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Régulateur de niveau du liquide dans des appareils à alimentation par pompe ou autre
L'invention a pour objet un dispositif régulateur d'alimentation, c'est-à-dire permettant de régler le dé- bit de l'organe d'alimentation (pompe, injecteur, etc...) en fonction du débit de l'appareil alimenté (réchauffeur, condenseur, bouilleur, etc...) quel que soit le régime de pression régnant dans ce dernier, au moyen des variations qui peuvent se produire sur le niveau du liquide dans l'ap- pareil alimenté, et de maintenir ce niveau sensiblement constant.
Il est connu d'obtenir le maintien du niveau constant dans un appareil au moyen d'un organe régulateur dont les mouvements sont fonction du niveau du liquide dans l'appa- reil alimenté, ce régulateur mettant en communication la conduite de refoulement et la conduite d'amenée d'eau de l'organe d'alimentation.
L'invention a pour objet une disposition particulière de ce genre, qui consiste essentiellement à disposer sur
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le refoulement de la pompe ou autre organe dtalimentation un organe régulateur de débit, dont les mouvements sont fonction du niveau du liquide dans l'appareil et qui, lorsque le niveau du liquide dans l'appareil tend à s'éle- ver, provoque simultanément une réduction de section de la conduite de refoulement vers i'appareil considéré d'une part et la mise en communication du refoulement avec l'as- piration de la pompe ou la conduite d'amenée d'eau de l'or- gane d'alimentation d'autre part, en créant ainsi un pas- sage vers l'aspiration à travers une ouverture ayant de préférence une section en rapport convenable avec la section de l'ouverture laissée libre sur le refoulement,
toute la quantité d'eau refoulée par l'organe d'alimenta- tion pouvant éventuellement être renvoyée à sa conduite d'amenée d'eau.
Cette disposition présente l'avantage de ne pas aug- menter la pression dans la conduite de refoulement et d'une façon plus générale de ne pas modifier les condi- tions de travail de la pompe ou autre organe d'alimenta- tion, comme c'est le cas avec certains appareils connus dans lesquels l'organe régulateur est actionné sous l'effet d'une surpression obtenue en étranglant la con- duite de refoulement ;
elle présente aussi l'avantage de fonctionner efficacement quelle que soit la pression régnant dans l'appareil dans lequel il s'agit de mainte- nir constant le niveau, du liquide, quelle que soit la position du réservoir dans lequel l'organe d'alimentation prélève l'eau nécessaire (même si ce réservoir était à un niveau égal ou supérieur à celui dudit appareil) et quel que soit l'excédent du débit de l'organe d'alimenta- tion par rapport au. débit normal de l'appareil, lequel peut être par exemple un réchauffeur. Enfin, la disposi.;
. tion ci-dessus permet de réduire les déplacements de
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l'organe régulateur et de diminuer la section de la con- duite de dérivation entre le refoulement et l'aspiration de la pompe ou conduite d'amenée d'eau à l'organe d'ali- mentation.
Le dessin annexé montre, à titre d'exemple, diverses formes de réalisation de l'invention, ainsi que l'applica- tion particulière de cette dernière à des réchauffeurs d'eau d'alimentation pour chaudières.
Dans ce dessin: la figure 1 est une vue schématique d'une installa- tion de réchauffage d'eau d'alimentation; la figure 3 montre en coupe longitudinale le dispo- sitif régulateur; la figure 5 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2; la figure 3a contre en coupe le flotteur situé à fauche du dispositif de la figure 3; la figure 4 est une vue en élévation d'une rondelle entretoise) et la figure 5 montre une variante de la figure 1.
L'installation représentée à la figure 1, uniquement à titre d'exemple, comprend un réchauffeur 1, par exemple un réchauffeur par mélange d'un type connu, recevant de la vapeur de chauffage par une buse 2 et de l'eau froide provenant d'une bâche ou tender 3 par un tuyau 4, une pompe à eau froide 5 et un tuyau de refoulement 6, 6a.
La pompe à eau froide peut être du type alternatif, cen- trifuge ou autre.
