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"Perfectionnements aux purgeurs d'eau de condensation et aux appareils destinés à régler ou à maintenirl'arrivée d'eau ou d'un autre fluide"
La présente invention a pour objet des perfection- nements aux purgeurs d'eau de condensation de vapeur, aux appareils destinésà régler ou à maintenir l'arrivée d'eau ou d'un autre fluide, et à d'autres appareils utilisant le mouvement d'un flotteur pour ouvrir et fermer une soupape.
Le but principal de l'invention est de fournir certaines constructions nouvelles de soupapes actionnées par flotteur, et en général, d'améliorer la construction et le fonctionne- ment de purgeurs d'eau de condensation et d'autres appareils.
La soupape conforme à l'invention est du type à bille, dans lequel la bille elle-même constitue l'organe qui,
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par son mouvement par rapport à un siège de soupape, ouvre et ferme le passage du fluide à travers le siège.
Suivant l'invention, la soupape à bille comporte un organe mobile relié directement au flotteur, e-t un organe fixe, un de ces deux organes disposés de préférence coaxia- lêment, étant pourvu d'une ou de plusieurs billes coopérant avec autant de sièges appropriés afin de commander l'écoule- ment du fluide, la coopération de ces billes avec leur siège étant indépendante de tout mouvement d'oscillation du flotteur.
L'invention fournit plusieurs formes de construc- tion de soupapes à-bille définies ci-dessus, ainsi que des constructions perfectionnées de purgeurs d'eau de condensa- tion et d'autres appareils comportant des soupapes actionnées par flotteur.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple certai- nes formes de réalisation de l'invention. Sur ce dessin:
Fig. 1 est une coupe d'un purgeur d'eau de condensa- tion suivant l'invention.
Fig. 2 est, à échelle plus grande, une coupe de la soupape représentée sur la Fig. 1.
Fig. 3 est une vue en plan de la même-soupape.
Fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 2 et
Fig. 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la Fig. 2.
Fig. 6 est une coupe semblable à celle suivant la Fig. 2, montrant une forme modifiée d'une soupape à bille.
Fig. 7 est une élévation de c6té du support de bille représenté sur la Fig. 6.
Fig. 8 est:une coupe montrant une forme de construc-
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tion d'une soupape à bille actionnée par flotteur et suscep- tible de commander un purgeur d'eau de condensation ou l'ar- rivée d'eau ou d'un autre liquide dans un réservoir ou une citerne.
Fig. 9 est une coupe partielle d'un réservoir ou d'une citerne montrant une autre forme de réalisation d'une soupape à bille.
Fig. 10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la Fig. 9.
Fig. 11 est une coupe d'un purgeur d'eau de conden- sation suivant l'invention.
Fig. 12 est une coupe montrant une réalisation ap- propriée d'un support ou d'une cage réglable pour la bille de la soupape.
Le dispositif représenté sur la Fig. 1 comporte un flotteur a, de forme et de construction appropriées, de préférence métallique. Au fond de ce flotteur se dresse un tube b faisant corps avec le flotteur ou fixé à celui-ci rigidement ou de façon amovible. A son extrémité libre ce tube porte une soupape dent la construction sera décrite ci-après. A l'intérieur du tube b se trouve un autre tube e fait également de toute matière appropriée, à l'une des extrémités duquel est fixé le siège de la soupape, présen- tant au centre une ouverture de dimensions appropriées; le tube e est disposé de façon que la soupape du tube solidaire du flotteur puisse découvrir ou obturer l'ouverture centrale.
Entre le tube intérieur e et le tube b solidaire du flot- teur est ménagé un espace annulaire. Cette disposition cons- titue un siphon utilisé pour l'évacuation du liquide. Le
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poids du flotteur a qui dans ce cas est toujours rempli ,d'eau, est équilibré par un r e s s o r t g ou par un autre dispositif approprié. On y arrive en réglant des écrous d fixant le tube extérieur 12 au flotteur a, ou en soulevant ou abaissant le tube central e, ou d'une autre façon, comme ce sera expliqué ci-après.
