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Dispositif d'alimentation de chaudièreen particulier pour locomotives.
Dans les dispositifs d'alimentation de chaudière destinés en particulier aux locomotives,par exemple dans les injecteurs à vapeur d'échappement,on connait déjà des démarreurs automatiques, mais ces organes sont toutefois disposés dans les injecteurs à vapeur d'échappement mêmes,ce qui rend la construction de ceux-ci très compliquée et leur entretien difficile.
Ces inconvénients -se sont évités suivant la présente invention et l'on produit en ou- tre cet avantage que la vapeur d'échappement ne peut arriver à l'injecteur que lorsque ce dernier fonctionne déjà comme un in- becteur ordinaire,c'est à dire que l'injecteur à vapeur d'échappe- ment est d'abord mis en marche avec de l'eau froide avant que la vapeur d'échappement arrive,ce qui assure un départ certain meme aux températures extérieures élevées. D'autres nouveautés se rapportent à la construction particulière /de l'injecteur à vapeur d'échappement.
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Le dessin représente deux formes de réalisation.
La fig. 1 montre la disposition du démarreur et de l'injec- teur à vapeur d'échappement dans une locomotive.
La fig. 2 montre une coupe longitudinale dans le démarreur.
La fig. 3 est une croupe longitudinale dans l'injecteur a vapeur d' éch appement et
La fig. 4 une coupe par la fig. 3 suivant la ligne A-A.
La fig. 5 est une vue de côté de la seconde forme de réali- sation.
Ia fig. 6 est une vue de dessus de celle-ci.
La fig. 7 est une coupe longitudinale.
La fig. 8 est une coupe transversale par la ligne B-B de la fig. 5,après enlèvement des tuyères.
Du tuyau d'échappement 1 des cylindres à vapeur de la loco- motive part un tuyau de li&ison 2 qui conduit la vapeur d'échappe- ment au démarreur 3, et de celui-ci un tuyau 5 conduit à l'injec- teur à vapeur d'échappement 6,tandis que l'eau d'alimentation est introduite dans celui-ci par le tuyau de liaison 7 en venant de la chambre d'eau 8 du tender et que sa quantité peut être réglée au moyen de la poignée 9. L'eau d'alimentation s'écoule du tuyau 7 par une soupape 35 (fig. 4) dans une chambre 33 de l'injecteur 6 e' et se mélange à l'intérieur de la tuyère de mélange 32 a la vapeur d'échappement entrant par la tuyrede vapeur 31.
La soupape 35 fonctionne comme soupape de retenue et sa course peut être réglée au moyen d'une tige filetée 36 guidée dans le logement 34 et à l'aide de la poignée 9.De la tuyère 32,1'eau parvient avec aug- mentation de sa vitesse et de sa température dansune chambre 7,et- teint ici une température d'environ 50-70 C. et une pression de 3-5 atmosphères et s'écoule alors dans la partie supérieure de l'injecteur à vapeur d'échappement. Cette partie comprend la tuyère à vapeur vive 24 à laquelle la vapeur vive est amenée par la soupape de vapeur vive 10 et la conduite de vapeur vive 11,puis la tuyère de mélange 25 et la tuyère de refoulement 26.
La tuyère
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de mélange 25 e-e,-ére-ele-ee-3 est entourée de la chambre de trop-plein 4 27 qui est séparée par la soupape automa-
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tique de trop-plein 28 du tube de trop-plein 13. L'eau de trop plein parvient par le tube de trop-plein 13 dans la conduite de retour 14 du tender. Cette dernière passe avantageusement à travers la chambre d'eau du .tender de façon que la chaleur de 'l'eau de trop-Plein soit cédée à l'eau du tender et que l'eau de trop-plein reflue à la partie supérieure dans la chambre d'eau du tender. Au-dessus de la tuyère de refoulement 26 est disposée une soupape de refoulement 29 qui fonctionne comme soupape de re- tenue et séparele tuyau d'alimentation 12 de la chambre de refou- lement 30.
Le démarreur 5 est relié d'une part par une mince conduite de vapeur 15 à la chambre de vapeur de la boite du tiroir ou au tuyau d'admission de vappur,et d'autre part par une seconde condui te mince 16 à la conduite de vapeur vive 11.
