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Perfectionnements aux régulateurs d'eau d'alimentation, destinés en particulier à être employés dans les cnaudieres à va peur,
L'invention, concerne un appareil commandant l'arri- vée d'un liquide dans un récipient suivant la quantité de ce liquide qui sort du récipient, à l'état de vapeur ou à l'é- tat encore liquide; elle concerne en particulier les appa- rails dans lesquels la soupape d'admission du liquide dans le récipient est actionnée par la pression du liquide et est @
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commandée par un flotteur qui monte et descend avec le niveau du liquida dans le récipient.
Dans les appareils de ce genre, cette soupape est ordinairement munie d'un piston qui est tantôt du même dia- mètre que la soupape et tantôt de diamètre supérieur, un des côtés du piston et la côté d'admission de la soupape sont disposés de façon à être soumis à la pression du 11- quide qui entre dans le récipient. L'autre face du piston est soumise à la pression du liquide dans une chambre dans laquelle le liquide passe par un orifice constant, ou un équivalent, et d'où le liquide peut passer à un endroit de moindre pression par un orifice variable ouvert et fermé par une soupape auxiliaire reliée au flotteur et actionnée par son mouvement.
Quand le flotteur s'abaisse, la soupape auxi- liaire forme l'orifice variable, l'écoulement du liquide en provenance de la chambre cesse et la pression du liquida dans la chambre s'élève jusqu'à ce que la force résultante agissant sur la soupape amène la soupape à s'ouvrir, et le liquide à couler dans le récipients
Lorsque le flotteur monte, la soupape auxiliaire ouvre l'orifice variable et la pression dans la chambre di- minue, ce qui est dû à ce que le liquide s'écoule de la cnambre par l'orifice variable.
L'abaissement de la pres- sion sur la face du piston dans la chambre modifie .Le sens de la force résultante, amené la fermeture de la soupape et arrête l'arrivée du liquide dans le récipient. jusqu'ici, dans les appareils de ce genre, 11 orifice variable, par lequel s'écoule le liquide, a été disposé dans les parois fixes de la chambre; et des que
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la pression dans la chambre s'éleva suffisamment pour par- mettre à la soupape de s'ouvrir, la soupape s'ouvre a sa pleine ouverture et reste ouverte en grand jusqu'à ce que le niveau du liquide montant dans le récipient amène le flotteur à ouvrir l'orifice variable ; la soupape se ferme alors immédiatement et coupa complètement l'arrivée du li- quide dans la récipient.
L'arrivée du liquide dans le récipient est, de ce fait, intermittente et n'a lieu que lorsque le niveau du liquide s'abaisse au-dessous d'un niveau déterminé à l'a- vance; la soupape s'ouvre alors en grand jusqu'à ce que la niveau du liquide ait atteint de nouveau le niveau déter- miné à l'avance.
Dans des récipients dans lesquels un liquide est vaporisé, tel qu'une chaudière, il est particulièrement à désirer que la vitesse d'arrivée du liquide dans le ré- cipient soit continua et corresponde à la vitesse de vapo- risation du liquide, car des variations entre la vitesse d'arrivée du liquide et la vitesse de vaporisation amènent des fluctuations dans le niveau du liquide, morne si la vitesse da vaporisation est constante, et ces fluctuations entraînent des variations dans la pression et la siccité de la vapeur produite par la vaporisation.
De plus, le demandeur a trouvé par expérience que la vitesse à laquelle le liauide peut donner de la vapeur sèche dépend de la hauteur séparant le niveau du liquide et le point où la vapeur est prise, et ou'il est nécessaire d'accroitre cette 'hauteur dans la mesure où la vitesse de vaporisation s'accroît afin d'empêcher que des gouttelettes de liquida soient emportées par la vapeur formée par la vaporisation.