L'ensemble décrit du flot- teur, des tubes et de la soupape est disposé de façon appro- priée dans une chambre de vapeur étanche h qui peut être faite d'un tube de matière appropriée fermé aux deux éxtré- mités par des brides i serrées l'une vers l'autre et contre les extrémités du tube Il par des boulons k. avec interposi- tion de joints. Le tube intérieur e portant le siège de la soupape est solidaire de la bride inférieure de la cham- bre de vapeur étanche et constitue l'ouverture d'évacuation m.
L'ouverture d'admission 1 de la chambre de vapeur est formée dans la bride supérieure 1. Il est utile d'insérer dans cette ouverture d'admission un tube central t plus petit qui permet à l'air de s'échapper librement du dispo- sitif.
La soupape à bille qui est la partie principale de la présente invention, est représentée en coupe, à échelle plus grande, sur la fig. 2. Sur cette figure, 20 désigne la bille obturatrice, 21 un chapeau ou couvercle, 22 le sup- port de la bille, et b est le tube extérieur taraudé à son extrémité supérieure pour recevoir le chapeau 21 et le support 22. On voit que le tube b et les organes 21 et 22 constituent la cage renfermant la bille 20. 23 est le siège -de la soupape, 23' l'orifice d'évacuation ménagé dans le
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siège 23, et e est le tube intérieur décrit précédemment.
La fig. 3 montre en plan le chapeau 21. Fig. 4 est une coupe montrant en plan le support 22. On voit sur cette figure que le support 22 présente au centre un trou carré qui permet de visser le support 22 dans le tube b, et a une forme ap- propriée pour permettre à l'eau ou à un autre liquide de s'écouler autour de la bille 20, lorsque celle-ci repose sur le support 22. La Fig. 5 est une coupe montrant en plan le siège de soupape 23. La bride sur le siège 23 est de forme hexagonale de sorte qu'elle permet de visser le siège 23 dans le tube e., et constitue en même temps un dispositif de guidage qui maintient le siège 23 au centre du tube e. Elle forme en même temps un passage pour l'eau et un écran empêchant la poussière d'atteindre la soupape 20.
La fig. 6 montre en coupe une forme modifiée de la soupape à bille. 20 est la bille obturatrice, 24 la cage qui, dans ce cas, est faite d'une seule pièce et est vissée dans le tube b. La fig.. Test une vue en élévation de la cage 24, et montre plus clairement la façon dont la bille 20 est fixée et retenue dans la cage. Dans la cage 24 est formé un trou 25 légèrement plus large que la bille 20, la matière entourant ce trou étant, à son extrémité inférieu- re, d'épaisseur réduite, et cette partie amincie présente des fentes 26. Cette partie amincie est refermée après que la bille 20 a été mise en place comme représenté.
La cage étant fermée, les fentes 86'forment des passages permettant à l'eau de contourner la bille.
La présente invention n'est pas limitée aux pur- geurs d'eau de condensation; elle est également applicable
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à d'autres appareils utilisant une soupape actionnée par flotteur, par exemple pour maintenir constant le niveau d'eau dans un réservoir,une citerne ou une chaudière.
La Fig. 8 montre en¯coupe une forme de construction d'une soupape actionnée par flotteur et destinée à être employée dans des appareils du genre mentionné. Sur la Fig. 8, 20 est la bille obturatrice, 27 est le support de la bille 20, présentant au centre un trou carré ou de toute autre forme appropriée, et 28 est le siège de soupape. Le siège 28 et le support 27 sont convenablement vissés ou autre- ment fixés dans le tube e, et ce tubee forme, avec les or- ganes 28 et 27, la cage renfermant la bille 20. Le tube e est fixé de façon appropriée au réservoir, à la citerne, ou au corps du purgeur d'eau de condensation recevant l'eau ou l'autre liquide, et sert à amener l'eau dans le dispositif. 29 est un chapeau vissé ou autrement fixé au tube extérieur b qui est relié au flotteur a comme déjà décrit.
