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"PHOCED ET DISPOSITIF DE REGULATION AUTOMATIQUE POUR EVAPORATEURS A CIRCULATION RAPIDE COMPOSES DE PLUSIERS
CORPS DISPOSES EN SERIE "
Jusque présent, la régulation de l'écoulement de liquides soumis à l'évaporation dans des évaporateurs des types les plus différents avait lieu à l'aide d'un dispo- sitif agissant sous la dépendance d'un niveau déterminé sur une soupape,soit d'arrivée ,soit de départ. On a déjà proposé de tels dispositifs en grand nombre, mais tous présentent l'inconvénient de n'offrir aucune sécurité de fonctionnement.
La raison de ce manque de sécurité ne réside pas tellement dans la construction proprement dite de ces appareils, mais bien plutôt dans le fait qu'on ne peut pas compter dans les évaporateurs et surtout dans les
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évaporateurs à circulation rapide sur un niveau déterminé du liquide,parce que celui-ci se trouve en permanence animé d'un mouvement à grande vitesse. On peut voir ainsi combien il est vain de s'efforcer de développer de tels dispositifs de régulation, alors qu'il n'est pas possible de réaliser une condition cependant indispensable,c'est-à- dire une surface de niveau normale bien déterminée dans les corps des évaporateurs.
La présente invention est fondée sur les remarques précédentes et base le nouveau procédé de régulation qui en fait l'objet sur un tout autre principe. Ce nouveau procédé consiste en ce que l'écoulement du liquide hors du dernier corps du système est réglé sous la dépendance de l'arrivée du liquide frais dans le premier corps, de telle sorte que,si cette adduction diminue,l'écoulement hors du dernier corps diminue en même temps ,la partie du.'liquide retenue dans le dernier corps revenant avec le liquide frais d'adduction dans le premier corps du système, en maintenant constamment la même vitesse d'écoulement dans le dernier corps.
Du fait que dans ce dispositif de ce nouveau procédé de régulation, on admet toujours la même vitesse pour le liquide en circulation dans les divers corps,pour une quantité totale constante du liquide circulant dans l'ensem- ble du système on rend,impossible toute dénaturation par surchauffage du liquide épaissie cette dénaturation se pro- duirait nécessairement si l'on'maintenait le liquide en quantité constante par simple étranglement de l'écoulement, avec diminution de la vitesse de circulation.
Pour permettre la mise en oeuvre de ce nouveau procédé de régulation, on prévoit selon l'invention un dis- positif dans lequel la soupape d'écoulement est contrôlée par
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un flotteur établi de telle sorte qu'il règle d'après la hauteur du niveau de liquide frais d'adduction dans un réservoir duquel ce liquide s'écoule dans le premier corps du système d'évaporation, en partie directement, en partie après l'obtention d'un certain niveau ,maintenant constante la surface maxima,alors que,la canalisation qui permet l'écoulement simultané de ces deux parties du liquide frais, sert également à faire écouler la fraction du liquide déjà soumis à l'évaporation qui ne peut pas passer par la soupape d'évacuation, fermée entièrement ou en partie;
pour cette fraction du liquide ,on ménage dans le même réservoir une chambre qui lui est propre, et dans le fond de laquelle se trouve la soupape soumise au réglage.
Au commencement du remplissage de tous les corps de l'évaporateur, la soupape de fermeture se trouverait ouverte, dès le commencement du remplissage du premier coups,par l'ascension du niveau du liquide d'adduction dans le réservoir régulateur; par conséquent, la vapeur du liquide à évaporer se dégagerait dans les évaporateurs sui- vants on dans une autre station lointaine, cette ouverture prématurée de la soupape de fermeture est empêchée ,selon une autre forme de développement de l'invention,du fait que, dans la partie du réservoir de régulation, qui est réservée au liquide d'adduction,se trouve un second flot- teur agissant également sur la soupape de fermeture, de sorte que celle-ci ne peut être mise en action au moment du remplissage de l'évaporateur que lorsque le remplissage normal de tous ses corps est accompli et que de ce fait,
l'écoulement normal du liquide évaporé est également obtenu.
