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Vanne automatique pour la distribution de vaa.é;
La présente invention est relative aux vannes à commande automatique comportant un relais par soupape-pilote.
On connait des vannes de ce genre dont l'obturateur, commandé par la soupape-pilote par l'entremise d'un diaphragme, sert à contrôler ou modérer un débit d'air comprimé, ou encore un débit d'eau chaude ou de vapeur. Dans ces divers cas la soupape-pilote fonctionne à l'air comprimé, ce qui nécessite l'existence d'une distribution spéciale d'air comprimé, quand le fluide dont le passage est commandé par la vanne est autre que l'air comprimé. Les constructions habituelles, en effet, ne conviendraient pas pour l'usage d'un fluide chaud et condensable tel que la vapeur, en raison de la difficulté notamment
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de compenser l'effet de la dilatation et d'évacuer l'eau de condensation.
L'invention a pour but d'éviter cette difficulté et de permettre l'utilisation de la vapeur vive comme fluide de relais, avec une sécurité de fonctionnement aussi grande que celle que donne l'emploi de l'air comprimé. A cet effet, la vanne suivant l'invention est actionnée par de la vapeur agissant sur un diaphragme ou organe équivalent, par l'inter- vention d'une soupape-pilote branchée sur la conduite de va- peur en amont de l'obturateur de la vanne, la soupape-pilote étant pourvue de moyens d'évacuation pour l'eau de condensa- tion. Cette soupape comporte un tiroir monté entre deux pièces coulissantes indépendantes pressées contre lui par des ressorts de telle sorte que tout allongement ou contrac- tion dû à des variations de température soit repris automa- tiquement par les ressorts.
Le tiroir est constitué par une tige dont les extrémités sont cannelées pour livrer passage à la vapeur et permettre en même temps, en sens inverse, l'évacuation de l'eau de condensation. Cette évacuation, d'autre part, est facilitée par le fait qu'entre la soupape- pilote et le diaphragme les conduits d'amenée de vapeur ne présentent ni espace ni contrepente où l'eau de condensation -pourrait s'accumuler.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une vanne automatique à diaphragme commandé par de la vapeur prélevée à la distribution que la vanne est chargée de con- trôler.
Sur le dessin, Fig. 1 est une vue, en coupe longi- tudinale par la ligne I-I de la Fig. 2, d'une vanne automa- tique pour distribution de vapeur dans une installation de @
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chauffage, et
Fig. 2 est une vue de cette vanne en coupe transver- sale par la ligne II-II de la Fig. 1.
La vanne représentée comporte, dans un corps 1 fer- mé au-dessus et en-dessous par des couvercles 2 et 3, un obtu- rateur 4 dont le siège 5 est intercalé dans le trajet de la vapeur qui entre dans le corps 1 par le raccord à bride 6, traverse les tamis 7, le siège 5 et sort par le raccord 8 quand l'obturateur 4 est ouvert.
La tige 9 de l'obturateur 4, guidée dans un manchon
10 à collet 11 percé de trous 12, est appliquée par un res- sort 13 contre la face inférieure d'un diaphragme 14. Ce diaphragme qui peut être de toute forme appropriée, est éta- bli, dans l'exemple envisagé, sous forme d'un double diaphragme composé d'une membrane supérieure 14a et d'une membrane infé- rieure 14b fixées de part et d'autre d'un plateau 16 perforé axialement, dans lequel est guidé un poussoir flottant 15 destiné à transmettre la poussée d'une membrane à l'autre comme décrit dans la demande de brevet de même date de la demanderesse. Les bords des membranes sont pincés, de part et d'autre du plateau 16 entre le couvercle 2 et un rebord 17 du corps 1 que serrent des boulons 18.
La chambre de pression 19 formée entre le diaphragme 14 et le couvercle 2 communique avec l'arrivée de vapeur dans le corps1,en aval du siège 5, par deux conduits 20, 21 et ¯une soupape-pilote désignée dans son ensemble par 22, sous la commande d'un électro-aimant 23 excité à l'intervention d'un thermostat, par exemple.
Lorsque la soupape-pilote 22 est fermée, la chambre
19 n'étant pas sous pression les différents organes occupent @
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la position représentée sur les dessins : l'obturateur 4 est soulevé par le ressort 13 et la membrane inférieure 14b du double diaphragme prend appui contre le plateau 16, ce qui lui permet de supporter sans fatigue la pression de la vapeur agissant sur elle à travers les trous 12.
