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APPAREIL DE COMMANDE POUR GENERATEURS DE VAPEUR.
La présente invention concerne des appareils de commande pour générateurs de vapeur du type à chauffage par l'huile. Dans les générateurs de ce genre, le dispositif d'alimentation en eau des serpentins du généra- teur, et le dispositif d'alimentation en huile combustible du brûleur du gé- nérateur,doivent être coordonnés pour fournir l'eau et l'huile dans certai- nes proportions permettant de répondre aux différentes conditions de fonc- tionnement. Pour ces générateurs, il est également usuel d'injecter un agent chimique dans l'eau en vue de son conditionnement et d'assurer un réglage approprié de l'air nécessaire au brûleur.
Jusqu'ici, ces différents disposi- tifs fonctionnent séparément, et il est donc nécessaire de prévoir des or- ganes de commande individuels pour le réglage approprié de ces dispositifs.
Le principal but de l'invention est de créer pour les- générateurs de ce genre un appareil de commande unique permettant, par un réglage unique, d'introduire l'eau dans le générateur, d'injecter une solution chimique dans l'eau,de fournir l'huile combustible au générateur, et de régler l'admis- sion de l'air pour l'obtention d'une combustion convenable dans le brûleur à huile du générateur, tous ces fluides étant dosés dans des proportions pré- déterminées les uns par rapport aux autres.
Un autre but de l'invention est de créer un ensemble de ce genre avec des moyens simples, pour actionner les dispositifs d'alimentation en partant d'un organe d'entraînement rotatif.
Un autre but est de créer des dispositifs d'alimentation en eau sous la forme de pompes alternatives dans lesquelles les positions en fin de course de refoulement sont toujours les mêmes pour des réglages différents en vue d'un refoulement complet, et pour permettre l'utilisation de ces pom- pes spécialement pour le refoulement d'eau chaude.
Un autre but est de créer un dispositif permettant l'observation facile des positions de réglage des différents dispositifs d'alimentation.
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Un autre but est de créer pour les dispositifs d'alimentation un socle unique contenant les organes d'entraînement et le mécanisme de réglage, et permettant également la suppression d'un grand nombre de tuyaute- ries grâce à des conduits communs pratiqués dans le socle.
Un autre but est de réaliser un ensemble facile à manipuler, d'un fonctionnement efficace, et permettant la fabrication avec des dépen- ses relativement réduites.
D'autres buts ressortiront de la description ci-après en regard du dessin annexé représentant un mode de réalisation préféré de l'objet de l'in- vention, et sur lequel:
La fig. 1 est une vue en élévation de face avec des coupes par- tielles d'un. ensemble présentant les caractéristiques de l'invention.
La fig. 2 est une vue en plan de cet ensemble, les couvercles étant supposés enlevés pour montrer certains détails de la liaison entre deux pompes.
La fig. 3 est une vue partielle en coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue en perspective de la broche d'accouplement entre les deux pompes.
La figo 5 est une vue en élévation similaire à celle de la fig, 1, mais montrant une partie du socle en coupe- pour faire apparaître le mécanisme d'entraînement monté à l'intérieur du socle.
La fig. 6 est une vue en coupe verticale à plus grande échelle suivant la ligne 6-6 de la fige 1, certains organes étant représentés en élé- vationo
La fig. 7 est une vue partielle en coupe à plus grande échelle, similaire à celle de la fig. 5, du mécanisme ,d'entraînement monté dans le so- cle, certains organes étant représentés en élévation, le mécanisme'occupant la position de la plus grande course.
La fig. 8 est une vue similaire à celle de la fig. 7, mais dans la- quelle le mécanisme occupe la position correspondant à la moitié de la plus grande course.
La fig. 9 est une vue partielle en coupe verticale à plus grande échelle suivant ]aligne 9-9 de la fig. 5, certains organes étant représentés en élévation.
La figo 10 est une vue partielle en coupe suivant la ligne 10-10 de la fig. 7, certains organes étant représentés en élévation.
La fig. Il est une vue en perspective d'un tourillon d'articula- tion faisant partie des organes de réglage du mécanisme d'entraînement.
Les mêmes chiffres de référence désignant des éléments similaires sur le dessin et dans cette description.