L'eau réchauffée est reprise par un tuyau 7 à l'ai- de d'une pompe à eau chaude 8 et refoulée par le tube 9 et la soupape de retenue 10 dans la chaudière. Dans l'exemple représenté, les pompes 5 et 8 sont du type alternatif et sont montées en tandem sur la tiga du piston
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d'un cylindre à vapeur 11. La pompe 5 peut avoir une cylin- drée plus grande que la pompe .11- ou égale à cette dernière.
L'installation qui vient d'être décrite n'est donnée que pour fixer les idées, l'invention pouvant s'appliquer à l'alimentation d'un appareil quelconque dans lequel il s'agit de maintenir constant le niveau du liquide refoulé par la pompe 5.
Suivant l'invention, on intercale sur le tuyau de re- foulement 6, 6a de la pompe 5 un organe régulateur 12, dont les mouvements sont fonction du niveau de l'eau ré- gnant dans l'appareil et provoquant simultanément une ré- duction de section de la conduite de refoulement 6a vers l'appareil 1 et la mise en communication de la con- duite de refoulement 6 avec la conduite d'aspiration, grâce à une dérivation 13.
L'organe régulateur 12 peut être commandé de toute autre façon appropriée. Les figures 2 et 3 montrent, à titre d'exemple, un appareil commandé par un flotteur.
Suivant ce mode de réalisation de l'invention, l'organe régulateur 12 est constitué par un tiroir distributeur, mobile à l'intérieur d'un carter 15, dans lequel débouche à la partie médiane la conduite de refoulement 6 venant de la pompe et, de part et d'autre de celle-ci, la con- duite de refoulement 6a allant à l'appareil 1 et la dériva- tion 15 vers l'aspiration de la pompe. Ces conduites dé- bouchent dans des chambres annulaires 16-17-18, respec- tivement, en communication par des lumières 20-19-21 avec l'alésage central 22 dans lequel coulisse le tiroir 12 . Celui-ci présente une partie centrale de diamètre réduit 23 et deux parties extrêmes 24, 25, coulissant contre la paroi de l'alésage 22 et comportant des gorges circulaires 26-27 destinées à,assurer l'étanchéité.
Le tiroir 12 est percé de part en part d'un canal 28
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mettant en communication la chambre inférieure 29 avec la chambre supérieure 30, de façon à assurer l'équilibrage parfait du tiroir. L'alésage 28 est traversé par une biel- le 31 articulée en 32 sur le tiroir 12 et en 33 sur l'extrémité en forme de fourchette d'un levier coudé 34 (figure 3). Ce levier est claveté sur un axe 35 traversant un bossage 36 du carter. A l'autre extrémité de cet axe est claveté un levier coudé 37 traversant une ouverture 38 de la paroi de l'appareil 1, ce levier étant fixé à son extrémité au flotteur 14.
Le fonctionnement est le suivant; Si le niveau dans le réchauffeur se maintient à la hauteur désirée, le tiroir 12 occupe la position de la figure 2 et le liquide refoulé par la pompe passe de la conduite 6 dans la cham- bre annulaire 16, puis par les lumières 80, l'alésage 22, les lumières 19 et la chambre annulaire 17, dans la conduite de refoulement 6a Si le niveau du liquide tend à s'élever dans l'appareil 1 au-delà du niveau nor- mal, le flotteur 14 se soulève et, par l'intermédiaire du levier 37, de l'axe 35, du levier 34 et de la bielle 31, abaisse le tiroir 12. La partie cylindrique 24 vient obturer progressivement les lumières 19 et, simultané- ment,là partie cylindrique 25 vient démasquer les lumiè- res 21.
Il en résulte une réduction de section de l'ori- fice de refoulement 6a et simultanément la mise en com- munication de la conduite de refoulement 6 avec la déri- vation 15.
Dans le cas où l'organerégulateur (tiroir, piston obturateur à déplacement linéaire ou oscillant ou clapet équilibrés) est commandé par un flotteur ou autre organe moteur, l'organe mécanique de liaison (tige ou axe) re- liant le flotteur au régulateur, doit sortir du réchauf-
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feur et pénétrer dans l'enceinte de l'organe régulateur.
