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DEMANDE DE BREVET D'INVENTION POUR
La présente invention est relative à un appareil pour séparer de la vapeur les impuretés telles que l'eau, l'huile et autres corps indésirables, et à des moyens pour retirer de cet appareil les fluides et solides séparés. Le but de la présente invention est de réaliser un appareil perfectionné pour séparer de la vapeur les liquides et solides indésira- bles, et un autre but est de réaliser un arrangement et une construction perfectionnés des moyens pour retirer du sépara- teur ou épurateur les liquides qui ont été séparés,
sans en- traver le fonctionnement normal de l'appareil. D'autres buts spécifiques de l'invention censistent dans un arrangement et une construction perfectionnés des chicanes dans l'épurateur de vapear et dans la disposition de moyens perfectionnés pour vidanger rapidement et efficacement l'épurateur.
Les caractéristiques de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée afin de mieux faire comprendre l'invention et les avantages qu'elle présente, et qui se ré- fère au dessin ci-joint dans lequel on a représenté un mode
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d'exécution préféré* de ladite invention.
Dans ce dessin, la fig. 1 est une élévation avec coupe partielle d'un mode d'exécution préféré de l'invention ; la fige 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1 ; la fig. 3 est une élévation représentant une variante d'exécution du dispositif de vidange la fig. 4 est une élévation d'une autre variante du dis- positif de vidange ; la fig. 5 est une vue agrandie d'une partie d'un purgeur représenté à la fig. 1 ;
la'fig. 6 est une élévation d'une autre variante du dis- positif, et la fige 7 est une élévation partiellement en coupe d'une autre variante encore de ce dispositif,
Dans les dessine et en particulier aux figs. 1 et 2, on a représenté un mode d'exécution préféré de l'invention dans lequel la vapeur venant d'un bouilleur A se rend par un con- duit A' à un épurateur B, du type à réservoir, dans lequel l'eau et autres liquides et solides indésirables sont séparés de la vapeur et conduits à un purgeur à haute pression, d'où. les matières séparées sont automatiquement déchargées par in- tervalles. Il est bien connu dans la technique qu'il est très avantageux de séparer de la vapeur l'eau, et les particules solides avant que la dite vapeur ne soit utilisée pratique- ment dans des machines à vapeur et des turbines.
L'eau et les matières solides sont entraînées hors du bouilleur par primage et éoumage jusque dans le réservoir de vapeur et dans certains cas des particules d'eau sont arrachées par la va- peur et passent dans le tuyau de prise de vapeur. L'eau dans le cylindre entrave considérablement le fonctionnement
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d'une machine à vapeur par le fait qu'elle lave et chasse l'huile lubrifiante de sur les surfaces, accrott le frotte- ment et l'usure des pièces et réduit le rendement de la ma- chine. Elle est désavantageuse dans les turbines parce que les particules d'eau coupent les aubes et que des poches d'eau sont susoeptibles d'avarier la turbine.
Tout ce qui forme des incrustations, l'eau et autres impuretés dans la vapeur, sont spécialement nuisibles aux tubes des surchauf- feurs.
L'eau et les autres impuretés sont entraînées dans le tuyau de prise de vapeur soit sous forme de courant condensé s'écoulant au fond du tuyau, soit sous forme de particules suspendues dans la vapeur. Dans la présente construction, l'appareil est équipé pour évacuer les éléments indésirables soit sous la forme condensée, soit suspendus dans la vapeur.
La réalisation de l'invention comporte un épurateur de vapeur B ayant une enveloppe cylindrique Blet un fond B 2 auquel est relie le conduit A 1. L'épurateur B comprend une chambre d'entrée C, une chambre intermédiaire D et une cham- bre de sortie E dans laquelles sont disposés des moyens pour séparer les liquides et solides indésirables entraînés par la vapeur.
Dans la chambre G est montée une chicane a 1 inclinée par rapport au tuyau A 1 d'arrivée de vapeur. Dans la cons- truotion représentée, la chicane C 1 est disposée à un angle de 450 par rapport à l'enveloppe B 1 et au tuyau d'arrivée A 1. La chicane C 1 est constituée par une plaque sensible- ment rectangulaire G 2 réunie à ses parties supérieure et inférieure à l'enveloppe B 1 et s'étendant latéralement des deux cotés du plan médian vertical de l'enveloppe sur une distance suffisante pour intercepter pratiquement toute la vapeur pénétrant dans la chambre C.
