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"Dispositif d'indication et de réglage du niveau de l'eau ,dans les chaudires à vapeur et autres appareils du même @
L'invention est relative à un dispositif d'indication et de réglage du niveau de l'eau dans des chaudières à vapeur ou autres appareils. Ce dispositif est actionné par un flottes et sa particularité essentielle consiste en ce Que ce dernier agit sur un tube flexible qui est disposé dans la chaudière, rendu étanche à la pression qui règne à l'intérieur de la dite chaudière, et encastré à une de ses extrémités dans la paroi de cette chaudière.
De cette manière la force résultant des
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mouvements de montée et de descente du flotteur provoque un changement de position du tube, qui est transmis à tra- vers la paroi de la chaudière, à un dispositif indicateur qui se trouve en dehors de cette chaudière, ou à l'organe réglant l'arrivée d'eau d'alimentation, au moyen d'une pièce intermédiaire, par exemple une barre métallique ou autre organe similaire relié au tube flexible.
La disposition peut être telle que, sous l'action qu'exerce le flotteur sur l'extrémité libre du tube flexible, ce dernier subisse une torsion ou une flexion.
En plus du flotteur de commande proprement dit, on prévoit ancore avantageusement un flotteur équilibreur ou compensateur relié au premier par un fléau de balance à deux bras, monté de manière à pouvoir osciller, l'effet des modifications du poids spécifique de l'eau aux différen- tes pressions étant ainsi supprimé par ce flotteur équili- breur.
Si on se sertde l'appareil non comme indicateur, mais comme régulateur du niveau de l'eau, la transmission du. mouvement de rotation de la barre métallique reliée au. tuce de torsion dans la chaudière à vapeur ou son équivalent, l'organe de réglage de l'arrivée d'eau d'alimentation est assurée de préférence par une bande d'acier ou l'équiva- lent, qui agit sur un second tube de torsion, dont la tor- sion est finalement transmise à l'organe de réglage de l'alimentation par une barre métallique, ou l'équivalent. qui est reliée à ce tube.
La description qui va suivre, en regard du dessin. annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
Les fig. 1 et 2 montrent en coupe transversale et coupe longitudinale un indicateur de niveau d'eau placé dans le
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collecteur supérieur de la chaudière à vapeur.
Les fige 3 à 5 en montrent des détails.
La fig, 6 montre en coupe transversale un collecteur d'eau de chaudière muni d'un dispositif de réglage du ni- veau de l'eau.
Les fige 7,8 et 12 en montrent des détails.
La fig. 9 montre en coupe transversale une seconde forme d'exécution.
La fig. 10 montre, à plus grande échelle, le dispositif indicateur et son montage sur le collecteur.
La fig. 11 montre la disposition des flotteurs.
Dans le collecteur d'eau d'un générateur de vapeur est disposé un flotteur 2 qui est relié par un fléau de balance 4 (fig. 2) à un second flotteur 3. Ce fléau 4 qui présente une fente longitudinale 34 est emmanché sur le tube 6, et est fixé par des vis (fig. 5) sur l'extrémité intérieure libre de ce tube flexible 6 avec lequel est reliée, à cette extrémité par soudage ou l'équivalent, une barre de métal 7 (voir fig. 4), tandis que l'autre extrémité de ce tube 6 est encastrée.
Comme on le voit à la fige 3, à cette extrémité est relié par soudage, ou de toute autre manière analogue, un bouchon 8 qui est pressé, de façon à assurer une fermeture hermétique, par un écrou à chapeau 9 avec contre.écrou contre un tube protecteur 10 enfoncé dans la paroi du collecteur 1 et entourant le tube 6 ainsi que la tige 7. Sur l'extrémité du tube 6 en saillie hors de l'écrou à chapeau. 9, est fixée, à l'aide d'une vis de réglage 12, l'enveloppe d'un dispositif indicateur 11. La fixation est telle que cette enveloppe puisse être pivotée par rapport au tube 6 et être assujettie sur ce tube dans la position désirée au moyen de la vis 12.