Par contre, quand la soupape-pilote 22 s'ouvre sous l'action de l'électro-aimant 23, par exemple en raison d'une augmentation de température dans l'enceinte desservie par - l'installation de chauffage, la vapeur pénètre par les con- duits 20, 21 dans la chambre 19 et la pression agit sur la membrane supérieure 14a du double diaphragme. La surface li- bre de 14a étant supérieure à celle de 14b, le diaphragme fléchit sous la pression et le poussoir flottant 15 transmet celle-ci, par l'intermédiaire de la membrane 14b et de la tige 10 dont le ressort 13 cède, à l'obturateur 4 qui s'applique sur le siège 5 en coupant le passage de la vapeur vers l'installation de chauffage.
Dans cette posi- tion, la membrane 14à qui subit la pression de la vapeur prend appui sur le plateau 16 tandis que la membrane 14b est déchargée et se bombe vers le bas sous la poussée du poussoir flottant 15 dont la tête plate s'efface dans un renfoncement du plateau.
Tant que la chambre 19 reste en communication avec l'arrivée de vapeur, la pression se maintient du fait que l'eau de condensation de la vapeur peut s'écouler librement de la chambre 19 vers le corps de vanne 1, en refluant à travers les conduits 19a, 21 et la soupape-pilote 22. En effet,d'une part les conduits 19a, 21 sont établis de fa- çon à ne présenter aucune contre-pente pouvant amener la formation d'une poche d'eau susceptible d'obstruer le passa- ge de la vapeur, et d'autre part la disposition verticale @
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de la soupape-pilote ainsi que sa construction à l'épreuve des variations de température permettent le libre passage de la vapeur et de l'eau de condensation en contre-courant.
La soupape-pilote 22, surmontée de l'électro-aimant 23, est actionnée par le noyau plongeur 24 de ce dernier qui agit sur un tiroir de la soupape, constitué par une tige 25 . dans laquelle sont fraisées deux cannelures 26,27 et qui peut coulisser longitudinalement dans deux sièges fixes 28, 29. La tige cannelée 25 repose sur une soupape 30 normalement appliquée par un ressort 31 sur le siège 28 qu'elle obture; sur la tige 25 repose à son tour une soupape 32 coopérant avec le siège 29 et séparée, par un diaphragme d'étanchéité 33, d'un poussoir 34 qui est appuyé sur ce diaphragme par un ressort 35 et qui coopère directement avec le noyau de l'électroaimant.
On constatera que cette construction empêche efficacement toute possibilité d'endommagement ou de détérioration de l'électro-aimant par la vapeur, car le diaphragme 33 isole complètement l'électro-aimant et les pièces associées, en toutes circonstances. De plus l'interposition du diaphragme 33 entre les pièces 32 et 34 évite la nécessité de prévoir un mançhon ou une boite à bourrage qui introduirait un frottement dans le fonctionnement, nécessiterait un électroaimant plus puissant et exigerait l'emploi d'un plus fort courant de fonctionnement. L'espace situé sous le diaphragme 33 communique avec l'atmosphère par une ouverture 36. Il est clair que tout allongement ou contraction des pièces 30, 25, 32 et 34 dû à des variations de température, est repris automatiquement par les ressorts 31 et 35.
Dans la position d'ouverture de la vanne, représentée sur les dessins, le noyau 24 est levé et la soupape-pilote
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est fermée à la vapeur et ouverte à l'atmosphère (soupape 30 fermée et soupape 32 levée). Quand le noyau 24 s'abaisse, l'équipage 34, 32, 25, 30 est poussé vers le bas, la soupape 32 coupe la communication avec l'atmosphère et la soupape 30 ouvre la communication avec la vapeur qui traverse le siège 28 en suivant la cannelure 26 pour se rendre à la chambre 19.
Lorsque, ensuite, le noyau 24 se lève, l'équipage 30, 25, 32, 34 est poussé vers le haut par le ressort 31, la soupape 30 . coupe la vapeur tandis que la communication 36 avec l'atmos- ' phère est rétablie à travers le siège 29 par la cannelure 27 et la soupape 32 levée.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux détails d'exécution de la vanne que l'on à décrits et repré- sentés à titre d'exemple.
REVENDICATIONS ---------------------------
1. Vanne de distribution de vapeur, à commande automatique par relais à soupape-pilote, caractérisée en ce que l'obturateur de la vanne est actionné par de la vapeur agissant sur un diaphragme ou organe équivalent, par l'intervention d'une soupape-pilote branchée sur la conduite de vapeur en amont de l'obturateur de la vanne, la soupape-pilote étant pourvue de moyens d'évacuation pour l'eau de condensation.