L'aspiration de la pompe pourrait être influencée défavorablement par une arrivée de vapeur (provenant du réchauffeur) ou une arrivée d'air (provenant de l'exté- rieur) se faisant à travers le jeu que l'on prévoit le long de l'organe de liaison pour laisser à celui-ci toute sa liberté de mouvement. Cette vapeur pénétrerait de la dans l'enceinte de l'organe régulateur pour arriver ensuite sur l'aspiration de la pompe, dont elle pourrait provo- quer le désamorçage.
Pour supprimer le risque de l'arrivée de vapeur sur l'aspiration, l'organe de liaison, après sa sortie du réè chauffeur et avant sa rentrée dans l'enceinte de l'organe régulateur, traverse un espace en. communication avec l'air libre. Ceci est réalisé, soit en séparant complètement le corps de l'organe régulateur du réchauffeur, soit, dans le cas d'un ensemble compact, en prévoyant sur le parcours de l'organe de liaison un chambrage en communication avec l'air libre.
D'autre part, pour supprimer le risque d'arrivée d'air sur l'aspiration de la pompe, l'organe de liaison disposé entre le flotteur et l'organe régulateur aboutit dans une chambre isolée de l'aspiration de la pompe.
Cette chambre pourra être l'un des compartiments du corps du régulateur correspondant au refoulement, ou un compar- timent isolé, qui peut communiquer avec l'air libre.
Ainsi, dans l'exemple des figures 2 et 3, l'axe 35 traverse une douille 39 et présente des gorges 40 assu- rant l'étanchéité. En outre, la douille 39 présente dans la partie centrale une gorge circulaire 41, en communica- tion par des orifices appropriée avec un chambrage 42 du bossage 36. Ce chambrage 42 (figure 3) communique avec un
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conduit 43 (figure 2) relié à un tuyau de purge 44.
Le dispositif de purge 41-42-43-44 a pour but d'em- pécher, dans le cas d'un arrêt prolongé de la pompe, la fuite de vapeur provenant du réchauffeur vers l'aspira- tion de la pompe, entre le tiroir 12 et l'alésage 22. Grâ- ce à la disposition adoptée, la vapeur pénétrant dans la gorge annulaire 41 se condense et s'échappe par le tuyau de purge 44. L'eau refoulée par la pompe qui parviendrait à fuir entre l'axe 35 et la douille 39 s'échapperait de même par la purge 44.
On voit er outre que l'axe 35 d'oscillation du flot- teur aboutit à son extrémité dans la chambre 30, qui est isolée de,l'aspiration, de sorte qu'aucune rentrée d'air ne peut se produire dans la conduite d'aspiration.
Comme dit ci-dessus, l'organe de liaison disposé en- tre l'organe de commande (flotteur 14) et l'organe régula- teur (tiroir 12) pourrait aussi aboutir dans le refoule- ment de l'appareil d'alimentation. Par exemple, la cloi- son 56 séparant les chambre 17 et 30 pourrait être supprimée, la capacité 30 étant alors soumise à la pres- sion de refoulement de l'appareil d'alimentation.
En général, d'ailleurs, les chambres 29 et 50 seront normalement à la pression de refoulement, en raison de l'adjonction d'un petit tuyau de purge 55, reliant le fond de la chambre 29 à la conduite de refoulement 6 (figure 1) ce petit tuyau servant à établir une circula- tion de liquide et surtout à vidanger entièrement la cham- bre 29 ainsi que la capacité qui surmonte celle-ci pendant les périodes d'arrêt de la pompe ou autre organe d'ali- mentation. On évite ainsi les détériorations qui pour- raient se produire par suite de la congélation d'eau dans la chambre 29 par temps froid.
On remarquera que, dans le mode de réalisation des
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figures 1,2 et 3, le tiroir est équilibré sans avoir re- tours aux pressions régnant dans le réchauffeur.
