<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux régulateurs de vapeur.
La présente invention concerne des perfectionnements nouveaux et utiles apportés à un régulateur de vapeur destiné à commander l'écoulement du fluide de chauffage dans un système de chauffage à la vapeur, plus particulièrement un système utilisant la vapeur à une pression sensiblement atmosphérique comme dans les systèmes de chauffage de voitures de chemin de fer du type bien connu.
<Desc/Clms Page number 2>
Les régulateurs de vapeur de ce type comprennent habituellement une soupape pour commander l'écoulement de vapeur de la source d'alimentation vers le système de chauffage, en même temps qu'un moyen thermostatique pour fermer automatiquement la soupape lorsque de la vapeur non condensée revient du système de chauffage. Dans le régulateur de vapeur usuel de ce type, le dispositif thermostatique doit avoir une force suffisante pour fermer la soupape contre la pression de vapeur, et comme la pression de vapeur dans la source d'alimentation peut varier, l'élément thermostatique doit être capable de développer un effort suffisant pour surmonter les pressions maxima de vapeur qui peuvent se présenter.
Suivant la présente inventinn, la soupape est commandée par un certain nombre de ressorts équilibrés, de sorte que la soupape se ferme automatiquement lorsque le volume requis de vapeur est admis dans le système de chauffage. Un dispositif actionné par la pression coopère avec le mécanisme à ressort pour commander la soupape de façon qu'une pression déterminée (habituellement la pression atmosphérique) ne soit pas dépassée dans le système de chauffage. Lorsque l'élément thermo sta.tique est dilaté par le retour de vapeur du système de chauffage, il s'oppose à l'action des ressorts d'équilibrage de façon àpermettre l'ouverture de la soupape.
La pression de ressort qui doit être vaincue par l'élément thermostatique ne dépasse jamais un maximum déterminé et des variations de pression dans la source d'alimentation de vapeur n'ont pas d'effet sur le fonctionnement du dispositif thermostatique. :Par conséquent, l'élément thermostatique peut être de dimension normale pour toutes les pressions de vapeur et ne doit pas être aussi puissant que cela a été nécessaires dans les types antérieurs de régulateurs de vapeur.
Le principal but de la présente invention est de fournir un régulateur de vapeur perfectionné du type dé-
<Desc/Clms Page number 3>
crit brièvement ci-dessus et exposé plus en détail dans la, spécification qui suit.
Un autre but est de fournir un régulateur de vapeur renfermant un moyen de réduction de pression pour empêcher la pression dans le système de chauffage de dépa.sser un maximum déterminée
Un autre but est de fournir un régulateur de vapeur renfermant un moyen de réduction de pression pour maintenir une pression de vapeur déterminée désirée dans le système de chauffage.
Un autre but est de fournir un régulateur de vapeur renfermant un mécanisme équilibré pour déterminer la pression qui doit être exercée par ledispositif actionné thermostatiquement, fonctionnant sous l'effet de la température du fluide en retour.
D'autres buts et avantages de l'invention résulteront de la description détaillée donnée ci-dessous d'un genre de régulateur de vapeur construit et fonctionnant suivant le principe de la présente invention.
Dans les dessins annexés :
La fig. 1 est une vue en plan du régulateur de vapeur perfectionné, avec des parties en coupe.
La fig. 2 est une coupe verticale partielle faite sensiblement par la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe verticale faite sensiblement par la ligne 3-3 de la figure 1.
La fig. 4 est une coupe verticale faite sensiblement par la ligne 4-4 de la fig. 1.
Le régulateur de vapeur comprend une enveloppe principale 1 qui enferme une chambre de fourniture de vapeur 2 à pression relativement élevée et une chambre à pression relativement basse, d'où la vapeur est fournie au système de chauffage. Les chambres 2 et 3 sont séparées par une
<Desc/Clms Page number 4>
cloison 4 dans laquelle une cage 5 est vissée en 6 . Une lumière de vapeur 7 est formée à travers la cage 5 qui est également pourvue de deux séries d'ouvertures latérales 8 et 9 de façon que la.vapeur puisse s'écouler de la chambre d'alimentation 2 par des ouvertures 8,7 et 9 dans la chambre de basse pression 3.
un e tige de soupape 10 peut coulisser dans un appui 11 prévu dans une extrémité de la cage et dans un palier analogue 12 prévu dans un organe de fermeture 13 vissé dans l'autre extrémité de la cage. La tige 10 porte une soupape 14 destinée à se fermer contre un siège 15 de façon à couper l'écoulement de la vapeur par la lumière 7, la soupape étant poussée vers la position de fermeture par un ressort 16 enfermé entre la face externe de la soupape 14 et la face interne de l'organe de fermeture 13. Un bouchon vissé amovible 17 permet la mise en place de cet ensemble de soupape dans l'enveloppe 1. Comme une pression relativement plus élevée existe dans la chambre 2 que dans la chambre 3, cette pression différentielle agit également sur la soupape 14 pour la maintenir dans la position fermée.
