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INDICATEUR DE NIVEAU PARTIUULIEREMENT APPROPRIE AUX CHAUDIERES A HAUTE PRESSION.
Le brevet principal est relatif à un indicateur de niveau comportant un certain nombre d'éléments chauffants répartis à diverses hauteurs à l'extérieur d'une paroi dont la face interne est en contact avec le liquide dont on veut mesurer le niveau, et avec sa vapeur, des organes pyrométriques étant influencés par la différence d'action de ce chauffage selon que l'élément de paroi sur lequel agit un élément chauffant déterminé est baigné ou non de liquide.
Le présent brevet d'addition vise particulièrement le cas où l'appareil est appliqué sur des récipients à
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température très variable (pressionde vapeur saturée) par exemple sur une chaudière à vapeut dont il faut signaler le niveau aussi bien à l'arrêt que pendant la montée de pression jusqu'au taux admissible.
La différence de température produite par l'action des éléments chauffants, d'une part sur la partie baignée de la paroi, et d'autre part sur la partie hors d'eau, bien que largement suffisante pour influencer la combinai- son pyrométrique, n'est guère supérieure à celle qui se produit du fait d'une mise en pression. En effet, lorsque la pression passe de 1 à 16 kgs par cm2, la température de la vapeur saturée passe de 1200 à 197 . Or, pour pré- ciser, et à titre d'exemple, on peut dire qu'à faible pression un élément de l'appareil indicateur de niveau aura 1500 ou 2500 selon qu'il est baigné ou non de liquide, tandis qu'à 15 kg.il aura 250 ou 350 , selon qu'il est baigné ou non.
Il s'ensuit que l'influence sur la combinaison pyro- métrique est la même, soit qu'elle provienne d'un élément baigné par l'eau, d'une chaudière sous pression de 15 kgs, soit qu'elle provienne d'un élément hors d'eau d'une chau- dière sous pression de 1 kg. Pour cette raison,conformément à la présente invention, la combinaison pyrométrique est influencée non seulement par un élément chauffé, mais aussi par un élément compensateur (chauffé ou,non) dont la ' température dépend de celle du liquide, mais ne dépend pas du niveau ou en dépend peu.
Un autre perfectionnement, qui peut être utilisé en combinaison avec le précédent, consiste ,dans le cas où l'on emploie un courant alternatif de chauffage, à mettre le conducteur de résistivité variable, destiné à produire le chauffage, en contact immédiat avec la paroi à chauffer (éventuellement même par soudure). Ce conducteur est con-
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neoté avec le secondaire d'un transformateur dont le pri- maire, convenablement alimenté, est éventuellement aussi en rapport avec l'organe pyrométrique.
Divers modes d'exécution de dispositifs qui font 1' objet de la présente invention ont été décrits ci-dessous à titre d'exemple et représentés aux dessins annexés dans lesquels:
La fig. 1 montre une coupe schématique d'un premier
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mode d'exécutionp
La fig. 2 est un schéma des connexions électriques convenant à cet appareil.
La fig. 3 est un échéma électrique d'un montage ap- pliqué à. un appareil ayant une forme générale analogue à celle indiquée à la figure 3 du brevet principal.
La fig. 4 montre à titre d'exemple le mode de fixation de l'une des résistances d'équilibrage.
La fig. 5 est une élèvation montrant une variante d'un des éléments de chauffage.
La fig. 6 est un schéma des connexions électriques convenant pour le cas de la fig.5.
La figo7 est une coupe transversale relative à une autre varianteo
La figo8 est une élèvation montrant encore une autre variante.
En fig. 1, 1 désigne le tuyau relié en 2 & 3 à la chaudière. A l'intérieur du tuyau 1 sont soudés à diverses hauteurs les tubes borgnes 4..4n qui sont ou non baignée de liquide suivant la hauteur du niveau de celui-ci.