Pour obtenir un fonctionnement efficace du régulateur, il faut que le flotteur exerce sur le tiroir régulateur un effort suffisant pour vaincre les résistances passives, lesquelles peuvent être relativement considérables étant donné que l'eau traversant le réchauffeur et venant du tender entraîne avec elle des particules de charbon, de scories, etc... qui peuvent se glisser entre les surfaces mobiles de l'appareil.; il faut en outre que le flotteur soit doué d'une sensibilité maximum, c'est-à-dire que les variations de l'effort sus-indiqué soient maxima pour une variation de niveau donnée de l'eau dans le réchauf- feur. Il faut d'autre part tenir compte des conditions d'encombrement minimum; qui sont impératives dans le cas de réchauffeurs de locomotives.
Il faut de plus que le fonctionnement du régulateur ne soit pas entièrement arrê- té si le flotteur est crevé ou cesse d'être étanche, et enfin il est indispensable que le flotteur puisse résis- ter sans se déformer aux pressions régnant dans le réchauf- teur.
Le flotteur représenté à la figure 3a répond à ces différents désidérata.
Il est constitué par un cylindre allongé d'axe hori- zontal, cette forme étant celle qui correspond à un volume maximum du flottenr pour l'emplacement dont on dispose dans le réchauffeur, En effet, les réchauffeurs montés sur locomotives comprennent en général un corps cylindri- que allongé, monté sur le dessus de la chaudière. Cette forme du flotteur assure donc l'effort maximum sur le tiroir régulateur.
Elle assure en outre une sensibilité plus grande aux variations du niveau du liquide, car pour une variation de niveau dx, la variation de volume
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immergé correspondante dV est le produit de la section horizontale moyenne S par la variation de niveau dx, Il faut donc que S soit maximum et il est facile de démontrer que S est plus grand pour un corps allongé horizontalement que pour une sphère de volume égal. La sensibilité maximum serait obtenue avec un flotteur parallélépipédique allongé horizontalement et de faible épaisseur. Mais, pour les facilités de construction, on est conduit à adopter une solution appropriée, c'est-à-dire un flotteur cylindrique allongé horizontalement.
Le poids du flotteur et des orga- nes auxquels il est relié sont tels que la ligne de flot- taison normale du flotteur soit contenue dans le plan diamétral horizontal du cylindre. A volume de flotteur égal, la section horizontale S, égale au produit du diamè- tre par la longueur, et par suite la sensibilité, seront d'autant plus grandes que le flotteur sera plus allongé.
Le flotteur est construit de la façon suivante : Lelevier tubulaire 37 se prolonge à l'intérieur du flotteur, formé d'une enveloppe en cuivre mince 59, d'une calotte emboutie 60 et d'un fond 61.
La calotte 60 est brasée sur le levier 37 en 62 et sur l'enveloppe 59 en 63. Avant de fermer le flotteur à l'autre extrémité, on enfile sur le levier 37 un empilage de rondelles de liège 64, ou autre matière flottable, sé- parées par des rondelles entretoises 65, en duralumin ou autre matière résistante et légère, évidées en 66 (figure 4) pour réduire le poids.
On met alors en place le fond 61, formé d'une plaque 67, sur laquelle sont brasés en 68 un embout fileté 69 et une calotte 70, emboutie vers l'extérieur, en vissant l'embout 69 dans l'extrémité filetée du levier tubulaire 37. Quand l'empilage de ron- delles est serré en place, on brase la calotte 70 sur
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l'extrémité de l'enveloppe 59, comme indiqué en 71. Cette brasure extérieure peut se faire sans risquer de brûler le liège contenu à l'intérieur.
Grâce à cette construction, le flotteur peut se cre- ver ou perdre son étanchéité sans cesser de fonctionner, grâce à la flottabilité du liège. D'autre part, les ron- delles entretoises 65 empêchent le flotteur de se déformer sous l'effet des pressions régnant dans le réchauffeur.
