur 5 et la pièce 2. L'eau soulève ce flotteur 7 qui monte, selon l'axe X-X, avec l'eau dans le bottier et vient s'appuyer à la fois sur le siège 11 de l'ajutage 10 et sur les bossages 12 de sorte qu'il y a fermeture de l'évent de sortie d'air. Ces bossages 12 et le siège 11 de l'ajutage maintiennent le flotteur centré sur l'axe X-X. Dans cette position de fermeture, l'axe Z-Z de 1 'ajutage passe par le centre du flotteur. La pression de l'eau dans la canalisation s'exerçant sur le flotteur 7 maintient la fermeture de l'ajutage 10 comme représenté à la Fig. 2. During filling of the pipe, the water rises through the conduit 5 in the case, expelling the air which passes through the recesses 15 formed between the float 5 and the part 2. The water lifts this float 7 which rises, according to axis XX, with the water in the case and comes to rest both on the seat 11 of the nozzle 10 and on the bosses 12 so that there is closure of the outlet vent of air. These bosses 12 and the seat 11 of the nozzle keep the float centered on the axis X-X. In this closed position, the Z-Z axis of the nozzle passes through the center of the float. The pressure of the water in the pipeline acting on the float 7 keeps the nozzle 10 closed as shown in FIG. 2.

Lorsque le niveau de l'eau s'abaisse dans le boîtier par accumulation d'air entraîné par l'eau qui circule, le flotteur a tendance à tourner autour du point A, point le plus bas du siège 11 de l'ajutage 10 puisqu'il suffit que le couple exercé par le flotteur 7 par rapport à ce point
A devienne supérieur au couple exercé, par rapport à ce point A, par la force obtenue par la pression du fluide sur la section de l'ajutage. I1 y aura ainsi basculement du flotteur chaque fois que le poids apparent Pa permettra d'avoir la relation suivante Pa x L > s x r x p, Je poids apparent du flotteur Pa étant égal au poidsdu flotteur moins la poussée d'Archimtxde sur ce flotteur, L la distance du point A à l'axe X-X, s la section de passage de l'ajutage, r le rayon de cet ajutage et p la pression du fluide et de l'air dans le purgeur.When the water level drops in the housing by accumulation of air entrained by the circulating water, the float tends to rotate around point A, the lowest point of the seat 11 of the nozzle 10 since 'It is enough that the torque exerted by the float 7 with respect to this point
A becomes greater than the torque exerted, with respect to this point A, by the force obtained by the pressure of the fluid on the section of the nozzle. There will thus be tilting of the float each time the apparent weight Pa will make it possible to have the following relation Pa x L> sxrxp, I apparent weight of the float Pa being equal to the weight of the float minus the buoyancy of Archimtx of this float, L la distance from point A to axis XX, s the passage section of the nozzle, r the radius of this nozzle and p the pressure of the fluid and air in the trap.

La position de basculement du flotteur 7 est représentée en traits mixtes sur les Fig. 1 et 2. The tilting position of the float 7 is shown in phantom in FIGS. 1 and 2.

Ce basculement provoque l'ouverture de l'ajutage 10 donc un échappement de l'air par celui-ci. This tilting causes the opening of the nozzle 10 therefore an exhaust of the air by the latter.

Dans le cas où le niveau de l'eau continue à baisser, la pression du fluide et de l'air contenusdans le bolier s'applique alors sur la totalité du flotteur et celui-ci peut donc descendre avec le niveau du liquide et venir à nouveau en appui sur les saillies 13. In the event that the water level continues to drop, the pressure of the fluid and the air contained in the bolier then applies to the entire float and this can therefore drop with the level of the liquid and come to again pressing on the projections 13.

Lorsque le niveau de l'eau remonte, le flotteur vient à nouveau en appui sur les bossages 12 et l'évent 13 où il est maintenu centré sur l'axe X-X. When the water level rises, the float again comes to bear on the bosses 12 and the vent 13 where it is kept centered on the axis X-X.

Comme on le voit, le purgeur selon la présente invention conserve les avantages des purgeurs à flotteur libre mais il permet d'utiliser des flotteurs dont le poids. As can be seen, the trap according to the present invention retains the advantages of free float traps but it allows the use of floats whose weight.

donc l'encombrement, est réduit même pour des sections de passage relativement grandes des ajutaqes ou évents 10 et des pressions élevées dans les canalisations.therefore the space requirement is reduced even for relatively large passage sections of the ajutaqes or vents 10 and high pressures in the pipes.