20 désigne un socle creux sensiblement rectangulaire muni de pieds 21 pour la fixation au plancher, et portant au milieu une boîte surélevée 22.
Sur le côté gauche de la boîte 22 sont prévues deux pompes à eau 23 et 24 du type usuel bien connu, comportant des pistons à simple effet.
Les détails de ces pompes ne font pas partie de cette invention, et elles ne sont donc représentées que par leur forme extérieure et plus ou moins sché- matiquemento
Ces pompes présentent (fig. 2) des conduits d'aspiration 25 et 26, et des conduits de refoulement 27 et 28 raccordés à un conduit commun 29. En 30 et 31 sont indiquées lestiges de pistons sortant des corps de pompe. Di- rectement au-dessous des pompes 23 et 24 est pratiqué un canal 32 dans le dessus du socle 20. Ce canal aboutit à un orifice taraudé 33 prévu sur le côté postérieur du socle, et un orifice également taraudé 34 prévu sur le côté ad-
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jacent et fermé par un bouchon 35. Les conduits d'aspiration 25 et 26 des pompes communiquent avec le canal 32.
Il en résulte ainsi un orifice d'as- piration commun pour les deux pompes qui peut être prévu, à l'arrière ou sur un côté du socle, l'orifice non désiré étant fermé par le bouchon 35.
36 est un canal pratiqué dans le dessus du socle directement au-dessous du conduit de refoulement commun 29 des pompes à eau avec lequel il communique.
Le canal 36 s'étend suivant la. largeur su socle, et il peut être fermé à une extrémité par un bouchon 37. Il présente ainsi un orifice de sortie pour les deux pompes, soit sar la face antérieure, soit sur la face posté- rieure du socle, suivant la position du bouchon.
Sur le coté droit de la boite 22 du socle sont prévues deux pompes à huile combustible 38 et 39, respectivement alignées avec les deux. pompes à eau opposées 23 et 24. Ces pompes à huile sont également représen- tées d'une manière plus ou moins schématique, parce que leur construction est bien comme. 40 et 41 désignent':-les conduits d'aspiration des pompes, et 42, 43 les conduits de refoulement reliés à. un conduit commun 44. En 45 et 46 sont indiquées les tiges de pistons sortant des corps de pompe. Di- rectement au-dessous de ces pompes est pratiqué dans le dessus du socle un canal 47 avec lequel communiquent les conduits d'aspiration 40 et-41. Ce ca- nal aboutit à un orifice de raccordement taraudé 48 prévu sur la face pos- térieure du socle.
En 49 est prévu un orifice de raccordement similaire orienté perpendiculairement au canal 47 et communiquant avec celui-ci. Cet orifice est fermé par un bouchon 50. En vissant le bouchon 50 soit dans l'o- rifice 48, soit dans l'orifice 49, on peut obtenir un orifice d'aspiration pour les pompes prévu sur la face postérieure ou sur la face latérale du socle, suivant que l'un ou l'autre est plus approprié. 51 est un canal prati- que dans le dessus du socle dans un plan un peu au-dessous de celui du canal 47,et en communication avec le conduit de refoulement commun 44 des pompes à huile combustible. 52 est un orifice taraudé à l'extrémité du canal 51 sur la face postérieure du socle. 53 est un orifice similaire prévu sur la face latérale du socle et fermé par un bouchon 54.
Cet orifice communique avec le canal 51 par un conduit 55 également p lacé dans un plan au-dessous du canal 47, pour passer à côté de celui-ci. Le bouchon 54 peut servir à fermer l'un ou l'autre des orifices. On peut ainsi obtenir un orifice de refoulement des pompes placé sur l'un ou l'autre de deux côtés différents du socle.
En 56 est représentée schématiquement une pompe destinée au trai- tement de l'eau par injection d'un agent de conditionnement dans l'eau refou- lée par les pompes 23 et 24. La pompe 56 est montée sur le socle 20 le long d'un côté de la pompe 24. La tige 57 du piston de la pompe 56 est accouplée par une broche 58 à la tige de piston 31. L'extrémité de la. tige 57 est con- formée en crochet 59 qui s'engage sur une extrémité à méplats 60 de la bro- che 58. En 61 est indiqué un conduit d'aspiration de la pompe 56 en communi- cation avec un canal 62 pratiqué dans le dessus du socle 20. Ce canal 62 abou- tit à un orifice taraudé 63 prévu sur un côté latérale du socle. Il communi- que avec un-canal-similaire 64-orienté perpendiculairement et fermé sur la face antérieure du socle par un bouchon 65.