Bien entendu, on peut apporter au flotteur décrit ci-dessus diverses modifications de détail sans sortir du cadre de la présente invention. C'est ainsi que le système de rondelles de liège et d'Entretoises pourrait être remplacé par un jeu de cloisons partageant le cylin- dre en compartiments étanches, les cloisons assurant la résistance aux pressions et le compartimentage empêchant l'arrêt du fonctionnement dans le cas où l'un des compar- timents cesserait d'être étanche.
Comme indiqué ci-dessus, le tiroir 12 peut être com- mandé par un moyen quelconque autre qu'un flotteur, par exemple hydrauliquement, en faisant agir sur lui une char- ge variant suivant le niveau de l'eau dans l'appareil 1.
Une disposition de ce genre est représentée schématiquement à la figure 5. Dans cette figure, le tiroir régulateur 12, qui est plein, est renfermé dans un carter 50 en communi- cation à la partie supérieure avec un tuyau 51 débouchant dans l'appareil 1 au-dessus du niveau maximum du liquide, et .en communication à la partie inférieure avec un conduit
52, débouchant dans l'appareil 1 au niveau normal du liqui- de. La disposition est par ailleurs identique à celle de la figure 1, les mêmes chiffres de référence désignant des parties analogues, avec toutefois cette différence que le fond du carter 50 communique par un conduit 53 avec Inspiration de la pompe à eau chaude.
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On voit que le tiroir 12, comme dans l'exemple préoé- dent, est équilibré, sa face supérieure et sa face infé- rieure étant soumises toutes deux à la pression régnant dans l'appareil 1. En outre, sa face inférieure est soumise à la pression résultant de la charge d'eau variable contenue dans le conduit 52. Ce tiroir 12 occupe donc une position variable suivant la quantité d'eau contenue dans le tube 52, c'est-à-dire suivant le rapport du débit d'eau péné- trant dans l'appareil 1 par la conduite 6a et le débit d'eau repris par le tube 7.
On pourrait imaginer évidemment de nombreux autres dispositifs pour commander le déplacement de l'organe régu- lateur ainsi que pour réaliser la liaison entre l'organe décommande (par exemple le flotteur) et l'organe régula- teur (tige, levier, câble, relais hydrauliques, pneumati- ques, etc...)
L'organe régulateur lui-même peut être d'un type quelconque et, au lieu d'être constitué par un tiroir cylindrique à mouvement linéaire, il pourrait être cons- titué par un obturateur, piston ou tiroir cylindrique, à mouvement oscillant, etc....
D'une façon générale d'ailleurs, l'invention n'est pas limitée aux détails de réalisations donnés ci-dessus, ni aux applications particulières envisagées précédemment.
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Liquid level regulator in pump or other powered devices
The object of the invention is a supply regulator device, that is to say allowing the flow rate of the supply member (pump, injector, etc.) to be adjusted as a function of the flow rate of 'device supplied (heater, condenser, boiler, etc.) whatever the pressure regime prevailing in the latter, by means of the variations which may occur in the level of the liquid in the device supplied, and keep this level substantially constant.
It is known to obtain the maintenance of the constant level in an apparatus by means of a regulating member whose movements are a function of the level of the liquid in the supplied apparatus, this regulator putting in communication the discharge pipe and the pipe. for supplying water to the power unit.
The object of the invention is a particular arrangement of this type, which essentially consists in arranging on
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the discharge of the pump or other supply member a flow regulator member, the movements of which depend on the level of the liquid in the apparatus and which, when the level of the liquid in the apparatus tends to rise, simultaneously causes a reduction in the section of the discharge pipe to the device in question on the one hand and placing the discharge in communication with the suction of the pump or the water supply pipe of the organ of 'supply on the other hand, thus creating a passage towards the suction through an opening preferably having a section in suitable relation to the section of the opening left free on the discharge,
all the quantity of water delivered by the supply member which can possibly be returned to its water supply pipe.