La tige 7 passe dans le tube 6 et en sort pour pénétrer dans l'enveloppe de l'indicateur 11 où elle est reliée à l'aiguille de ce dernier par une transmission appropriée permettant
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d'augmenter l'écart angulaire, par exemple dans le rapport de 1 à 16. Les flotteurs 2, 3 sont de préférence entourés chacun d'une boîte ou enveloppe 13,14 pour stabiliser le niveau de l'eau, autour des flotteurs. Le flotteur 3 sert compenser ou à équilibrer le flotteur de commande 2 et déplace la même quantité d'eau que ce dernier. Le rapport des bras de levier du fléau 4 placé entre les deux flotteurs 2, 3 est de préférence de l'ordre de 2 à 1, de sorte que le flotteur de commande 2 est immergé à mi-hauteur.
Le flotteur compensa- teur 3 est d'une façon permanente au-dessous de la surface de l'eau. Grâce à cet équilibrage, l'action des variations du poids spécifique de l'eau aux différentes pressions est supprimée. Pour régler avec précision la position des flotteurs 2, 3 sur le fléau de balance 4, on se sert des vis de réglage 15 (fig. 2). L'indicateur de niveau d'eau peut être disposé soit transversalement dans le collecteur, soit longitudinale- ment.
Aux niveaux maximum et minimum de l'eau, le flotteur de commande 2 ne peut plus plonger dans l'eau jusqu'en son milieu, par suite de la force antagoniste de torsion du tube 6, il en résulte donc une erreur d'indication. Elle est toutefois si minime, qu'on peut la considérer comme pratiquement né- gligeable.
Le fonctionnement cle l'indicateur de niveau d'eau selon l'invention est le suivant: lorsque le niveau monte ou baisse dans le collecteur 1, le flotteur de commande 2 se soulève ou s'abaisse également tandis que le flotteur compensateur 3 se déplace en sens inverse. Dans ces mouvements de montée et de descente du flotteur 2, le tube 6 encastré à une extrémité est sousmis à une torsion sous l'action du fléau 4 et par ce mouvement de torsion, la tige 7 reliée au tube et établie de préférence en acier trempé, est mise en rotation.
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Ce dernier mouvement est ensuite transmis à l'aiguille du dispositif indicateur 11 avec un rapport de transmission approprie de l' ordre de 1 à 16 par exemple.
Dans la forme d'exécution montrée aux fig. 6 à 8 et 12 la tige 7 est reliée en dehors de l'extrémité du tube de torsion 6 faisant saillie hors du collecteur 1, à une douille 16 sur laquelle un ruban d'acier 19 est fixé par un collet 17 et une vis 18. Ce ruban entraîne un second tube de torsion 20 qui est établi de la même manière que le premier, c'est- à-dire qu'il est fixé à une extrémité àla boîte 21 du robinet de réglage d'eau d'alimentation 22.
A l'extrémité libre du tube 20, à laquelle le ruban d'acier 19 est fixé, est reliée également une tige métallique 23 agissant par l'intermédiaire d'une coulisse 24 (fig.6 et 12) et d'une goupille 24 a, sur la valve 22 servant au réglage de l'arrivée de l'eau d'ali- mentation à la chaudière. 25 désigne la conduite d'arrivée et 26 la conduite de départ de cette valve. Lorsque le tube supérieur de torsion 6 est tordu, le tube inférieur de torsion 20 est également tordu sous l'action de la tige métallique 7 et du ruban métallique 19 et grâce à la tige 23 reliée à ce tube, le robinet de réglage 22 s'ouvre ou se ferme plus ou moins suivant le sens de torsion du tube supéri- eur 6.
Pour un régulateur de hiveau de l'eau, il est évidemment nécessaire d'établir le tube de torsion, ainsi que la tige qui lui est reliée, un peu plus résistants que pour un simple indicateur.
Sur la douille 16, on intercale entre le collet 17, auquel le ruban métallique 19 est fixé, et l'écrou à chapeau 9, un disque 27 en une matière appropriée, agissant à la manière d'un embrayage à friction, dont le couple résistant peut être réglé par un ressort à boudin 28 disposé sur la douille 16
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et par l'intermédiaire d'un écrou de réglage 29. A l'aide de ce dispositif, on réalise également le couple de rotation maximum admissible ce qui, en règle générale, n'est cependant pas nécessaire, pour déplacer le robinet de réglage 22 (comp- te tenu de la résistance de la boîte à étoupe de ce robinet, quand il y en a une, ce qui n'est pas le cas en l'espace du fait de l'utilisation du tube de torsion 20 et de la tige 23).