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La présente invention concerne un appareil qui règle automatiquement la vitesse d'entrée du liquide dans un récipient de façon à ce qu'elle corresponde à la vitesse laquelle le liquide et (ou) sa vapeur est évacuée du ré- cipient, et qui fait automatiquement tomber le'niveau du liauide dans le récipient lorsque la vitesse de vaporisa- tion s'accroît,
Dans ce but on a disposé 1'ouverture variable sous la forme d'un passage dans le piston ou autre organe fixé à la soupape, de sorte que le piston et la soupape sont contraints hvdrauliquement à se déplacer avec la soupape auxiliaire qui est reliée mécaniquement au flotteur et est actionnée par lui et qui commande la pression dans la chambre dans laquelle se meut le piston,
la soupape étant fermée lorsque le flotteur est à un niveau supérieur du liquide déterminé à l'avance. ouverte en grand lorsoue le flotteur est à un niveau inférieur du liquide déterminé à l'avance, et ouverte de façon proportionnelle lorsque le flotteur est à un niveau intermédiaire.
La pression régnant dans lchambre peut résulter de l'arrivée du liquide dans la chambre par le passage pra- tiqué dans le piston sous la commande de la soupape auxiliaire et de la sortie du liquide de la chambre par un orifice cons- tant ; ou bien on peut s'arranger pour que la pression dans la chambre résulte d'une arrivée de liquide dans la chambre par un orifice fixe et de la sortie du liquide de la chambre par le passage pratiqué dans le piston et commandé par la soupape auxiliaire.
On peut établir des orifices supplémentaires pour permettre une arrivée de liquide supplémentaire dans la
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chambre, ou bien un départ supplémentaire, ces orifices étant munis d'un dispositif pour commander l'écoulement du liquide supplémentaire.
De plus on peut donner à la soupape une forme ou un contour tel que la surface de passage de la soupape augmente graduellement da zéro à un maximum lorsque le flotteur s'abaisse du niveau supérieur au niveau inférieur, ou bien on peut donner à la soupape une forme telle que la vitesse dont augmente la surface de passage de la soupape, croisse ou décroisse lorsque le flotteur s'abaisse du niveau supérieur au niveau inférieur.
Le demandeur a trouvé que pour permettre à la soupape de fonctionner avec une différence minima entre la pression de l'arrivée du liquide et la pression dans le ré- cipient. ou alteRNATIVEMENT pour obtenir la force maxima pour une différence donnée entre la pression de l'arrivée du liquide et la pression dans le récipient, il est néces- saire d'avoir la pression totale de l'arrivée du liquide dans la chambre dans laquelle se meut le piston.
Dans ce but, conformément à l'invention, le liquide pénètre dans la chambre par l'orifice fixe, ou un équivalent, et la sortie du liquide hors de la chambre se fait par le passage pratiqué dans le piston d'après le réglage donné par la soupape auxiliaire. Le liquide qui s'écoule par le passage pratiqué dans le piston pénètre dans le récipient; ou bien le passage dans le piston est en communication constante avec d'autres passages ménagés dans l'enveloppe et conduisant à un endroit de moindre pres- sion, de façon à. permettre au liquide qui s'écoule par le passage pratiqué dans le piston de s'écouler librement vers µendroit de moindre pression.
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Tour prévoir toute possibilité de fuite du liquide da la chambre vers un endroit où la pression est moindre que la pression de l'arrivée du liquide, sauf par l'effet de la commande par la soupape auxiliaire, ou par un orifice supplémentaire dont l'écoulement peut être réglé ou bien arrêté comme on la désire, on peut disposer, à des endroits convenables entre la chambre et un endroit quelconque à pression moindre que la pression de l'arrivée du liquide, un ou plusieurs espaces qui entourent une partie quel- conque de l'appareil, se déplaçant à l'intérieur ou à l'ex- térieur de la chambre, comme le piston ou la soupape auxi- liaire, ce ou ces espaces communiquant librement avec l'ar- rivée du liquide de sorte que la pression dans ce ou ces es- paces est sensiblement la même que celle de l'arrivée de liquide.