En effet, par exemple dans le cas d'un purgeur connu à flotteur libre à évent d'axe X-X, donc situé exactement au-dessus du flotteur, utilisé sur une canalisation dans laquelle la pression nominale est de 16 br, le flotteur pesant 400 g et étant de diamètre extérieur de 100 ma, le diamètre de l'orifice de l'évent ne peut txtrr au ma\inuf: que de J,8 mm.Par contre, un purqeur selon l'inwentior placé sur la même canalisation et ayant même flotteur que précédemment pourra admettre un diamètre du passage d'évent jusqu a une dizaine de mm, ce diamètre étant fonction du décalage de l'évent par rapport à l'axe X-X. Ce décalage est toutefois limité par le fait que, avant fermeture de l'évent, l'eau n'atteigne pas le point A. Une autre limitation réside dans le fait que pour avoir une bonne étanchéité d'un flotteur avec l'évent il est nécessaire que l'axe Z-Z de l'évent ne fasse pas un angle de plus de 60O avec l'axe X-X. Indeed, for example in the case of a known trap with free float with vent of axis XX, therefore located exactly above the float, used on a pipe in which the nominal pressure is 16 br, the float weighing 400 g and being of external diameter of 100 ma, the diameter of the orifice of the vent can txtrr to ma \ inuf: only J, 8 mm. On the other hand, a purqeur according to the inwentior placed on the same pipe having the same float as before could admit a diameter of the vent passage up to ten mm, this diameter being a function of the offset of the vent relative to the axis XX. This offset is however limited by the fact that, before closing the vent, the water does not reach point A. Another limitation lies in the fact that to have a good seal of a float with the vent it it is necessary that the ZZ axis of the vent does not make an angle of more than 60O with the XX axis.

De même, un purgeur selon l'invention ayant un flotteur de dimensions identiques à celui d'un flotteur à purgeur connu peut être utilisé dans une canalisation de fluide étant sous pression supérieure. Likewise, a steam trap according to the invention having a float of dimensions identical to that of a known steam trap float can be used in a fluid pipe being under higher pressure.

Une variante de l'invention telle que représentée à la Fig. 4 consiste à utiliser un purgeur selon l'invention dans un dispositif de purge plus complexe connu comportant, d'une part, une soupape d'arrêt 16 à commande manuelle, destinée à isoler, le cas échéant, la conduite du dispositif de purge, et située entre le purgeur 17, selon l'invention, à flotteur 18 et ajutage décalé 19 et une soupape automatique 20 à flotteur 21 destinée à évacuer l'air par un grand orifice lors de la mise en eau de la canalisation ou à admettre de l'air lors de sa vidange. Ce dispositif de purge est formé d'un carter 22 comportant des nervures 23, venues de fonderie, destinées à servir de boîtier au flotteur 18, une cuvette 24 destinée à recevoir ce flotteur en position basse. L'ajutage 19 décalé par rapport à l'axe vertical central X-X du purgeur 17 et deux bossages 25, forment trois points d'appui du flotteur, en position de fermeture, maintenant le flotteur centré sur l'axe X-X. Le fonctionnement du purgeur selon l'invention dans ce dispositif de purge est identique à celui décrit ci-dessus. A variant of the invention as shown in FIG. 4 consists in using a trap according to the invention in a more complex known purge device comprising, on the one hand, a manual shut-off valve 16, intended to isolate, if necessary, the pipe of the purge device, and located between the trap 17, according to the invention, with float 18 and offset nozzle 19 and an automatic valve 20 with float 21 intended to evacuate the air through a large orifice during the filling of the pipe or to admit of the air when it is emptied. This purge device is formed by a casing 22 comprising ribs 23, coming from the foundry, intended to serve as a housing for the float 18, a bowl 24 intended to receive this float in the low position. The nozzle 19 offset relative to the central vertical axis X-X of the trap 17 and two bosses 25, form three support points of the float, in the closed position, maintaining the float centered on the axis X-X. The operation of the trap according to the invention in this purge device is identical to that described above.

Claims

1.- Air vent for water pipes or other pressurized fluids of the float type housed, free, in a case and vent, one end of which forms a seat, intended to be closed by a float characterized in that this seat (10-19) is located outside the vertical (XX) passing through the center of the float (7-18) in the closed position of the vent.

2.- air vent according to claim 1 characterized in that the boot has at its upper part, at least two bosses (12-25), forming with the vent (10-19) of the support members float (7-18) in the closed position of the vent.

3.- air vent according to claim 2 characterized in that the support members (10-12 and 19-25) are regularly distributed around the vertical XX passing through the center of the float (7-18) in position closing the vent.

4.- Air vent according to any one of claims 1 to 3 characterized in that the axis ZZ of the vent preferably forms an angle less than 600 with the vertical XX passing through the center of the float ( 7-18), in the closed position of the vent.

5.- Air vent according to any one of claims 1 to 4 characterized in that it is associated with an automatic float valve (20) and a stop valve (16).