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Perfectionnement aux appareils d'alimentation automatique des chaudières à vapeur .
L'objet de la présente invention est un perfectionne- ment aux dispositifs d'alimentation automatique de chaudières à vapeur et plus particulièrement à la commande automatique de la vanne d'alimentation.
Suivant l'invention, le flotteur logé dans un vase com- muniquant avec la chaudière, agit en permanence par l'entremise d'un système articulé et à l'encontre d'un ressort de charge, de pression réglable, sur la tige de soulèvement d'une soupape à simple siège, de manière à ouvrir celle-ci plus ou moins selon le niveau du liquide et à permettre de la sorte le passage d'une quantité déterminée correspondante de vapeur dont une partie agit, au travers d'une tuyère calibrée, sur le cylindre de commande de la vanne alimentaire, tandis que le surplus s'échappe à l'atmosphère au travers d'une seconde tuyère calibrée,
le réglage du ressort de charge de la soupape et le choix du diamè-
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tre de chacune des deux dites tuyères calibrées étant tels que la moindre fluctuation du niveau de l'eau dans la chaudière entraine immédiatement une modification correspondante du degré d'ouver- ture de la vanne alimentaire.
Il a été constaté que le dispositif suivant l'invention permet d'assurer, moyennant un réglage préalable approprié aux caractéristiques de fonctionnement de la chaudière, une alimenta- tion quasi permanente et continue de la chaudière, dans laquelle le niveau reste pratiquement constant, malgré les changements d'allure de vaporisation, la vanne alimentaire étant plus ou moins ouverte en permanence. Ce résultat est obtenu par la déter- mination judicieuse du diamètre relatif des tuyères calibrées et par le réglage correspondant du ressort de charge de la soupape à simple siège coopérant avec le flotteur.
Afin d'en mieux faire ressortir les particularités, nous décrirons ci-dessous, en nous reportant au dessin annexé, une forme préférée de réalisation de la commande automatique suivant la présente invention.
Dans ce dessin, le dispositif d'alimentation automa- tique a été représenté de manière schématique, en faisant ressor- tir plus particulièrement par une vue en coupe, la disposition des organes principaux suivant la présente invention. L'appareil se compose essentiellement d'un vase 1, communiquant avec la chaudière (par sa partie supérieure avec la chambre de vapeur et par sa partie inférieure avec la chambre d'eau), le niveau de l'eau de la chaudière se situant ainsi entre les deux conduits de communication.
Dans le vase 1 se déplace le flotteur 2, en liaison par une fourche 3, avec un système articulé qui agit sur une tige 4; celle-ci, à l'encontre de la pression d'un ressort de charge de pression réglable 6, soulève la soupape à simple siège 5 (représentée également séparément à échelle agrandie), permet- tant à la vapeur de s'échapper d'une part par une tuyère calibrée 7 vers le cylindre 8 de commande de la vanne alimentaire et
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d'autre part par une tuyère calibrée 10 vers l'atmosphère.
Le système articulé se compose de biellettes 11 et 12 articulées en leur point commun 13, ainsi qu'à leurs extrémités 14 et 15 respectivement avec les diagonales 16 et 17, la diagonale 16 étant pourvue d'une boutonnière de guidage 18 ( telle que re- présentée dans une vue de détail séparée), dans laquelle coulisse librement la diagonale 17. Les diagonales pivotent à leur partie supérieure autour de deux pivots 19 et 20 et s'articulent en 21 et 22 respectivement avec deux biellettes 23 et ?4,lesquelles par une articulation 25, agissent sur les leviers coudés 26 et.27 mobiles autour des pivots 28 et 29 pour actionner finalement la tige 4 de soulèvement de la soupape 5. Cette dernière est pressée sur son siège par le ressort de compression 6, dont la charge peut être réglée par vissage plus ou moins profond du bouchon fileté 30.