This arrangement has the advantage of not increasing the pressure in the delivery pipe and more generally of not modifying the working conditions of the pump or other supply member, such as c This is the case with certain known devices in which the regulating member is actuated under the effect of an overpressure obtained by throttling the discharge pipe;
it also has the advantage of operating efficiently regardless of the pressure prevailing in the apparatus in which it is a question of keeping the level of the liquid constant, regardless of the position of the reservoir in which the control member. feed draws the necessary water (even if this reservoir was at a level equal to or greater than that of said device) and regardless of the excess flow rate of the feed member over. normal flow rate of the device, which may for example be a heater. Finally, the disposi .;
. tion above makes it possible to reduce
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regulator and reduce the cross-section of the bypass pipe between the delivery and suction of the pump or water supply pipe to the supply member.
The accompanying drawing shows, by way of example, various embodiments of the invention, as well as the particular application of the latter to feed water heaters for boilers.
In this drawing: Figure 1 is a schematic view of a feed water heating installation; FIG. 3 shows in longitudinal section the regulating device; Figure 5 is a section taken on line 3-3 of Figure 2; FIG. 3a against in section the float located on the mower of the device of FIG. 3; Figure 4 is an elevational view of a spacer washer) and Figure 5 shows a variant of Figure 1.
The installation shown in Figure 1, only by way of example, comprises a heater 1, for example a mixture heater of a known type, receiving heating steam through a nozzle 2 and cold water from a tarpaulin or tender 3 by a pipe 4, a cold water pump 5 and a delivery pipe 6, 6a.
The cold water pump can be of the reciprocating, centrifugal or other type.
The heated water is taken up by a pipe 7 with the aid of a hot water pump 8 and delivered through the pipe 9 and the check valve 10 into the boiler. In the example shown, the pumps 5 and 8 are of the reciprocating type and are mounted in tandem on the tiga of the piston
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a steam cylinder 11. The pump 5 may have a cylinder capacity greater than the pump 11- or equal to the latter.
The installation which has just been described is given only to fix ideas, the invention being able to be applied to the supply of any device in which it is a question of maintaining constant the level of the liquid discharged by pump 5.
According to the invention, a regulating member 12 is interposed on the delivery pipe 6, 6a of the pump 5, the movements of which are a function of the level of the water prevailing in the apparatus and simultaneously causing a reaction. reduction of the section of the discharge pipe 6a towards the device 1 and the placing of the discharge pipe 6 in communication with the suction pipe, by means of a bypass 13.
The regulator 12 can be controlled in any other suitable way. Figures 2 and 3 show, by way of example, an apparatus controlled by a float.
According to this embodiment of the invention, the regulating member 12 is constituted by a distributor slide, movable inside a casing 15, into which opens at the middle part the delivery pipe 6 coming from the pump and , on either side of the latter, the delivery pipe 6a going to the device 1 and the bypass 15 to the pump suction. These conduits open into annular chambers 16-17-18, respectively, in communication by openings 20-19-21 with the central bore 22 in which the drawer 12 slides. The latter has a central part of reduced diameter 23 and two end parts 24, 25, sliding against the wall of the bore 22 and comprising circular grooves 26-27 intended to ensure sealing.
The drawer 12 is pierced right through with a channel 28
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placing the lower chamber 29 in communication with the upper chamber 30, so as to ensure perfect balancing of the drawer. The bore 28 is crossed by a connecting rod 31 articulated at 32 on the slide 12 and at 33 on the fork-shaped end of an angled lever 34 (FIG. 3). This lever is keyed on a pin 35 passing through a boss 36 of the housing. At the other end of this axis is keyed an elbow lever 37 passing through an opening 38 in the wall of the apparatus 1, this lever being fixed at its end to the float 14.
The operation is as follows; If the level in the heater remains at the desired height, the spool 12 occupies the position of figure 2 and the liquid delivered by the pump passes from line 6 into annular chamber 16, then through openings 80, l the bore 22, the slots 19 and the annular chamber 17, in the discharge line 6a If the level of the liquid tends to rise in the apparatus 1 above the normal level, the float 14 rises and, by means of the lever 37, of the axis 35, of the lever 34 and of the connecting rod 31, lowers the slide 12. The cylindrical part 24 gradually closes the slots 19 and, simultaneously, the cylindrical part 25 comes to unmask. the lights 21.