Le démarreur 3 comporte (fig. 2) deux logements identiques 17 et 17a dans lesquels se tr@uve chaque fois une soupape 18 et 18a appliquée contre un siège 19 et 19a. Dans ces logements se trouvent des cylindres 20 et 20a auxquels aboutissent les tuyaux
15 et 16 mentionnés plus haut. Le cylindre 20 est donc relié au tuyau d'admission de vapeur ou à la chambre d'admission de la boite de tiroir,et le cylindre 20a est relié à la conduite de va peur vive 11,mais peut aussi à la place de cette liaison,être en communication avec la chambre de refoulement 30 de l'injecteur.
Dans les cylindres sont disposés des pistons 21 et 21a par les- quels les soupapes 18,18a sont ouvertes tandis qu'elles sont ha- bituellement maintenues fermées par des ressorts de compression
22,22a montés sur les tiges de soupapes.
L'injecteur fonctionne comme suit :
Comme la conduite de retour 14 débouche à la partie supérieu re au-dessus du niveau de l'eau dans le tender,le logement de l'injecteur à vapeur d'échappement est constamment rempli,au moyen du tube de liaison 7,d'eau froide qui remplit également le tube de vapeur d'écbappement 5 jusqu'au démarreur 3. Lorsque la locomotive circule sans vapeur ou est immobile et doit être alime mentée, on ouvre simplement la soupape de v/apeur vive 10, après
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quoi il se produit dans l'injecteur à vapeur d'échappement une pression qui ferme la sou pape d'eau 35 et ouvre la soupape de trop-plein 28. La vapeur vive refoule donc l'eau de la chambre de trop-Plein 27 par le tube de trop-plein 13 et la conduite de retour 43 14 de nouveau dans le tender.
Il se produit ainsi un certain vide d'air de sorte que de l'eau froide arrive par la soupape d'eau 35. L'injecteur démarre et fonctionne comme injec- teur simple. Dans la conduite de vapeur vive 11 il règne alors à peu prés la pleine pression de la chaudière de sorte que dans le démarreur la soupape 18a est ouverte. Comme il n'y a encore aucune pression dans les cylindres ou dans le tuyaud'admission de vapeur, la soupape 18 reste fermée et le démarreur 3 coupe la communication entre le tuyau d'échappement 1 et l'injecteur à vapeur d'échappement 6. Il ne peut donc pas s'écouler d'air vers l'injecteur.
Si la locomotive fonctionne avec de la vapeur et si l'on veut faire l'alimentation,l'injeeteur à vapeur d'échappement est de nouveau mis en fonctionnement par une seule manoeuvre au moyen de la soupape 10 à vapeur vive. La soupape 18 du démarreur est alors ouverte par la pression de vapeur dans la boite de tiroir ou dans le tuyau d'admission de vapeur et la soupape 18a par la pression dans la conduite de vapeur vive 11,et la vapeur d'échappement peut arriver dans la partie inférieure de l'injecteur à vapeur d'échap- pement par la tuyère à vapeur d'échappement 31 et elle se mélan- ge à l'eau d'alimentation froide, de sorte que l'eau parvient for- tement réchauffée dans la partie supérieure de l'injecteur.
Lors du fonctionnement avec de la vapeur d'échappement,l'eau d'alimen- tation parvient dans la chambre 37 non seul ement avec un fort ré- chauffage mais aussi,par suite de la tuyère de pression 32,avec une pression considérable de sorte que la soupape de vapeur vive 10 doit être fortement étranglée après la mise en marche.
La disposition des soupapes 18,18a est telle que la vapeur d'échappement subit dans celle-ci de forts changements de direc- tion,de sorte que l'huile,l'eau,les saleté;s,etc,se séparent dans
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la partie inférieure du logement 17,17a et peuvent s'écouler par des robinets 23 et 23a;dans des robinets on peut disposer égale- ment des dispositifs automatiques pour purger l'eau.
La disposition décrite du tube de jaseur 13 et de la condui- te de retour 14 présente trois avantages : a) la quantité d'eau de trop-plein se perdant jusqu'à présent est économisée et on récupère les quantités de chaleur se perdant actuellement en même temps que l'eau de trop-plein.
Ceci est surtout important lorsque l'injecteur fonctionne de façon incertaine. b) La soupape à eau 35 peut être toujours ouverte avec une course réglée en conséquence, ce qui est une grande facilité pour le personnel de la locomotive,vu que seule la soupape de vapeur vive 10 doit être actionnée. c) Dans le tube 13,14 il reste toujours une colonne d'eau qui ferme la soupape de trop-Plein 28 et charge celle-ci de sorte qu' il peut régner dans la chambre de trop-plein 27 une pression plus grande que la pression atmosphérique.