Le fonctionnement est le suivant. Lorsque le niveau monte dans la chaudière en même temps que dans le vase 1, le flotteur 2, suit le niveau et soulève la soupape 5 par l'entremise des leviers 16 et 17 et des leviers coudés 26 et 27. Il s'établit ainsi dans la chambre du ressort ± une pression de vapeur qui s'ajoute à l'action de celui-ci et freine ainsi partiellement la levée ultérieure du flotteur. La vapeur contenue dans la chambre du ressort 6 s'écoule d'une part par la tuyère calibrée 7 vers le cylindre de commande 8 de la vanne alimentaire 9, provoquant ainsi l'étranglement de cette dernière. Une autre partie de la vapeur contenue dans la chambre du ressort 6 s'écoule par une seconde tuyère calibrée 10 vers l'atmosphère, constituant ainsi une fuite permanente de vapeur vers l'extérieur.
Il faut noter ici qu'à la mise en marche la vapeur se condense dans le cylindre 8; ce dernier se remplit d'eau conden- sée, ce qui ne change rien au fonctionnement de l'appareil.
Si par contre le niveau d'eau tombe dans la chaudière, le flotteur 2 descend et fait descendre également la tige 4.
La soupape 5 étrangle progressivement le passage de vapeur.
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-Comme la fuite à l'air libre par la tuyère 10 reste inchangée, la pression diminue dans la chambre entourant le ressort 6. et par suite dans le cylindre 8 de commande de la vanne alimentaire; le ressort de rappel de cette dernière ouvre par conséquent celle-ci de plus en plus.
Il a été constaté que moyennant un réglage adéquat de la pression du ressort 6 et un choix judicieux du diamètre res- pectif des tuyères 7 et 10, on peut établir un régime, pour lequel la soupape à siège unique 5 ne se referme pratiquement jamais complètement, sauf le cas de manque d'eau nettement caractérisé. Dans ces conditions l'appareil fonctionne en per- manence dans des limites de niveau bien déterminées, qui dépen- dent directement de ce réglage préalable de la pression du res- sort 6 et des tuyères calibrées; l'ouverture de la vanne régu- latrice se stabilise suivant le débit de la chaudière.
Il a été constaté au surplus que le régulateur décrit fonctionne également sans altération notable pour d'autres ré- gimes de pression, même sensiblement différents de celui pour lequel il a été réglé.
Ainsi un appareil mis au point pour un régime de pression de l'ordre de 55 kg, fonctionne encore parfaitement si le régime tombe à une pression de l'ordre de 30 kg, la seule altération subie pour cette dernière pression étant que le niveau de réglage se stabilise à quelque 5 à 6 mm. à peine au dessus du niveau normal correspondant au régime de 55 kg. Avec le régula- teur tel que décrit, l'alimentation de la chaudière est donc continue sans saccade aucune, ce que permet de constater le dia- gramme de niveau de l'eau, ainsi qu'une aiguille indicatrice 31 adaptée sur le cylindre de commande de la vanne alimentaire et qui reste pratiquement immobile pendant le fonctionnement, indi- quant ainsi que l'ouverture de la vanne reste sensiblement la même pour chaque débit déterminé de la chaudière.
Ainsi l'emploi du régulateur suivant l'invention se traduit par un fonctionnement beaucoup plus régulier de l'alimen- @
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tation que par tous les autres systèmes connus et entraine de la sorte une économie non négligeable de combustible.
La perte continue de vapeur consentie par la tuyère calibrée 10, débouchant à l'air libre, s'est révélée insigni- fiante ; dans certains cas particuliers, la vapeur qui s'échappe de la sorte peut, avant son échappement à l'air libre, être envoyé au travers d'un serpentin de chauffage, disposé autour de la conduite alimentée par la tuyère 7, permettant ainsi de maintenir dans cette dernière conduite, une pression résiduaire de vapeur dans le but d'empêcher l'ouverture brutale de la vanne alimentaire 9, au commencement d'une pointe de charge de la chaudière.
Bien entendu l'invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation décrites au dessin, mais englobe également toutes exécutions équivalentes basées sur le même principe de la combinaison d'une soupape à siège unique avec les deux tuyères d'écoulement de la vapeur, ainsi que revendiqué ci-dessous.
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