On voit donc que cette soupape est normalement à fermeture automatique de faço à couper l'écoulement de vapeur de la chambre 2 vers la chambre 3 mains que la soupape soit ouverte ;par le mécanisme décrit ci-après.
Un tuyau d'aLimentation 18 vissé dans une ouverture 19 d'un côté de la chambre 2 vient de la source de fourniture de vapeur, telle qu'une ligne de train ou un tuyau principal d'alimentation sur un train de chemin de fer. une autre ouverture d'entrée, du c8té opposé de la chambre 2, est fermée par un bouchon 20. un tuyau de débit 21 est vissé dans une ouverture de sortie de la chambre 3 et conduit au système de radiation ou autre dispositif qui doit recevoir de la vapeur à basse pression.
<Desc/Clms Page number 5>
Une pièce annulaire d'assemblage 22, fixée en position contre unegarniture d'étanchéité 23 par un bouchon 24 vissé dans une paroi de l'enveloppe 1, porte une extrémité d'un diaphragme à soufflet flexible 25 fixé par son autre extrémité à un collier 26 monté sur une tige 27 qui peut glisser à son extrémité opposée dans une ouverture 28 formée dans la paroi opposée de l'enveloppe 1. La tige 27 fait saillie par une ouverture dans un levier 29 pivotant en 50 dans la chambre 3, ce levier présentant sur une face une saillie arrondie 31 s'appuyant contre le collier 26, et présentant sur la face opposée de son extrémité inférieure une saillie arrondie 32 s'appuyant contre l'extrémité adjacente de la tige de soupape 10.
Une extrémité d'un ressort de dilatation 33 s'appuie contre l'autre face du collier 26 et est centrée par l'extrémité 34 de la tige 27, l'autre extrémité de ce ressort prenant appui contre un bloc de centrage 35 présentant un côté extérieur concave qui prend appui contre l'extrémité pointue d'une vis de réglage 36 viszée dans le bouchon de fermeture 24.
Un chapeau 37 vissé dans le bouchon 24 enferme normalement l'extrémité saillante vers l'extérieur de la vis de réglage 36.
De l'air sous la pression atmosphérique est admis à l'intérieur du diaphragme en soufflet,25, d'une manière appropriée quelconque, par exemple par le passage 38 pratiqué dans'le bouchon 24.
Il est à remarquer que l'extérieur de ce diaphragme est'toujours soumis à la pression de vapeur existant dans la chambre 3.
On remarquera que la pression atmosphérique plus la pression du ressort 33 s'exercent d'un côté du collier 26 tandis que la pression existant dans la chambre 3 s'exerce en sens opposé. Si l'on suppose que la pression atmosphérique doit être maintenue dans la chambre 3, la vis de réglage 36 sera mise en position telle que chaque fois que la pression dans la chambre 3 tombe en-dessous de la pression atmosphérique, la prépondérance de pression sur la face extérieure du collier 26 sera suf-
<Desc/Clms Page number 6>
fisante pour faire basculer le levier 29 et ouvrir la soupape 14 contre la pression du ressort 16 et la pression de vapeur exercée sur sa face extérieure.
Toutefois, chaque fois que la pression dans la chambre 3 s'élève jusqu'à la pression atmosphérique, la pression du ressort 33 sera contrebalancée de telle façon que le ressort 16 sera de nouveau en état de fermer la soupape 14. De cette manière, on admet dans la cham bre 3 juste suffisamment de vapeur pour maintenir la pression dans cette chambre et dans les dispositifs de chauffage alimentés par celle-ci, à la pression atmosphérique. Cette pression désirée dans la chambre 3 sera maintenue quelles que soient les fluctuations de la pression dans la chambre d'alimentation 2 ; est simplement nécessaire qu'une pression-plus élevée soit main- tenue dans cette source de fourniture de vapeur.