Des nervures G 3 et C 4
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perpendiculaires à la plaque et parallèles entre elles font saillie sur la face avant de ladite plaqae C 2, Les nervures C 3 sont situées aux extrémités de la plaque et s'étendent plus loin que les nervures intérieures C 4 dans un but décrit ci-après. Comme on le voit sur la fig. 2, des passages sont laissés des deux côtés de la chicane C 1. Une cloison circu- laire C 5 est placée verticalement dans l'épurateur, le bord courbe étant fixé à l'enveloppe. La plaque C 5 présente en son centre une ouverture circulaire. Un tuyau C 7 est relié à la plaque entourant l'ouverture C 6 afin de former un passage y conduisant. Le tuyau C 7 fait saillie dans la chambre C jus- qu'en un point au voisinage du coté arrière de la chicane C 2.
La chambre Dreçoit à travers le tuyau C 7 la vapeur ve- nant de la chambre C. La chambre est pourvue d'une chicane principale D1 s'étendant au travers de la majeure partie de l'enveloppe. La chicane D 1 comprend une plaque verticale D 2 fixée respectivement à ses extrémités supérieure et inférieure au sommet et au fond de l'enveloppe. Faisant corps avec la plaque et formant saillie sur sa face avant est disposée une série de nervures verticales parallèles D 3. Les nervures s'étendent vertioalement et vers le bas jusqu'en un point en dessous de l'extrémité la plus basse de l'ouverture rectangu- laire C 6.
Les nervures sont divisées en un certain nombre de paires, dont chacune est disposée symétriquement par rapport au plan médian vertical de l'enveloppe et construite de ma- nière que les nervures fassent saillie de plus en plus loin par rapport à la plaque à mesure qu'elles sont plus éloignées du plan médian. La chambre E est disposée en arrière de la chicane D 1, un tuyau circulaire E 1 fait saillie sur le fond de la chambre E et il est relié à un tuyau d'évacuation E 2 conduisant à un surchauffeur ou à l'appareil dans lequel la vapeur doit âtre utilisée. Un trou d'homme E 3 et un tampon
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E 4 sont disposés sur l'extrémité extérieure de l'enveloppe de l'épurateur afin de constituer des moyens d'accès dans l'épu- rateur pour le nettoyage et les réparations.
Dans l'appareil précédemment décrit la vapeur porteuse d'humidité et de matières solides entraînées passe du bouilleui A dans l'épurateur à travers le conduit A 1, Le courant de vapeur a une grande vitesse et les particules liquides et so- lides plus lourdes tendent à conserver leur direction de sorte qu'en pénétrant dans la chambre C, elles viennent frapper sur la chicane C 1 et se déposent sur la structure de cette chica- ne. La vapeur passe autour des côtés latéraux de la chicane et sort par le passage C 6, Les particules déposées sur la structure de la chicane sont libres de s'écouler vers le bas entre les nervures car il n'y a qu'une faible vitesse de la vapeur entre les nervures, s'il y en a.
Le condensât s'écou- lant sur le fond du tuyau A 1 s'égoutte aussi au fond de l'é- purateur et s'écoule aveo les particules fluides et solides tout autour de l'extrémité inférieure de la chicane C 1 jusque dans un tuyau de vidange F 1 relié au fond de la chambre C en un point situé au-dessous de la partie médiane du conduit d'évacuation C 6.
La vapeur passant autour de la ohioane C 1 et se rendant au conduit de sortie contient habituellement une petite quan- tité d'eau et de particules solides qui ont échappé à la sé- paration effectuée par la chicane C 1 et qui sont entravées par la vapeur à travers le conduit C 7 jusque dans la chambre D. Le courant de vapeur dans la chambre D vient frapper la chicane D 1 et dans cette partie de l'épurateur, sensiblement toute l'eau et les particules solides restant dans la vapeur sont retenues par suite du contact avec la chicane D 1 et s'é- coulent vers le bas le long de la chicane jusqu'au fond de la chambre D, d'où. elles sont évacuées par un tuyau de vidange F 2, relié à la ohambre D.
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La vapeur après être entré en contact avec la chicane D 1 s'écoule par les bords latéraux de la structure de cette chicane et se rend à la chambre de sortie de vapeur E et au tuyau de sortie E 2. Toute humidité séparée de la vapeur après que celle-oi ait passé ha chicane D 1 est évacuée par un tuyau de vidange F 3, relié au fond de la chambre E à c3- té du tuyau de sortie de vapeur E 2.