Pour l'obtention du réglage nécessaire ,ce dispo- sitif de régulation est établi de telle sorte que le système équilibré de soupape et de flotteur ,ou du flotteur,est suspendu dans le réservoir à l'aide d'une suspension
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réglable verticalement de l'extérieur,une ouverture de visibilité permettant de suivre l'écoulement des deux liquides dans la canalisation qui conduit au premier corps du système d'évaporation.
Pour permettre de mieux comprendre le procédé de régulation selon l'invention ainsi que le dispositif servant à la mise en oeuvre de ce procédé,on décrira ci-après,à titre d' exemple seulement, un évaporateur de sirops pour fabriques de sucre,-employant le procédé et les dispositifs selon l'invention; cette description sera faite en référence au dessin annexé dans lequel:
La figure 1 montre schématiquement un système d'évaporateur à deux corps réunis, avec régulateur.
La figure 3 représente,également de manière schématique,le régulateur proprement dit, dans lequel on fait usage de deux f lotteurs.
Pour prouver la possibilité d'utilisation de l'invention dans tous les cas ,on a représenté sur la fi- gure 1 des corps A et B qui sont chacun d'un type diffé- rent. Le régulateur 0 qui est employé pour ces deux corps se compose d'un réservoir 1 qui est divisé à la partie basse, par les deux cloisons 2 et 3, en trois chambres ouvrant vers le haut dans le même espace. La paroi 2 ne s'étend pas jusqu'au fond du réservoir, mais ménage entre son bord inférieur et le fond du réservoir 1 un espace 4 par lequel le liquide frais ,arrivant dans la première chambre du réservoir 1 par un conduit 5 muni d'un robinet peut passer dans la chambre centrale voisine. Le liquide s'écoule de cette chambre par le conduit 6 vers les robinets 7 et 8,par lesquels ce liquide peut être admis dans les divers corps de l'évapora- teur.
Pour un fonctionnement normal ,le robinet 8 est
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fermé, de sorte que le liquide ne peut s'écouler que par le robinet 7 vers la partie inférieure du corps A. Le liquide ,porté à l'ébullition dans les tubes du corps A, est mû vers le haut et s écoule, comme indiqué par les flèches, vers la partie supérieure du corps; de là , il s'écoule par le tube central 12, du fait que celui-ci est isolé thermiquement; il traverse en effet le tube 19 ou- vert à la base. Le tube 12 conduit aux robinets 15 et 18, dont l'un 15 est normalement fermé, de sorte que le liquide s'écoule par le robinet 18 vers la partie infé- rieure de l'autre corps, dans lequel il est soumis à une nouvelle cuite ; il s'écoule ensuite par le conduit 10 pour parvenir, par le robinet 13 du conduit 9 dans la troisième chambre du réservoir 1.
La prolongation 11 du conduit 12,après le robinet 15,est également reliée au conduit 9 par le robinet 14 et les robinets mentionnés 7, 8, 13, 14, 15 et 18 servent à mettre hors de fonctionnement l'un quel- conque des corps A et B, lorsque cela est nécessaire.
Le liquide épaissi ,par exemple du sirop, se ras- semble dans la troisième chambre du réservoir 1 et est conduit par le robinet 16 et le tuyau 17 vers le prochain évaporateur ou vers une autre station.
Dans l'espace supérieur commun du réservoir 1, un fléau 21 est articulé sur le dispotif de suspension 20.Ce dispositif de suspension 20 est réglable de l'ex- térieur, par le mécanisme à vis 22 ,à différentes hauteurs.
L'une des extrémités du levier 21 porte le flotteur 3 baignant dans le liquide frais de la première chambre,et la tige de traction 24 à double articulation est suspen- due à ce levier; cette tige est fixée, à l'autre extrémité, à la soupape 16.La seconde extrémité du levier 21 est munie du contrepoids d'équilibrage 25.