Chaque tube 4, formé d'un métal de résistivité variable avec la température constitue lui-même son propre conduc- teur de chauffage. A cet effet, il est intercalé sur le trajet d'un conducteur 5 dont une extrémité 5a forme tringle rigide pénétrart jusqu'au fond du tube 4 dont elle
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est séparée par une matière isolante susceptible, comme l'amiante, de supporter une température élevée,
Le conducteur 6 s'enroule sur le circuit magnétique 6 d'un transformateur t dont il forme le secondaire.
Le primaire @ 7 du transformateur t est relié à l'in- dicateur pyrométrique 8 (fig.2) constitué par exemple par une lampe.
Il est clair que les variations de résistivité de cha- que conducteur 5 se traduisent par des variations propor- ticnnelles de la résistance apparente de chaque primaire 7 ; les indications pyrométriques 6 seront donc influeri- cées de manière semblable.
Sur les circuits 5, en série avec les tubes 4 sont
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11q, "a2&,tL montés en-++ des insistances de compensation 9(fig.2).
Les circuits 6 (ou l'on a.figuré schématiquement le tube 4,fig.2) ainsi que les résistances' de compensation 9 reçoivent leur courant de chauffage par les conducteurs Il & 12, venant d'une 'source de courant à très bas voltage, par exemple le secondaire d'un transformateur T.
On voit (fig.2) que chaque transformateur t,t'..t est alimenté par le courant d'un circuit 5 (m spires) et par le courant d'une résistance 9 agissant en sens inverse (p spires).
On comprend qu'une quelconque 8 des lampes sera éteinte si les grandeurs des résistances correspondantes .
4 & 9 sont entre elles dans le rapport m en effet, dans cecas l'action sur le transformateur t p de l'enroulement m annule exactement celle de p. Au contraire, cette lampe s'allumera lorsque le rapport résistance 4 s'écartera de résistance 9 cette valeur m ce qui est le cas lorsque la résistance 4 (c'est-à-direcelle du tube 4) diminuera-du fait de son refroidissement causé par l'arrivée de l'eau autour de lui.
Par contre, si on a eu soin de placer les résistances
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compensatrices 9,9'...9"' dans une région où la tempé- rature est peu influencée par les variations de hauteur du liquide, par exemple au voisinage du tube gros et épais, 1, l'allumage ou l'extinction des lampes 8 ne sera pas influencé sensiblement par les variations de pression de la chaudières .
Ainsi quon l'a expliqué, en fig 3, on a montré une application de l'un des perfectionnements conformes à la présente invention à un appareil tel qu'il a été décrit au brevet principalo
4,4'...4" sont des résistances électriques, en métal de conductibilité variable avec la température, assurant le chauffage par l'extérieur, d'éléments de paroi qui sont baignés de liquide ou on, selon la hauteur du niveau du liquide.Par exemple, la résistance 4 sera enroulée sur les tubes 13 qui relient les deux branches verticales la,lb, communiquant avec la chaudière par les tuyaux 2 & 3. D'autre part, 9,9'..9" sont les résistances électriques compensa- trioes jouant le rôle d'éléments compensateurs, en même métal,
disposées près d'une paroi dont la température est moins influencée par les variations de hauteur du liquide, par exemple enroulées autour des branches verticales la, 1b. En effet, ces deux branches sont plus grossee et plus épaisses que les tubes 13, et les enroulements 9 leur fournissent en proportion moins de chaleur, donc leur tem- pérature est moins influencée par la hauteur du liquide que celle des tubes 13.
Uhaque résistance 9 est en série avec une des résis- tances 4 et le courant de chauffage leur arrive par deux conducteurs Il & 12 11 étant connecté à une des extré- mités de chacune des résistances 4, et 12 à une des extré- mités de chacune des résistances 9.
Pour montrer un exemple de combinaison pyrométrique, chaque point de connexion, de 4 avec 9 est relié à un
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conducteur 14, dit d'équilibre, par l'intermédiaire d'une lampe électrique s,s'... (ces trois conducteurs 11,12,14 sont reliés à une souree convenable de courant à trois fils, par exemple au secondaire d'un transformateur T présentant m spires entre 11 & 14, et p spires entre 14 & 12).