Les nervures faisant saillie sur chaque plaque formant une chicane, assurent une grande surface de contact avec le courant de vapeur et soumettent la vapeur à une épuration qui augmente à mesure que la vapeur se dirige vers les passages latéraux, ce qui aide grandement à séparer les impuretés. Le système de vidange de l'épurateur comprend les tuyaux F 1,
F 2 et F 3 reliés à un réservoir aommun se présentant sous la forme d'un purgeur H à vapeur à haute pression pourvu d'un dispositif automatique de décharge. Des robinets d'arrêt G 1, G 2 et G 3 sont placés respectivement sur les tuyaux F 1, F 2 et F 3.
Comme c'est représenté, le purgeur à vapeur H comprend un corps sphérique H 1 et un chapeau H 2 fixé sur le corps par des boulons H 3. Le chapeau est formé par une chambre centrale H 4 contenant une soupape pilote J. Une plaque de fermeture H 5 obture le haut de la chambre H 4. L'extrémité inférieure de la chambre est fermée par un bouchon conique K présentant un passage central K 1 et une chambre annulaire
K 2 reliée d'un côté à un conduit K 3 ménagée dans le chapeau et débouchant à l'air libre. Un passage K 4 fait communiquer la chambre H 4 avec la chambre annulaire K 2.
La soupape J comprend un corps cylindrique prolongé à sa partie intérieure par une partie conique J 1 disposée de manière à fermer l'extrémité supérieure du passage K 4. Dans la chambre principale du purgeur est disposé un flotteur en aluminium L fixé à un levier L 3 pivotant sur une chaise
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suspendue L 1 et muni d'un contrepoids L 2. Un bras M est re- lié de manière pivotante l'un des o8tés du levier L 3 et muni à sa partie supérieure d'une partie conique M 1 et d'une tige cylindrique M 2. Comme on le voit à la fig. 5, la partie conique M 1 est disposée de manière à fermer l'extrémité in- férieure du passage K 1 et le sommet de la tige M 2 est ar- rangé de manière à toucher l'extrémité inférieure de la sou- pape J.
Un tuyau N relie l'extrémité supérieure de la chambre à soupape H 4 à la partie supérieure de la chambre 0 d'une soupape motrice. Un piston 0 1 est mobile verticalement dans la chambre 0 et disposée de manière à décoller de son siège une soupape de décharge P contre l'aotion d'un ressort à 1 placé dans le corps du robinet à soupape P 2. Ce corps est relié à la partie inférieure de la chambre du purgeur par un raccord P 3, Avec le purgeur à vapeur décrit ci-dessus, le flotteur L se soulève et s'abaisse suivant le niveau du li- quide dans la chambre de purge.
Lorsque le niveau du liquide s'élève, le flotteur se déplace de façon à ouvrir le passage k 1, et à fermer le passage K 4, permettant ainsi à la vapeur rassemblée à la partie supérieure de la chambre de purge d'a- gir sur le piston 0 1, ce qui ouvre la soupape p et décharge le,contenu de la chambre de purge dans le tuyau de décharge p 4.
Lorsque le niveau du liquide dams la chambre de purge s'abaisse, le flotteur L se déplace de manière à obturer le passage K 1, à ouvrir le passage K 4, permettant à toute va- peur contenue dans la chambre H 4 et dans le tuyau N de s'é- chapper à l'air libre par le tuyau K 3, La pression diminuant au-dessus du piston L 1, la soupape est refermée automatique- ment par l'action du liquide qui sort et par le ressort p 1,
Quoique étant parfaitement adaptes à l'usage qu'on en fait, la forme spécifique et le mode de construction du purgeur repré- senté ne font pas partie de la présente invention.
Dans la construction représentée, les tuyaux de vidange
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F 2 et F 3 sont bouchés par le liquide dans la chambre de purge, ce qui est nécessaire car la pression de la vapeur dans les chambres D et E de l'épurateur est moindre que la pression dans la chambre C et si les tuyaux F 2 et F 3 n'é- taient pas bouchez, le liquide descendant dans ces tuyaux se- rait refoule dans l'épurateur par la pression de la vapeur venant de la chambre de l'épurateur dans laquelle règne la plus grande pression, et qui s'est rassemblée dans la chambre du purgeur. L'obturation des tuyaux de vidange procure une charge d'eau dans ces tuyaux suffisante pour vaincre la diffé- rence de pression de vapeur des divers compartiments. Il n'est pas nécessaire que le tuyau p 1 soit obturé mais cepen- dant ce peut être avantageux dans certains cas.