This results in a reduction in the cross section of the discharge port 6a and at the same time the discharge line 6 is put into communication with the bypass 15.
In the event that the organ regulator (spool, shutter piston with linear or oscillating displacement or balanced valve) is controlled by a float or other motor member, the mechanical connecting member (rod or pin) connecting the float to the regulator, must come out of the stove
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feur and enter the enclosure of the regulatory organ.
The suction of the pump could be adversely affected by an inflow of steam (from the heater) or an inflow of air (from the outside) through the clearance that is foreseen along the length of the pipe. 'connecting member to give it all its freedom of movement. This vapor would penetrate into the chamber of the regulator and then reach the suction of the pump, from which it could cause the deactivation.
To eliminate the risk of the arrival of steam on the suction, the connecting member, after leaving the reheater and before entering the chamber of the regulator, passes through a space. communication with the open air. This is achieved either by completely separating the body from the regulator member of the heater, or, in the case of a compact assembly, by providing on the path of the connecting member a recess in communication with the open air.
On the other hand, to eliminate the risk of air coming into the suction of the pump, the connecting member arranged between the float and the regulating member ends up in a chamber isolated from the suction of the pump.
This chamber can be one of the compartments of the body of the regulator corresponding to the discharge, or an isolated compartment, which can communicate with the free air.
Thus, in the example of FIGS. 2 and 3, the pin 35 passes through a sleeve 39 and has grooves 40 ensuring the seal. In addition, the sleeve 39 has in the central part a circular groove 41, in communication by suitable orifices with a recess 42 of the boss 36. This recess 42 (FIG. 3) communicates with a recess 42 (FIG. 3).
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duct 43 (figure 2) connected to a drain pipe 44.
The purpose of the purge device 41-42-43-44 is to prevent, in the event of a prolonged shutdown of the pump, the escape of steam from the heater to the pump suction, between the spool 12 and the bore 22. Thanks to the arrangement adopted, the steam entering the annular groove 41 condenses and escapes through the purge pipe 44. The water delivered by the pump which would manage to escape between the pin 35 and the bush 39 would also escape through the bleed 44.
It is further seen that the axis 35 of oscillation of the float terminates at its end in the chamber 30, which is isolated from the suction, so that no re-entry of air can occur in the duct. suction.
As stated above, the connecting member arranged between the control member (float 14) and the regulating member (slide 12) could also end in the discharge of the supply apparatus. . For example, the partition 56 separating the chambers 17 and 30 could be omitted, the capacity 30 then being subjected to the discharge pressure of the supply apparatus.
In general, moreover, the chambers 29 and 50 will normally be at the discharge pressure, due to the addition of a small purge pipe 55, connecting the bottom of the chamber 29 to the discharge pipe 6 (figure 1) this small pipe used to establish a circulation of liquid and above all to completely empty chamber 29 as well as the capacity which overcomes this during periods of stoppage of the pump or other supply member . This avoids damage which might occur as a result of freezing water in chamber 29 in cold weather.
It will be noted that, in the embodiment of
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Figures 1, 2 and 3, the spool is balanced without having to return to the pressures prevailing in the heater.
To obtain efficient operation of the regulator, the float must exert sufficient force on the regulator spool to overcome the passive resistances, which can be relatively considerable since the water passing through the heater and from the tender carries particles with it. coal, slag, etc ... which can slip between the moving surfaces of the appliance .; it is also necessary that the float be endowed with a maximum sensitivity, that is to say that the variations of the aforementioned force are maximum for a given variation of level of water in the heater. It is also necessary to take into account the minimum space requirements; which are imperative in the case of locomotive heaters.
It is also necessary that the operation of the regulator is not entirely stopped if the float is punctured or ceases to be tight, and finally it is essential that the float can withstand without deforming the pressures prevailing in the heater. tor.
The float shown in Figure 3a meets these different requirements.