Toute fuite en dehors de la chambre sauf par le passage pratiqué dans le piston est empêchée par lé même, de sorte que lorsque la soupape auxiliaire ferme le passage travers le piston la pression dans la chambre peut s'é- lever jusqu'à être sensiblement la même que la pression de l'arrivée du liquide.
Afin que l'invention puisse être plus clairement comprise et facilement mise en pratique, on va maintenant la décrire plus complètement en se référant au dessin annexé, dans lequel les mêmes nombres sont employés pour indiquer des éléments semblables.
La figure 1 est une élévation en coupe d'un ré- gulateur d'eau d'alimentation de chaudière avec le piston disposé au-dessus de la soupape.
@ La figure 2 est une élévation en coupe d'un régu-
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lateur d'eau d'alimentation de chaudière avec le piston disposé en dessous de la soupape et du même diamètre que celle-ci.
La figure 3 est une élévation en coupe d'un régu- lateur d'eau d'alimentation de chaudière avec le piston disposé en dessous de la soupape, et de diamètre supérieur à celle-ci.
En se référant à la figure 1 le régulateur comprend un flotteur 1 qui est fixé à une extrémité dun levier 2, à l'autre extrémité duquel est fixée la soupape auxiliaire 3, le levier pouvant tourner librement autour d'un axe 4 de sorte que la soupape auxiliaire 3 monte lorsque le flotteur 1 descend, et descend lorsque le flotteur 1 monte.
Le flotteur 1 est disposé dans une pièce de fonderie 5 qui est reliée à la chaudière 6 de sorte que le flotteur se meut librement en suivant le niveau de l'eau dans la chaudière.
La boite 9 de la soupape 10 est montée dans la pièce de fon- derie 5 et la soupape auxiliaire 3 pénètre et aboutit dans la boite 9.
L'eau envoyée par la pompe d'alimentation entre dans la boite 9 par la tubulure d'admission 11 et, après avoir traversé la soupape 10, elle s'écoule par la tubulure de sortie 12 dans la chaudière 6, La soupape 10 est prolon- gée de façon à former un piston 13 de diamètre plus grand que la soupape 10, le piston 13 étant disposé au-dessus de la soupape 10 de façon à se déplacer dans une chambre 14 ména- gée dans la boite 9, l'espace compris entre la soupape 10 et la face inférieure du piston 13 étant soumis à la pres- sion qui règne dans la chaudière 6.
Un passage 15 est pratiqué à travers la soupape ,10 et le piston 13 de sorte que l'eau peut passer de la
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tubulure d'admisse il par le passage 15 dans la chambre 14, La soupape auxiliaire 3 est disposée de façon à fermer ou ouvrir le passage 15 lorsque le flotteur 1 descend ou monte, et elle règle ainsi l'arrivée d'eau dans la chambre 14. L'eau s'échappe de la chambre 14 par le .jeu existant entre le iston 13 et la boite Q. Un passage séparé 16 est établi pour l'écoulement de l'eau hors de la chambre 14 et la surface pour l'écoulement de l'eau par la passage 16 peut être diminuée comme on le désire, grâce au robinet 17.
L'eau qui traverse le passage 16 peut être amenée à la c'hau- diére 6 ainsi qu'il est représenté, ou si on le désire, elle peut être amenée à un endroit où rogne une pression moindre.
Lorsoue le flotteur 1 est au niveau d'eau supé- rieur déterminé 1? l'avance, la, soupape auxiliaire3 d0cou- vre le passage 15, 11 eau arrive dans la. chambra 14 et fait régner la pression de refoulement de la poupe d'alimentation, au-dessus du piston 13, ce qui maintient la soupape fermée.