Un tuyau d'é- galisation de pression F 4 relie la partie supérieure de la chambre du purgeur à la chambre E de l'épurateur afin d'y é- quilibrer les pressions.
Dans la variante représentée à la fig. 3, le dispositif de vidange oorend également un réservoir commun Q à tous les tuyaux de vidange. Le réservoir 0. est relié à son extré- mité supérieure et au moyen d'un tuyau Q 1 avec un purgeur à haute pression du type représenté aux figs, 1 et 5. Cet arran- gement d'un réservoir commun et d'un purgeur assure le même résultat qui est d'empêcher les liquides et solides séparés d'avec la vapeur d'être entraînés à nouveau.
La fig. 4 montre que le réservoir commun peut être sup- primé et les tuyaux F 2 et F 3 être munis de robinets d'arrêt R disposés à leur partie inférieure afin d'empêcher tout re- flux des produits séparés. Dans ce mode de construction, tous les tuyaux se vidangent dans un purgeur à haute pression.
On a représenté à la fig. 6 une variante suivant laquel- le sur le corps cylindrique à eau et à vapeur d'une chaudière est monté un épurateur B du type représenté aux figs. 1 et 2 et qui lui est relié par un tuyau de sortie de vapeur A 1.
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La vapeur traverse l'épurateur de la manière décrite précédem- ment et s'échappe par le tuyau de sortie de vapeur E 2. Dans ce dispositif, les tuyaux de vidange F 1 .F 2, F 3, sont dirigés vers le bas et pénètrent dans le corps cylindrique A où ils sont obturés par l'eau qui y est contenue, la fig, 7 représente encore une autre variante qui est spécialement appropriée aux installations de chaudière à hau- te pression dans lesquelles on désire équiper la chaudière aveo un épurateur de vapeur. Dans les installations à haute pression de ce type, le prix d'un épurateur extérieur est très élevé et'le présent dispositif combine l'épurateur avec le corps cylindrique à eau et à vapeur de la chaudière, rédui- sant ainsi le coût total de l'appareil.
Comme on le voit à la fig, 7, le corps cylindrique 3 de la chaudière est prolongé axialement et muni d'une fausse tête S 1 pour les sections occupées dans le corps par l'eau et la vapeur. Le prolonge- ment du corps cylindrique est pourvu d'un appareil d'épura- tion de vapeur du type représenté aux Fige, 1 et 2 et oompre- nant la chicane 0 1, la cloison C 5 à laquelle est relié le tuyau C 7 et la chicane principale D 1, La vapeur est condui- te dans la partie formant l'épurateur par un tuyaa de vapeur S 2 situé au-dessus du niveau de l'eau dans le corps oylin- drique et relié à une ouverture dans la fausse tête S 1.
Après avoir traversé réparateur, la vapeur s'échappe par le tuyaa E 2 dans le surchauffeur ou autre appareil désiré.
Les tuyaux de vidange F 1, F 2 et F 3 des chambres de l'épu- rateur sont disposés comme décrit précédemment et ils éva- cuent l'humidité ou autres impuretés contenues dans la vapeur dans un réservoir commun dans lequel les tuyaux sont obturés, comme on le voit aux figs. 1, 3 et 4.
L'invention est remarquable par la simplicité de l'appa- reil et par son efficacité et sa sûreté de fonctionnement.
Au moyen de l'appareil décrit, on a obtenu une séparation A
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pratiquement parfaite de l'humidité et des particules solides d'avec la vapeur, la vapeur s'échappant par le tuyau de sortie étant sensiblement sèche. L'arrangement des tuyaux de vidange assure une vidange très efficace de l'épurateur tandis que l'obturation des tuyaux et l'emploi de robinets d'arrêt garan- tissent que les produits séparés sont effectivement déposés. -
Naturellement l'invention n'est pas limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple ; de nombreuses modifications peuvent être ap- portées à la forme de l'appareil sans sortir du domaine de la présente invention.
REVENDICATIONS
1 .- un épurateur de vapeur caractérisé par la combinai- son aveo un épurateur comprenant une série de plusieurs cham- bres reliées entre elles, et des moyens pour y faire passer un courant de vapeur ; de. moyens pour vidanger séparément chacune des dites chambres.