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Afin que la pression dans le réservoir 1 soit égale à celle qui règne' dans l'espace supérieur des corps A et B,ce réservoir 1 est relié à ces corps A et B par le conduit 26. En outre ,le réservoir 1 est muni .d'une ouverture de visibilité 27 qui permet l'observation de l'écoulement des liquides frais et épaissi et de ce fait le réglage de la hauteur du système de suspension 20, de sorte que la course correspondante de la soupape 16 peut être convenablement réglée.
Le fonctionnement de l'ensemble du dispositif est le suivant:
Lorsque le liquide uitte la ch. bre avant du réservoir 1 et commence à circuler à travers les corps A et B jusqu'à la troisième chambre du réservoir 1, la régulation normale se produit ,du fait que le complément du liquide frais,qui ne peut pas passer par l'espace 4 au dessous de la paroi 3,s'accumule dans cette chambre avant et soulève le flotteur 23. Si cette adduction est assez considérable pou que ce complément de liquide frais augmente constamment, ce liquide commence à déborder par dessus la paroi 3 dans la chambre médiane, et parvient alors par le conduit 6 dans le corps A. Par l'ascension du flotteur, la soupape 16 s'ouvre , et le sirop épaissi peut s'écouler vers le prochain évaporateur.
Si,par contre l'adduction dans la première chambre diminue ,le sirop cesse de déborder par dessus la paroi 2 et le flotteur s'abaisse, de sorte que la soupape 16 se fermet A ce moment, le sirop déjà épaissi monte dans la troisième chambre,jusqu'à déborder au dessus de la paroi 3 dans la chambre centrale; ce sirop épaissi retourne alors en même temps que le sirop frais, par le tuyau 6,dans le premier corps A, et ce fonctionnement a lien jusqu'à ce que
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l'adduction normale de liquide frais ait lieu à nouveau.
Du fait que, comme déjà mentionné, une ouverture prématurée de la soupape 16 se produirait avec ce dispo- sitif au commencement du travail, ce qui produirait un dégagement de vapeur dans l'évaporateur suivant ou dans une autre station, on emploie avec avantage le dispositif décrit en référence à la figure 2.
A la différence du dispositif précédemment décrit, le système de suspension 20 comporte un second levier 28, qui est muni d'un flotteur baignant dans le sirop déjà épaissi de la troisième chambre. Le levier 28 est relié par le maillon 30 avec le premier levier 21; la tige 24 de la soupape 16 est fixée à ce maillon 30. Les autres parties constitutives restent les mêmes que précé- demment, et portent les mêmes chiffres de référence.
Le dispositif fonctionne de la façon suivante:
Si l'on commence à remplir l'évaporateur, la première chambre se remplit bien de sirop frais, mais le flotteur 23 ne s'él/ève pas, car la poussée hydrostatique exercée sur ce flotteur ne peut pas vaincre la pesanteur du flotteur 29 non encore immergé. Ce n'est que lorsque le sirop traverse l'évaporateur, et que le sirop déjà épaissi se rassemble dans la troisième chambre, que le flotteur 29 commence à s élever et ouvre la soupape 16,si l'adduc- tion de liquide frais ne se modifie pas.
Si, par contre, la quantité de liquide frais dimi- nue, le flotteur 23 s'abaisse, et le flotteur 29 ne suf- fit pas à lui tout seul à maintenir ouverte la soupape 16, de sorte que celle-ci se ferme à nouveau; la régulation normale se produit donc comme dans le dispositif de régula- tion simple indiqué plus haut.
Avec le dispositif selon l'invention, on peut
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obtenir un fonctionnement correct même avec des évaporateurs de dimension trop grandes où, par suite d'un adduction trop réduite en liquide frais, il n'était pas possible jusqu'à présent de colleater une quantité suffisante de liquide mû dans les tubes par l'ébullition; en effet,cet inconvénient/est/évité par la circulation suffisamment forcée du sirop.
En outre, on peut facilement mettre l'un des deux corps hors de fonctionnement, comme il est représenté par la figure 1, d'où résulte clairement qu'une disposition analogue pourrait être établie pour un nombre de corps supérieur à deux .