En modifiant la position du bou- chon 65,c'est-à-dire en le retirant de la position que montre la fig.2 pour le visser dans l'orifice 63, on peut obtenir à volonté un orifice d'aspira- tion de la pompe de traitement 56 sait sur le côté latéral, soit sur la face antérieure du socle. Un conduit de refoulement 66 de la; pompe 56 communique directement avec le canal de refoulement 36 de l'eau. Les dimensions de la pompe 56 sont proportionnées de telle fagon que celle-ci refoule une dose prédéterminée d'agent de conditionnement dans l'eau refoulée par les pompes 23 et 24.
67 et 68 sont des poussoirs montés dans la boîte centrale 22 du socle 20 et pouvant coulisser dans des coussinets 69 encastrés dans la boite.
Ces poussoirs sont alignés axialement respectivement avec les tiges de pis- tons 30 et 31 des pompes à eau, et avec les tiges de pistons 45 et 46 des pompes à huile combustible. C'est ainsi que le poussoir 67 est accouplé aux tiges 30 et 45, tandis que le poussoir 68 est accouplé aux tiges 31 et 46.
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La broche 58 as@ure par ses parties circulaires 70 et 71 l'accouplement d'une extrémité du poussoir 68 avec la tige de piston 31, tandis que l'ex- trémité en forme de crochet 72 de la tige de piston 31 s'engage sur une par- tie à méplats 73 entre les parties circulaires.70 et 71 de la manière indi.- quée sur la fig. 3L'autre extrémité du poussoir 68 est engagée par un axe 75 dans un crochet 74 en bout de la tige de piston 46 de la pompe à huile 39 alignée avec la pompe à eau 24. De même, une extrémité du poussoir 67 est accouplée par un axe 77 au crochet 76 en bout de la tige 30, tandis que l'extrémité opposée est accouplée par un axe 79 à un crochet 78 en bout de la tige 46.
A l'intérieur du socle 20 est prévu un vilebrequin transversal 80, dont une extrémité est montée à rotation dans un flasque 81 fixé à la paroi antérieure du socle, tandis que l'extrémité opposée est montée dans un bossage 82 faisant partie de la paroi postérieure du socle. Sur le vile- brequin 80, et à proximité de son extrémité antérieure, est clavetée une roue hélicoïdale 83. Dans la partie postérieure, le vilebrequin 80 présente deux manetons décentrés 84 et 85 décalés angulairement de 180 l'un par rap- port à l'autre.
86 est un arbre entraîneur monté verticalement à l'intérieur du socle 20 dans une lunette 87 fixée au-dessus du socle, et dans une crapau- dine appropriée fixée au fond. Cet arbre entraîneur porte une vis sans fin 88 en prise avec la roue hélicoidale 83.
89 et 90 sont des bielles articulées respectivement aux manetons 84 et 85. A l'extrémité 91 de la bielle $9 est articulée l'extrémité infé- rieure d'unbalancier 92o En 93 de la bielle 90 est -articulée d'Orne manière similaire l'extrémité inférieure d'un balancier 94. Le balancier 92 est con- stitué par deux barres parallèles 95 disposées de part et d'autre de la biel- le 89. Les extrémités supérieures des barres 95 sont disposées de part et d'autre du poussoir 68 et articulées à celui-ci en 96. Le balancier 94 est également constitué par deux barres parallèles 97 disposées de part et d'au- trede la bielle 90, et dont les extrémités supérieures sont placées de part et d'autre du poussoir 67 auquel elles -sont -articulées -en 98.
A l'intérieur du socle 20 est monté dans des paliers 99 et 100 un arbre régulateur transversal 101, dont les extrémités sortent au socle sur les faces postérieure et antérieure. Sur cet arbre 101 est clavetée à l'intérieur du socle, et entre les paliers 99 et 100, une douille 102 de la- quelle partent des bras latéraux 103 et 104. Le bras 103 est terminé par une chape cylindrique 105 dont les extrémités sont engagées à coulissement entre les barres 95 du balancier 92. 106 est un tourillon monté à rotation dans la chape 105.