Lorsque le niveau de l'eau dans la chaudière 6 descend, le flotteur 1 soulevé la soupape auxiliaire 3 jusqu'à ce qu'il coupe 11 écoulement de l'eau par le passage 15. La pression dans la chambre 14 est alors abaissée par la fuite de l'eau par le jeu existant entre le piston 13 et la boite 9, augmentée si on le désire de la fuite par le passage 16 et le robinet 17. Immédiatement la pression dans la chambre 14 est abaissée, la force résultante ouvre immédiatement la soupape 10 et 1'eau entre dans la chaudière 6.
La soupape 10 ne peut s'ouvrir en grand que lorsque la soupape auxiliaire 3 a été relevée par le flotteur 1, autrement le passage 15 serait découvert, l'eau entrerait dans la chambre 14 et la soupape 10 commencerait à se fer-
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mer. Cornue le flotteur 1 produit la montée et la descente de la soupape auxiliaire 3, la soupape 10 est contrainte hydrauliquement à se mouvoir avec la soupape auxiliaire 3, de sorte que, pour un niveau d'eau donné compris entre le niveau d'eau supérieur détermine a l'avance et le niveau d'eau inférieur détermine a l'avance, la soupape auxili- aire 3 et,par conséquent,la soupape 10 prend une posi- tion correspondante,
la soupape 10 étant ouverte par lé mêne d'une quantité déterminée , l'avance, de sorte que, pour une vitesse donnee quelconque de vaporisation, la -position de la soupape 10 est réglée automatiquement de façon à permettre une arrivée d'eau permanente dans la chaudière, qui corresponde à la vitesse de vaporisation. un axe 18, manoeuvré à la main, est monté, de façon à ce que, quand on le désire, la soupape 10 puisse être traversée, dans toute la longueur de sa course, dans les deux sens.
Une poignée de verrouillage 19 permet à l'axe 81 d'être verrouillé dans une position neutre, auand on le désira, de façon à ne pas déranger le fonctionnement automatique de la soupape 10,
En se référant à la. figure 2, le flotteur 1 est disposé dans une piéce de fonderie 5 qui est séparée de la chaudière mais y est reliée par les tuyaux 7 et 8 de sorte que le niveau de l'eau dans la pièce de fonderie 5 est le même que le niveau de l'eau dans la chaudière. Le piston 13 est disposé sous la soupape 10 et est de même diamètre que celle-ci.
Le dessus du piston 13 et la face inférieure de la soupape 10 sont soumis à la pression qui règne dans le tuyau d'amenée 11. Le passage 15 pratique à travers le @
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piston 13 communique toujours librement avec 1, espace an- nulaire 20 et le passage 21 pratiqué dans la. boite 9, Le passage 21 peut être relié à l'aspiration de la pompe alimentaire ou avec le réservoir d'alimentation par ur tuyau ad boc 22 muni d'un robinet 23.
La queue de la soupape 10 est munie d'un rebord 24 qui laisse autour du piston 13 un espace annulaire 25 communiquant librement avec l'alimentation dans la tubulu- re d'entrée 11 grâce à un passage 26. On peut disposer l'espace annulaire 25 dans la boîte 9 et relier la tubulure 11 à 1'espace annulaire par un tuyau extérieur, un espace annulaire 27 existe également dans la boîte autour de la soupape auxiliaire 3 et elle est placée de faqon b. commu- niduer librement avec l'alimentation dans la tubulure 11 grâce au tuyau ou au conduit 28. L'eau fuit dans la chambre 14 venant de l'espace annulaire 25 à travers le jeu qui existe entre le piston 13 et la boîte 9 et venant de lies- pace annulaire 27 autour de la soupape auxiliaire 3.
On peut permettre une arrivée supplémentaire d'eau dans la chambre 14 par le tuyau 29 sous la commande du robinet 30.
L'eau fuit hors de la chambre 14 par le massage 15,sous la commande de la soupape auxiliaire 3.