Par conséquent,l'eau d'ali- mentation peut recevoir dans la tuyère de mélange 25 une tempéra- ture notablement plus élevée que dans les injecteurs ordinaires de sorte qu'il est possible au moyen de la vapeur d'échappement de réchauffer l'eau d'alimentation à une température plus élevée d'autant plus que l'eau d'alimentation parvient dans la chambre 37 avec une pression considérable.
Le fonctionnement du tube de trop-plein 14 est indépendant de la construction spéciale de l'injecteur à vapeurd'échappement, il peut donc par exemple être employé aussi dans les injecteurs ordinaires.
La forme de réalisation décrite',d'un injecteur à vapeur d'échappement permet de façon simple de rassembler plusieurs injecteurs de ce genre,comme le montrent les figures 5-8.
Sur les locomotives,l'emploi de deux dispositifs d'alimentation indépendants l'un de l'autre dont l'un est utilisé régulièrement tandis que l'autrene sert de réserve pour/remplacer le premier
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en cas de non fonctionnement est rendu obligatoire par la loi.
Chacun des dispositifs d'alimentation doit par lui-me pouvoir fournir la quantité d'eau d'alimentation nécessaire. Le disposi- tif d'alimentation de réserve fonctionne exclusivement avec de la vapeur vive,c'est à dire peu économiquement,et comme il est utili- sé exceptionne'lement,il est rarement en ordre de marche et gèg/e facilement. Suivant la présente invention,au moins deux injec- teurs indépendants sont réunis de telle façon qu',ils peuvent être utilisés à volonté séparément ou en nombre quelconque.
Lorsqu'on emploie par exemple trois injecteurs a,b,c l'un à côté de l'autre et que ces injecteurs sont éta lis pour des débits différents,on obtient sept conditions différentes de travail (savoir : a,b,c,a b,a c,b c,a b c) et des possibilités de réglage en concordance avec les débits de la chaudière à chaque instant. les lois sur les chaudières sont complètement satisfaites lorsque ces injecteurs ont des dimensions telles que deux d'entre eux ensemble peuvent fournir la pleine consommation d'eau d'alimentation de la chaudière car dans le cas du non-fonctionnement d'un injecteur les deux autres suffisent toujours pour la pleine alimentation de la chaudière.
Par suite de la réunion des injecteurs,il est également possi- ble d'une manière simple de faire fonctionner tous les injecteurs avec de la vapeurd'écbappement c'est à dire économiquement .On augmente en même temps de ce fait la sécurité de fonctionnement, vu que tors les injecteurs sont toujours de fonctionnement sûrpar suite de leur emploi continuel et ne gèlent pas, vu que l'ensemble du logement est toujours chaud par suite du non fonctionnement d'au moins un injecteur et que l'eau est en mouvement.
Dans un logement 41 sont disposés l'un à côté de l'autre et indépendamment l'un de l'autre trois injecteurs à vapeur vive 42 de débit différent (fig. 7) dans des chambres 43-45 (fig. 8) et en- dessous trois injecteurs à vapeur d'échappement 46 dans des cham- bres 47-49. Là vapeur vive sort de la chaudière non pas par une soupape de vapeur vive 10*et une conduite 11 comme à la fig. 1,mais
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par trois soupapes de vapeur vive indépendantes et trois condui- tes pour aboutir dans les injecteurs à vapeur vive 42,tandis que l'eau d'alimentation est amenée aux injecteurs à vapeur d'échappe- ment 46 en venant du tender,comme à la fig. 1, par le tube de liai son 7.
Dans ce dernier se trouve un robinet 35 qui peut être déplacé par le volant à main 9 (comme à la fig. 1) de sorte que de cette manière la quantité d'eau d'alimentation à fournir peut être réglée.
Dans les tuyères 31 de l'injecteur à vapeur d'échappement, on a disposé chaque fois une tige 50 pourvue d'un pas de vis qui présente du côté de la tuyère une configuration en forme de cône
51 (poire),de sorte que par une rotationde la tige 50 la section libre de la tuyère vapeur d'échappement 31 peut être modifiée et de ce fait la quantité de vapeur d'échappement peut être réglée
La conduite de vapeur d'échappement 6 allant de la machine à vapeur de la locomotive au dispositif d'alimentation est élargie devant le logement d'injecteur 41 et dans cette partie élargie
52 sont placés côte à côte trois dispositifs automatiques d'ad- mission de vapeur d'échappement.