Ce tourillon dépasse les deux extrémités de la chape et présente des rainures transversales 107 dans lesquelles les barres 95 sont engagées à coulissement (figo II).Le bras 104 est également terminé par une chape cylindrique 108 dont les extrémités sont engagées à coulissement entre les barres 97 du balancier 94. 109 est un tourillon monté à rotation dans la chape 108 et dépassant les deux extrémités-de celle-ci..Ce touril- lon présente également deux rainures transversales 110 dans lesquelles les barres 97 sont engagées à coulissement, 111 est un autre bras descendant de la douille 102 et auquel est fixé un doigt 112-muni d'une téter sphérique 113.
Dans le bas du côté gauche du socle 20 est pratiquée une cham- bre cylindrique 114 dans laquelle est monté à coulissement un tiroir 115.
Ce tiroir peut être déplacé dans un sens ou dans l'autre- à l'aide d'une bro- che 116 muni d'un volant de manoeuvre, et vissée dans une lunette 117. Cet- te broche est accouplée au tiroir par un écrou 118. A proximité de l'extré- mité intérieure du tiroir 115 est pratiquée une ouverture 119 destinée à recevoir la tête sphérique 113 du doigt 112 faisant partie du bras descen- dant 111 de la douille de réglage 102.
Sur la face extérieure de la paroi antérieure du socle est fixé un cadran 120 entourant lextrémité de l'arbre régulateur 101, et faisant de préférence partie du palier 99..Sur ce cadran sont gravées des inscrip- tions 121 concernant la position de réglage -des -balanciers- 92 et 94. Le
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réglage de ces balanciers sera décrit en détail plus loin. 122 est un index
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solidaire de learbre régulateur et destiné à indiquer le réglage par sa po- sition en regard des inscriptions 121. Chacune des extrémités de l'arbre ré- gulateur 101 peut être reliée d'une manière bien connue" par des levier&y des chaînes ou des contre-poids, à un registre commandant l'admission de l'air dans le brûleur à huile du générateur.
123 et 124 sont des capots placés sur le dessus du socle 'et re- couvrant respectivement les pompes à eau, la pompe de traitement de l'eau et les pompes à huile combustible. 125 est un entonnoir permettant de verser de l'huile de graissage dans le socle. Dans la paroi antérieure du socle' est encastrée une glace d'observation 126 indiquant le niveau désiré de l'huile à l'intérieur du socle.
Le fonctionnement de cet ensemble est le suivant.-
Il sera supposé que l'ensemble est raccordé d'une manière dé- crite plus loin à un générateur de vapeur chauffé à l'huile.
L'arbre entraîneur 86, actionné par un moteur approprié (non re- présenté), fait tourner le vilebrequin 80 par l'intermédiaire de la vis sans fin 88. Pendant cette rotation et dans la position que montre la fig. 5, la bielle 89 articulée au maneton 84 est sur le point d'exécuter sa course d'aller, c'est-à-dire de se déplacer vers la gauche. Le balancier 92 arti- culé à l'extrémité antérieure de la bielle oscille avec le tourillon 106
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dans la chape la 5 L'extrémité supérieure du balances" 92, articulée en 96 au poussoir 68, se déplace vers l'arrière ou vers la droite et entraîne le poussoir 68 dans la même direction, indiquée par une flèche sur la fig.5.
L'extrémité de gauche du poussoir étant accouplée à la tige de piston 31 de la pompe à eau 24, et à la tige de piston 57 de la pompe- de traitement 56, entraîne ces tiges dans le sens de la course extérieure ou course d'as- piration. En même temps, l'extrémité de droite du poussoir 68, accouplée à la tige de piston 46 de la pompe à huile 39, entraine cette tige de piston dans le sens de la course de refoulement de la pompe.