Lorsque le flotteur 1 descend deu niveau d'eau su- périeur déterminé à l'avance, la soupAPE AUXILIAJRE 3 FERME le passage 15 et l'eau pénétrant dans la chambre 14 augmente la pression jusqu'à ce que la pression dans la chambre 14 dépasse celle de la chaudière de la QUANTITé nécessaire pour soulever le poids de la soupape et pour vaincre le frottement.
Quand cette pression est établie la soupape se levé et permet à l'eua d'entrer dans la chaudiére. Quand le niveau de l'eua
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monte dans la chaudière, 'lA flotteur 1 abaisse la soupape auxiliaire 3 jusou'à ce que celle-ci découvre la -passage 15.
La pression dans la chambre 14 est alors abaissée par la .fuite de l'eau par le na.ssage 15 jusqu'à ce que la soupape
10 descende et réduise l'arrivée de l'eau dans la chaudière.
Lorsque l'eau se trouve à un niveau d'eau quelconque entre les niveaux d'eau supérieur et inférieur déterminés à l'a- vance, la soupape 10 est maintenue en équilibre dans une position d'ouverture partielle correspondant au niveau de l'eau dans la chaudière.
En se référant à la figure 3, le piston 13 est de diamètre supérieur à la soupape 10 et se trouve au-dessous.
Le passage 15 pratiqué dans le piston 13 communique librement avec la chaudière. Quand le flotteur 1 descend, $ou-pape auxiliaire 3 tome le passage 15 et l'eau arrive dans la chambre 14 par le jeu qui existe entre le piston 13 et la boite 9 jusqu'à ce que la pression dans la chambre s'élève suffisamment pour amener la soupape 10 à s'ouvrir et à per- mettre à l'eau d'entrer dans la chaudière. Quand le flotteur 1 monte, la soupape auxiliaire découvre le passage 15 et la fuite de l'eau hors de la chambre 14 dans la chaudière abaisse la pression dans la chambre 14 jusqu'à ce que la soupape 10 descende et prenne une nouvelle position d'équi- libre en réduisant de façon correspondante l'arrivée d'eau dans la chaudière par la soupape 10.
On voit dans les figures 2 et 3 que le pjston 13 est actionné par l'arrivée d'eau de fagon à empêcher toute possibilité de fuite du liquide hors de la chambre 14 par des jeux du piston, à un endroit où la pression peut être inférieure à colle de l'arrivée du liquide; dans la figure 1, -IL-
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ainsi qui il est indiqué par les lignes en pointillé et en mixte, on peut diminuer ou annuler la tendance du liquide à fuir hors de la chambre 14 au-delà du piston 13 dans la chau- dière, en constituant dans la boite un espace annulaire 31 communiquant librement avec r alimentation dans la tubulure 11 par un tuyau 32.
La pression du liquide à son arrivée dans l'espace annulaire 31 s'opposerait, quand la communica- tion 16 est établie avec un endroit où rogne une pression moindre, à la tendance analogue qu'aurait la vapeur à fuir hors de la chaudière au-delà du piston 13 vers le passage 16.
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1.- Dispositif pour commander l'arrivée du liquide dans un récipient, comprenant une soupape sur laquelle est formé ou fixé un piston qui se déplace dans une chambre ména- gée dans la boite de la soupape, et une soupape auxiliaire à flotteur qui commande la pression dans cette chambre en ré- glant l'écoulement du liquide à travers un passage pratiqué dans le piston et débouchant dans la chambre, la soupape prin- ci-pale étant ainsi hydrauliquement contrainte à se mouvoir avec la soupape auxiliaire, de sorte qu'elle est fermée quand la flotteur atteint un niveau supérieur prédéterminé du liquide dans le réciDient,
qu'elle est complètement ouverte quand le flotteur descend à un niveau inférieur predetermine du liquide dans le récipient et qu'elle est maintenue en équilibre dans une position d'ouverture partielle proportionnelle au niveau du liquide qund celui-ci est à un niveau intermédiaire.