Une enveloppe creuse 39 en forne de cloche est suspendue un collier 40 partant d'un c8té de l'enveloppe 1. Cette cloche enferme une chambre de retour 41 qui est fermée à son extrémité inférieure par le couvercle 42 maintenu contre une garniture d'étanchéité 43 par des vis de serrage 44 pivotant sur la cloche en 45 et s'étendant à travers des saillies bifurquées 46 du couvercle. Le couvercle est serré en place de façon étanche par les écrous 47 prévus sur les-extrémités inférieures des vis 44.
Une tige de commande 48 s'étend vers le bas à travers une ouverture 49 située au sommet du collier 40 jusque dans la partie supérieure de la chambre de retour 41. Le sommet de la chambre de retour est fermé par un soufflet d'obturation flexible 50 fixé à son extrémité inférieure au sommet du collier 40, et à son extrémité supérieure au sommet de la tige 48. Un disque thermostatique fermé 51, rempli d'un fluide approprié sensible à la température, est compris entre une saillie 52 du coté inférieur de la tête 53 située à l'extrémité inférieure de la tige 48 et une saillie analogue 54 sur la surface supérieure du couvercle 42. Le disque est aussi enfermé dans une position
<Desc/Clms Page number 7>
convenablement centrée par un certain nombre de broches de guidage 55 faisant saillie vers le haut sur l'organe de fermeture 42.
Le ressort de dilatation 56 est compris entre un épaulement 57 de la partie supérieure de la cloche 39 et un collier 58 prévu sur la tète b3 de la tige 48, de façon à maintenir normalement la tige abaissée en prise avec le disque thermostatique.
Des fluides venant du système de chauffage ou d'un autre dispositif qui est alimenté en vapeur à partir de la chambre 3 reviennent par le tuyau 59, vissé en 60 dans la cloche 39, pour gagner la chambre de retour 41. ces fluides renferment du condensat et des gaz non condensables et contiennent également de la vapeur dans le cas où un excès de vapeur est envoyé au système de chauffage. Lorsqu'il n'y a pas de vapeur dans le fluide renvoyé, la température dans la chambre 41 sera telle que le disque thermostatique ol s'aplatit à son épaisseur minima et que le ressort b6 refoule la tige 48 vers le bas, Lorsque de la vapeur s'écoule dans la chambre 41 par le tuyau 59, le disque thermostatique 51 est chauffé de façon à se dilater et soulève la tige 48 contre la pression du ressort 56.
Lorsque cet écoulement de vapeur dans la chambre de retour 41 cesse, la vapeur dans celle-ci est rapidement condensée, la dispersion de la chaleur de cette chambre étant facilitéepar les nervures de radiation 61 formée sur la surface extérieure de la cloche 39. La température dans la chambre de retour tombe alors de telle façon que le disque thermostatique 51 s'aplatit et permet au ressort b6 de déplacer de nouveau la tige 48 vers le bas. Le condensat et les autres fluides sont éliminés de la chambre de retour 41 par le tuyau 62.
Un bloc 63 porté par la tige 64 vissée dans l'extrémité supérieure de la tige de commande 48 et maintenue en place par l'écrou de sûreté 65, est articulé en 66 dans l'extrémité bifurquée extérieure 67 d'un bras de manivelle 68 fixé par des moyens de serrage 69 à l'extrémité externe d'un arbre 70 qui s'étend à travers un palier 71 prévu dans un bouchon de fermeture
<Desc/Clms Page number 8>
72 de la chambre de basse pression 3. L'extrémité rétrécie opposée 73 de l'arbre 70 est guidée dans une ouverture 74 d'un bossage 75 faisant saillie vers l'intérieur sur la paroi opposée de l'enveloppe 1, . Un ressort 76 compris entre lebossage 75 et un épaulement 76a de l'arbre 70 sert à refouler un anneau d'étanchéité 77 porté par l'épaulement 78 de l'arbre en prise avec une saillie annulaire 79 du bouchon de fermeture 72.
Ceci empêche l'échappement de la vapeur de la chambre 3 autour de l'arbre rotatif 70. L'extrémité inférieure bifurquée 80 d'un bras 81 s'étendant vers le bas à partir de l'arbre 70 embtasse la tige 27 et est pourvue de saillies arrondies 82 destinées à prendre appui contre des saillies 83 situées d'un c6té du levier 29.