Le chapeau présente une partie en saillie 30, dont la longueur et le diamètre sont tels qu'elle puisse s'introduire dans l'orifice 31 et appuyer sur la bille 20.
Le diamètre de la partie en saillie 30 est inférieur à celui de l'orifice 31, de sorte qu'il se forme un passage annu- laire pour l'eau ou autre liquide. Le poids du flotteur a attaché au tube b, et celui des organes b et 29 sont proportionnés de façon que la bille 20 soit soulevée de son siège 27 contre la pression de l'eau d'alimentation ou de la vapeur, régnant, suivant le cas, dqns le tube e, lorsque l'eau ou l'autre liquide dans le réservoir est à un niveau bas et ne supporte pas le flotteur. A mesure que le niveau de l'eau ou de l'autre liquide dàns'le réservoir
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s'élève, il soulève le flotteur a auquel sont fixés les organes b et.29, ce qui diminue la pression exercée sur la bille 20 et permet à celle-ci d'être appliquée sur son siège'27 par la pression du liquide d'alimentation.
La fig. 9 montre uhe autre forme de réalisation d'une soupape actionnée par,flotteur et susceptible de régler l'admission d'eau ou d'un autre liquide dans un ré- servoir ou une citerne 32; Fig. 10 montre le même dispositif en coupe horizontale. 33 sont des billes coopérant avec des sièges 34 formés de façon appropriée dans une enveloppe ou cage multiple 35 faite de matière appropriée. Cette cage
35 est enfermée dans un boitier 36, le joint entre 35 et
36 étant légèrement conique, et ces joints sont étroitement serrés au moyen d'une partie filetée 37 formée à la base de 35, et sur laquelle est vissé un écrou de serrage des- tiné à serrer les joints. Le boitier 36 fait partie du tube 38 qui est convenablement fixé au réservoir ou à la citerne 32.
Les billes 33 sont soulevées de leurs sièges
34 au moyen d'un plongeur conique 39, fixé directement au flotteur a par l'intermédiaire d'une tige 40. Il faut prévoir un dispositif qui empêcherait le plongeur 39 de quitter les guides si le niveau de l'eau ou autre liquide dans le réservoir tombait très bas, ou si le liquide était complètement évacué; on utilise dans ce but l'écrou 41 que l'on visse sur une tige 40 vissée dans le plongueur 39, et cet écrou maintient en position une plaque 42. La pla- que 42 vient en contact avec une partie en saillie 43, lors- que le flotteur est à son niveau le plus bas. Parfois il peut être utile d'intercaler un ressort 44 entre les piè- ces 42 et 35, mais ce n'est pas toujours nécessaire.
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La fig. 11 montre l'application d'une soupape à bille actionnée par flotteur, comme représentée sur la Fig. 8, à un purgeur d'eau de condensation. La vapeur et l'eau de condensation entrent par l'ouverture d'admission 45 pour atteindre la chambre 46 en passant par la soupape à bille. L'eau de condensation s'accumule dans la chambre 46, et lorsque le poids du flotteur rempli d'eau est équilibré, l'eau soulève ce flotteur jusqu'à ce que la
29 partie en saillie 30 du chapeau/ne soulève plus la bille
20 de son siège 28. Lorsque le flotteur a est soulevé jusqu'à ce niveau, l'admission de vapeur et d'eau de condensation dans la chambre 46 est coupée.