On comprend qu'une quelconque 8 des lampes sera éteinte si les grandeurs des résistances correspondantes 4 & 9 sont entre elles dans le rapport m en effet dans ce cas, il y a équilibre et cette lampe n'est parcourue par aucun courant. Au contraire, cette lampe s'allumera lorsque le rapport résistance 4 s'écartera de cette valeur m ,ce résistance 9 p qui est le cas lorsque la résistance 4 diminue du fait de son refroidissement causé par l'arrivée de l'eau dans le tube 13 autour duquel cette résistance est enroulée. Par contre une même variation de température de 4 & 9 (due à une variation de pression de la chaudière, le niveau du liquide étant supposé invariable), n'aura pas d'influence sensible sur ce rapport.
En conséquence, l'allumage ou l'extinction des lampes 9 dépend du niveau du liquide et signale ce niveau, indépendamment des variations de pres- sion de la chaudière.
Le schéma électrique indiqué fig. 3 pour le chauffage et pour l'action pyrométrique est donné seulement à titre d'exemple. On peut en imaginer beaucoup d'autres.
Les résistances 9 peuvent être appliquées, convenable- ment isolées, contre une paroi métallique queconque, bai- gnée de liquide chaud, quel que soit le niveau,paroi conve- nablement choisie, par exemple sur la chaudière, ou encore @ contre la partie supérieure de l'appareil, en 16a, 15b, qui n'est jamais baignée, ou bien à la partie inférieure, en 16a, 16b qui est toujours baignée d'eau.
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Toutefois, il suffit souvent de placer ces résis- tances 9 dans une enceinte accolée à l'appareil lui- même, enceinte dont la température est très influencée par celle du liquide chaud, et peu influencée par les variations du niveauo
Les résistances 9 peuvent être disposées comme le montre la figure 4, sur une pièce 17 conductrice de la chaleurfixée sur le corps, pièce présentant une par- tis réglable pour faciliter le règlege de l'appareil.
Sur la figo4 par exemple,, on modifiera sa longueur en déplaçant les écrous 18.
En figure 5, qui montre un élément de chauffage,le conducteur métallique 4 est soudé au-tube 13 qui peut être l'un de ceux qui sont ainsi désignés en fig.3 par exemple.Le conducteur 4, en forme d'anneau, est cons- tttué de$un métal à résistivité électrique variable avec la température ; 11 entoure l'armature magnétique 6 d'un transformateur dont il constitue le secondaire et dont l'enroulement 7 est le primaire. Les autres éléments de l'appareil sont constitués de même et les primaires 7 sont connectés par exemple,comme il est indiqué en figure 6, c'est-à-dire comme les éléments 4,4' le sont en fig.3.
Le fonctionnement se comprend de soi-même: en effet conformément aux propriétés connues des transformateurs, les variations de résistivité de chaque conducteur 4 se traduisent par des variations proportionnelles de la ré- sistance apparente de chaque primaire 7; les indicateurs pyrométriques sont donc influencés d'une manière semblable.
Le conducteur 4 peut présenter au voisinage du tube 13 une portion de plus grande résistance électrique (par exemple une portion 4a de section moindre) où se localise donc surtout l'action calorifique du courant.
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La fig*7 est une variante dans laquelle l'anneau 4 ¯ est incomplet et est soudé en deux points au tube 13 dont une portion sert ainsi de conducteur.
La fig.S est une autre variante où le secondaire 4 est un anneau serré sur le tube 13, qui participe au ci.rouît magnétique formé par l'armature 6. Le primaire 7 est disposé par exemple autour de 4. L'action pyrométrique du dispositif peut être accrue du fait que les propriétés magnétiques du métal du tube 13 fer ou acier, varient avec la température .
Il est à remarquer que l'énergie électrique mise en oeuvre au moyen de ces dispositifs pourrait être avec avan- tage, utilisée à l'une des deux ou aux deux fins suivantes.
Elle pourrait actionner un signal phonique indiquant les extrémités de course du niveau, ou encore actionner un dispositif réglant automatiquement l'alimentation de la chaudière.
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