On voit que lorsque l'élément thermostatique 51 est chauffé et se dilate, il soulève la tige 48, ce qui fait basculer le bras de manivelle 68 et l'arbre 70 en sens inverse de celui des aiguilles d'une montre (fig. 3) et fait basculer le bras de manivelle 81 dans le sens des aiguilles d'une montre (fig. 4) ce qui fait pivoter le levier 29 dans une direction telle qu'il comprime le ressort 33 et permet au ressort 16 de fermer la soupape 14.
Lorsqu'il n'y a pas de vapeur présente dans la chambre de retour 41 et que le disque thermostatique 51 se contracte, le ressort 56 fonctionne pour abaisser la tige 48, ce qui a pour résultat que le bras de manivelle 81 pivote en sens opposé ou en sens inverse de celui des aiguilles d'une montre (fig. 4) de façon à permettre au ressort 33 d'ou- vrir la soupape dans le cas où la pression dans la chambre 3 s'est abaissée de telle façon que plus de vapeur est nécessaire.
Au contraire, dans le cas où la pression de vapeur dans la chambre 3 est suffisamment élevée, cette pression de vapeur s'oppose à l'action du ressort 33 de façon à empêcher l'ouverture de la soupape même si le bras de manivelle 81 a pivoté hors de prise avec le levier 29.
<Desc/Clms Page number 9>
Le ressort 33 est réglé de telle façon que lorsque le système est froid, la force de ce ressort sera suffisante pour surmonter la force du ressort 16 et ouvrir la soupape 14 ce qui admet de la vapeur par la chambre 3. Cette vapeur doit déplacer l'air dans le système de chauffage et aussi longtemps que la soupape est ouverte, elle est augmentée par la de la nouvelle vapeur admise de la chambre d'alimentation 2, le tout tendant à augmenter la pression à l'intérieur de la chambre 3.
D'autre part, cette vapeur est rapidement condensée vu que le système est froid, ce qui crée un vide partiel et abaisse la pression. Si la pression dans la chambre 3 s'élève notablement au-dessus de la pression atmosphérique, cette pression accrue l'emporte sur le ressort 33 de façon à permettre à la soupape de se fermer. Dès que la condensation de la vapeur abaisse cette pression, le ressort 33 fonctionne de nouveau pour ouvrir la soupape et admettre plus de vapeur. De cette manière le système de chauffage est alimenté en vapeur sans s'élever à aucun moment notablement au-dessus de la pression atmosphérique jusqu'à ce que les pièces se soient élevées à une température telle que la vitesse de condensation diminue.
Ensuite, juste assez e vapeur sera admise par la lumière 7 pour remplacer la vapeur qui est condensée sans permettre à la pression de s'élever notablement au-dessus de la pression atmosphérique. Dès qu'il y a plus de vapeur fournie que de vapeur condensée dans le système de radiation, cette vapeur en excès reflue par le tuyau 59 dans la chambre de retour 41 et oblige le disque thermostatique 51 à se dilater. Ceci actionne le bras de manivelle 81, commeon l'a décrit, pour surmenter la pression du ressort 33 et permettre à la soupape 14 de se fermer, quelle que soit la pression existant alors dans la chambre 3.
Il est donc évident que la soupape 14 se ferme automatiquement chaque fois que la pression dans la chambre 3 et dans lesystème de chauffage alimenté par celle-ci s'élève au-dessus d'un maximum déterminé, et chaque fois que de la vapeur en excès s'écoule par le système de chauffage et est ramenée vers la cham- bre 41.
<Desc/Clms Page number 10>
11 est à remarquer que le dispositif actionné thermo- statiquement n'agit pas directement sur la soupape mais s'oppose simplement au ressort 33 actionnant la soupape, de sorte qu'il y a une pression maxima déterminée à surmonter par le disque thermostatique quelle que soit la pression de vapeur qui peut exister dans la chambre 2 et dans la source d'alimentation de vapeur.
Par conséquent, un excès de pression de l'alimentation de vapeur n'a aucun effet sur le fonctionnement convenable du dispositif thermostatique et le disque 51 peut tre moins puissant que cela a été nécessaire jusqu'à présent et peut 'être réglé de façon plus délicate. une seule soupape 14 fonctionne à la fois pour commander la pression de vapeur dans le système de chauffage et également pour couper la continuation de l'arrivée de vapeur au système dans le cas où un excès de vapeur est fourni.