Afin d'éva- cuer alors l'eau de condensation et de maintenir l'appa- reil en fonctionnement constant, on prévoit un dispositif d'évacuation à siphon, qui se compose des tubes exté- rieur et intérieur 47 et 48, l'extrémité supérieure du tube intérieur se trouvant juste en-dessous du niveau d'eau nécessaire pour soulever le flotteur suffisamment pour provoquer la fermeture de la soupape. Dès que la soupape est fermée, le siphon 47, 48 entre-en action, l'eau de condensation est évacuée, le flotteur a retombe, et la pièce 30 appuie de nouveau sur la bille 20 pour la sou- lever de son siège 28. L'eau de condensation commence donc à s'accumuler de nouveau dans la chambre 46 et sera évacuée de nouveau, lorsqu'elle atteint le niveau de l'ex- trémité supérieure du tube intérieur 48.
49 est une ouverture d'admission d'air facilitant l'évacuation de l'eau au moyen du siphon, et commandée par une soupape à bille.
¯Dans - Dans des purgeurs d'eau de condensation il est dé-
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sirable de prévoir un dispositif permettant de soulever et d'abaisser le flotteur, afin de pouvoir souffler le purgeur. L'invention fournit un dispositif qui permet de le faire aisément et qui résiste à la pression interne régnant dans la chambre de vapeur. La fig. 11 montre une forme de réalisation de cette partie de l'invention. Le dispositif comporte une légère tige 50 traversant une botte de bourrage ou un, presse-étoupe 51 convenablement fi- xé dans la chambre 46. La partie intérieure de cette boite présente un évidement légèrement plus large que celui qui livre passage à la tige 50, de sorte qu'il se forme un épaulement 52 qui sert de siège à la bille 53.
A l'inté- rieur de l'évidement inférieur de la boite 51 se trouve un piston plongeur 54, coulissant librement dans l'évide- ment et s'appuyant sur le chapeau 29 ou sur une autre partie appropriée du flotteur. La tige de commande ,50 est susceptible d'être actionnée par un levier à main 55 articulé à une console 56, ou de toute autre façon appro- priée. On voit qu'en actionnant le levier 55 on peut faire descendre le flotteur pour souffler le purgeur.
S'il est nécessaire de soulever le flotteur pour souf- fler le purgeur, comme, par exemple, dans le cas des sou- papes à bille représentées sur les Figs. 1, 2, 6 et 12 du dessin annexé, le dispositif de soufflage peut être si- tué à la base de la chambre et construit de façon à soule- ver le flotteur.
La bille 53 et son siège 52 assurent une fermeture étanche du dispositif de soufflage.
Lorsque la soupape à bille suivant la présente in- vention fait partie d'un purgeur d'eau de condensation com-
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portant les deux tubes coaxiaux b et ± précédemment décrits, il est désirable de prévoir un dispositif permettant d'ajus- ter la position relative de la b,ille 20 et du siège de la soupape, afin d'assurer le fonctionnement le plus effi- cace du dispositif. On peut y arriver de plusieurs manières différentes, par exemple en rendant les deux tubes % et e ou l'un d'eux ajustables respectivement dans le flotteur et dans la chambre, au moyen d'une soupape à bille de cons- truction spéciale, représentée sur la fig. 12. Dans cette construction, la bille 20 est retenue dans un tube 57 vissé dans l'extrémité supérieure du tube ± et maintenu au moyen de l'écrou 58.
L'évidement intérieur du tube 57 est taraudé pour recevoir une tige filetée 59 qui peut se visser plus ou moins profondément dans le tube 57, en formant ainsi une butée réglable qui limite le soulèvement de la bille.
On obtient ainsi le même résultat que par un ajustement relatif des tubes b et e.
Parmi les nombreux avantages qu'offre la présente invention, on peut citer celui que la soupape est, dans la plupart des cas, rendue étanche par un joint hydraulique, qu'elle est réglable de façon à pouvoir compenser les va- riations de pression et l'usure du siège, enfin, que le fonc- tionnement de la soupape à bille est toujours indépendant de tout mouvement d'oscillation du flotteur auquel l'organe mobile est relié directement, -sans intervention de leviers quelconques.
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