En outre, avec cette disposition, il est possible d'uti- liser le réservoir d'alimentation de la chaudière du niveau le plus bas jusqu'au niveau le plus élevé en cas de varia- tions de la charge. Si on admet, par exemple, que la chau- diére est alimentée jusqu'aux environs du niveau d'eau moyen, le robinet de réglage 22 ne s'ouvrira pas d'avantage tout d'abord, si un prélèvement de vapeur plus accentué vient à se produire. Ce n'est que losque le flotteur de commande 2 aura dépassé (en descendant) le couple résistant de l'embra- yage à friction 27, que le robinet de réglage 22 sera actionné et s'ouvrira d'une manière correspondant à l'abaissement du niveau de l'eau.
Lorsque le niveau d'eau le plus bas est atteint, le robinet de réglage 22 est alors complètement ouvert. L'alimentation de la chaudière est par suite l'en- forcée. Si le prélèvement de vapeur vient à diminuer, le robi- net de réglage 22 reste d'abord ouvert. Ce n'est que lorsque le niveau d'eau moyen est atteint que le robinet de réglage 22 se ferme du fait de l'ascension du niveau de l'eau, car le couple résistant de l'embrayage à friction 27 est alors dépassé en sens inverse. Lorsque le niveau d'eau maximum est atteint, le robinet de réglage 22 est complètement fermé.
Le robinet de réglage 22 est, de préférence établi sous la forme de piston-valve sans charge.
Le second tube de torsion 20 et la tige 23 remplacent, dans le mode de réalisation représenté, comme il été dit,
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la boîte à garniture ou boîte à étoupe dont est muni ordinaire. ment le robinet de réglage.
Dans la forme d'exécution montrée à titre d'exemple sur les figures 9 à 11, l'extrémité libre intérieure du tube flexible 6 est reliée au flotteur de commande 2, de telle manière que, dans le mouvement de montée et de descente de ce dernier, il se produise non plus une torsion, mais bien une flexion de ce tube. De même que dans la première forme d'exécution, donnée à titre d'exemple, ce tube est à cet effet encastré à. une de ses extrémités dans une tubulure 30 assujettie-dans la paroi du collecteur 1. A son autre extrémité il est relié, comme on vient de le dire, au flot- teur de commande 2. Au tube flexible 6 est reliée la tige métallique 7 qui passe par le tube 6 et fait saillie extéri- eurement pour agir, par l'intermédiaire d'une transmission à levier 31, sur l'index du dispositif indicateur 11.
Le fléau 4 réunissant les deux flotteurs 2, 3 est monté à pivot par son axe 32, sur un support 33 fixé au couvercle du collecteur 1. Lors du soulèvement et de l'abaissement du flotteur de commande 2 qui estrelié, corne dans le premier exemple de réalisation, au flotteur compensateur 3, le tube flexible 6 encastré à une extrémité, est recourbé vers le haut ou vers le bas à son extrémité libre, et la tige métallique y reliée fait tourner, par l'intermédiaire de la transmission à levier 31, l'aiguille du dispositif indicateur 11. Par une transmis- sion appropriée, on obtient un plus grand écart angulaire sur l'échelle de l'indicateur 11.
Il va de soi qu'il serait également possible de disposer le tube flexible 6, non plus horizontalement cornme dans l'exemple de réalisation montré aux fig. 9 à 11, mais verti- calement, de telle sorte que le dispositif indicateur se trouve
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alors au-dessus du collecteur contenant l'eau à vaporiser.
En outre, il est possible, dans ce cas, de placer le disposi- tif indicateur 11 plus bas que le collecteur 1. Dans ce cas, il suffirait d'avoir une liaison appropriée entre la tige métallique 7 du tube flexi'ble 6 et le dispositif indicateur 11.
L'avantage de la disposition suivant l'invention consiste avant tout en ce que, pour la tige ou arbre de transmission, il n'est pas nécessaire de placer une boîte à étoupe ou boîte à garniture dans la paroi du collecteur d'eau ou du réservoir, dont on veut connaître ou régler le niveau.