It consists of an elongated cylinder with a horizontal axis, this shape being that which corresponds to a maximum volume of the float for the location available in the heater. In fact, heaters mounted on locomotives generally comprise a body elongated cylindrical, mounted on top of the boiler. This shape of the float therefore ensures the maximum force on the regulator spool.
It also ensures greater sensitivity to variations in the level of the liquid, because for a variation in level dx, the variation in volume
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corresponding immersed dV is the product of the mean horizontal section S by the variation in level dx, It is therefore necessary that S is maximum and it is easy to demonstrate that S is greater for a body lying horizontally than for a sphere of equal volume. The maximum sensitivity would be obtained with a parallelepipedic float elongated horizontally and thin. But, for ease of construction, we are led to adopt an appropriate solution, that is to say a cylindrical float elongated horizontally.
The weight of the float and the parts to which it is connected are such that the normal float line of the float is contained in the horizontal diametral plane of the cylinder. For an equal float volume, the horizontal section S, equal to the product of the diameter by the length, and consequently the sensitivity, will be all the greater the more the float will be elongated.
The float is constructed as follows: The tubular lever 37 extends inside the float, formed of a thin copper casing 59, a stamped cap 60 and a bottom 61.
The cap 60 is brazed on the lever 37 at 62 and on the casing 59 at 63. Before closing the float at the other end, a stack of cork washers 64, or other buoyant material, is threaded onto the lever 37, separated by spacers 65, in duralumin or other resistant and light material, recessed at 66 (figure 4) to reduce the weight.
The bottom 61, formed of a plate 67, on which are brazed at 68 a threaded end 69 and a cap 70, stamped outwards, is then put in place, by screwing the end 69 into the threaded end of the lever. tubular 37. When the stack of washers is clamped in place, the cap 70 is brazed on
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the end of the casing 59, as indicated at 71. This outer brazing can be done without risking burning the cork contained inside.
Thanks to this construction, the float can burst or lose its seal without ceasing to function, thanks to the buoyancy of the cork. On the other hand, the spacer washers 65 prevent the float from deforming under the effect of the pressures prevailing in the heater.
Of course, various modifications of detail can be made to the float described above without departing from the scope of the present invention. Thus the system of cork washers and spacers could be replaced by a set of partitions dividing the cylinder into airtight compartments, the partitions ensuring resistance to pressure and compartmentalization preventing the stopping of operation in the cylinder. case where one of the compartments ceases to be watertight.
As indicated above, the spool 12 can be controlled by any means other than a float, for example hydraulically, by causing a varying load to act on it depending on the level of the water in the apparatus 1. .
An arrangement of this type is shown schematically in FIG. 5. In this figure, the regulator spool 12, which is full, is enclosed in a casing 50 in communication at the top with a pipe 51 opening into the apparatus 1. above the maximum liquid level, and in communication at the bottom with a duct
52, opening into the apparatus 1 at the normal level of the liquid. The arrangement is also identical to that of FIG. 1, the same reference numerals designating similar parts, with however the difference that the bottom of the casing 50 communicates via a duct 53 with the inspiration of the hot water pump.
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It can be seen that the drawer 12, as in the preceding example, is balanced, its upper face and its lower face both being subjected to the pressure prevailing in the apparatus 1. In addition, its lower face is subjected at the pressure resulting from the variable water load contained in the conduit 52. This slide 12 therefore occupies a variable position according to the quantity of water contained in the tube 52, that is to say according to the ratio of the flow rate d the water entering the device 1 through line 6a and the water flow taken up through tube 7.
One could obviously imagine many other devices for controlling the movement of the regulating member as well as for making the connection between the remote control member (for example the float) and the regulating member (rod, lever, cable, etc.). hydraulic, pneumatic relays, etc ...)
The regulator itself can be of any type and, instead of being constituted by a cylindrical slide with linear movement, it could be constituted by a shutter, piston or cylindrical slide, with oscillating movement, etc. ....
Generally speaking, moreover, the invention is not limited to the details of embodiments given above, nor to the particular applications envisaged above.