Chacun de ceux-ci comprend un cylindre à vapeur 53 avec piston de vapeur 54,la soupape 55 avec ressort de compression 56 et plateau à ressort 57 et la tubulure d'amenée de vapeur 58. La liaison entre la soupape 55 et le platen à ressort 57 est sphérique,de sorte que la soupape s'applique par- tout uniformément sur le siège de soupape.
Les trois tubulures d'amenée de vapeur 58 sont toutes réunies par trois conduites,de sorte que lorsque de la vapeur vive est amenée à l'un des injec- teurs par les conduites,le dispositif correspondant d'admission de vapeur d'échappement s'ouvre et la vapeur d'échappement peut alors entrer dans l'injecteur correspondant à vapeur d'échappement es tubulures d'amenée de vapeur 58 pourraient toutefois aussi re être en communication avec les différentes chambres de foulement
59 des injecteurs à vapeur vive.
Chaque injecteur à vapeur vive possède de la manière usuelle une soupape de retenue 60 qui conduit à une chambre collectrice commune 61 pour l'eau d'alimentation d'oû l'eau est refoulée par le tuyau 12 dans la chaudière. Chaque injecteur à vapeur vive
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possède en outre de la manière usuelle une soupape de trop plein 62 par laquelle l'eau de trop-plein revient dans une chambre de trop-plein 63 et de là par le tuyau 13 et la conduite de retour 14 de préférence dans le tender.
Le démarreur suivant la fig. 2 est ici fait en deux parties séparées. La partie antérieure 17-22 actionnée par la vapeur de la machine est restée dans la conduite de vapeur d'échappement 2 et n'est par conséquent pas représentée spécialement.La partie postérieure 17a-22a est au contraire triplée en concordance avec le nombre des injecteurs et disposée directement devant ceux-ci ou elle est désignée par les chiffres de référence 53-58.
En prin- cipe le démarreur suivant la fig. 2 est toutefois restée sans changement;il va de soi que le démarreur peut également etre réalisé de telle façon que la partie antérieure 17-22 actionnée par la vapeur de la machine reste sans changement et qu'immédiate- ment après celle-ci se rapporde la partie postérieure 53-58 en concordance avec le nombre des injecteurs, par exemple trois. D'ici part vers chaque injecteur une conduite spéciale de vapeur d'écha pement 5. Dans cette forme de réalisation,tout le démarreur est donc séparé du logement d'injecteur. le fonctionnement est analogue à celui décrit à propos des fg. 1-4.
La vapeur d'échappement s'écoule constamment lorsque la machine fonctionne,à travers la première partie du démarreur jusqu'au dispositif d'alimentation et on laisse,en concordance avec la puissance de la locomotive,au moyen des trois soupapes à main 10,la vapeur vive arriver aux injecteurs par une, deux ou trois conduites de vapeur vive.
Suivant le nombre des conduites de vapeur vive qui sont ouvertes les soupapes d'admission corres- pendantes 55 s'ouvrent également et admettent la vapeur d'échappe- ment aux injecteurs en fonctionnement à cet instant,de sorte que l'eau d'alimentation est refoulée dans la chaudière . la caractéristique de la présente invention n'est pas modi- fiée lorsqu'on monte l'un à côté de l'autre ce qu'on appelle des injecteurs compound à vapeur d'échappement età vapeur vive,dans lesquels la vapeur vive est d'abord mélangée à la vapeur d'échapio
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pement et ce mélange de vapeurs est ensuite amené en contact avec l'eau d'alimentation.
L'étranglement de la vapeur d' échappement dans la tuyère à vapeur d'échappement 31 peut aussi se faire automatiquement par le fait que par exemple la tige 50 est actionnée dans le sens longi- tudinal par un thermostat,ou bien les tiges 50 peuvent aussi être actionnées du haut,du poste du mécanicien,par des poignées spécia- les.
L'invention n'est en principe pas modifiée par le fait que dans la forme de réalisation des fig. 5-8 chaque injecteur reçoit un tuyau d'alimentation spécial 12 ou bien ,une conduite de retour spéciale 13. L'eau fraîche pourrait également être amenée à chaque injecteur par des conduites spéciales.
REVENDICATIONS.
1) Dispositif d'alimentation de chaudières en particulier pour les locomotives,comportant un injecteur à vapeur d'échappement avec démarreur,caractérisé en ce que le démarreur (3) possède deux organes d'arrêt (18,18a ou 55) dont l'un est actionné directement par la vapeur de la machine et le second (18a) directement par la conduite de vapeur vive (11) ou par la chambre de refoulement de l'injecteur à vapeur d'échappement (6).