Au cours de ces mouvements, la bielle 90 se déplace dans la di-
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rection opposée, q'est-à-dire que (vue sur la fig. 5) cette bielle 9 , eorr mence sa course de retour vers la. droite. Le balancier 94 articulé à l' ex- trémité de la bielle 90 oscille avec le tourillon 109 dans la chape 10, L'extrémité supérieure du balancier 94, articulée en 98 ou poussoir 67, commence alors â se déplacer en avan', c'est-à-dire ver.a¯.7.a, .gauche, 3.e 1a manière indiquée par la.flèche-en pointillé de la fige 5.
Il en résulte que ce poussoir 67,dont l'extrémité de droite est accouplée à la tige de
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piston 45 de la pompe- â huile 38, tandis que- son extrémité de gauche est accouplée à la tige 30 de la pompe à eau, entraîne la pompe à huile 38 dans le sens de l'aspiration et la pompe à eau 23 dans le sens du refoulement, On voit donc que les poussoirs 67 et 68 se déplacent dans des directions opposées grâce à la disposition diamétralement opposée des manetons, déca-
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lés angulairement de 180 l'un par rapport à l'autre, ce qui fait que 1-'ùne des bielles avance tandis que l'autre recule. Ces mouvements se traduisent par un refoulement continu des deux pompes à eau et des deux pompes à huile combustible.
L'eau est admise dans le canal 32 soit par un côté latéral, soit par la face postérieure du socle, suivant la position du bouchon, pour pas- ser dans les conduits d'aspiration 25 et 26 des pompes 23 et 24. L'eau re- foulée par ces pompes est de préférence dirigée dans un conduit commun 29 communiquant avec le canal de sortie 36, duquel cette eau est dirigée dans les serpentins du générateur, en partant soit de la face antérieure, soit de la face postérieure du socle 20 suivant la position du bouchon 37.
La pompe 56 reçoit l'agent de conditionnement de l'eau, soit par la face antérieure, soit par une face latérale du socle à travers le canal 62, suivant la position du bouchon 65. Le liquide refoulé' par cette pompe sortant par le conduit 66 est dirigé dans le canal 36 reliant entre eux les conduits de refoulement des pompes 23 et 24, de sorte que l'agent de conditionnement est mélangé avec l'eau refoulée par les pompes dans le
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canal 36 ménagé dans le socle.
Pour les pompesà huile combustible 38 et 39, on peut égale- ment obtenir des orifices d'aspiration et de refoulement sur des côtés différents du socle en modifiant la position des bouchons 50 et 54, -Le li- quide refoulé par ces pompes est dirigé par une tuyauterie vers le brûleu@ du générateur.
Il convient de noter que les proportions du débit des pompes à eau et à huile combustible sont prédéterminées pour l'obtention d'un maximum d'efficacité du générateur de vapeur dans des conditions diffé- rentes. Le dosage de l'agent de conditionnement à injecter dans l'eau est également prédéterminé pour l'obtention des résultats les plus favorables.
L'une des caractéristiques de l'ensemble consiste en ce que le débit des pompes peut être réglé par un réglage'de la course des poussoirs 67 et 68, réglage qui réduit ou augmente à son tour la course des pompes, On décrira ce réglage en regard des fige. 7 et 8, qui montrent le réglage d'un poussoir respectivement et approximativement pour le maximum et pour le minimum de course.
La fig. 7 représente le balancier 94 dans la position que mon- tre déjà la fig. 5 "y" indique la course du poussoir 67 obtenue par la po- sition de la chape 108, autour de l'axe de laquelle oscille le balancier.
Cette course représente à peu près le maximum qui est indiqué par l'index 122 placé en regard de "1" sur le cadran 120, de la manière représenté sur la fig. Io Si on désire réduire la course du poussoir, on visse vers l'in- térieur la broche 116 du mécanisme de réglage. Ainsi que l'indique la fig.8, le tiroir 115 déplace alors le doigt 112 du bras 111 vers la droite, de sor- te que le bras 104 s'élève.
Il en résulte également une élévation de la. chape 108, ce qui réduit la distance entre l'axe de cette chape et l'ar ticulation 98 du poussoir 65. Le balancier 94, qui oscille alors autour de l'axe plus élevé de la chape 108, intervient pour faire coulisser le pous- soir 67 sur une distance relèvement réduite indiquée en "y'" La position que montre la fig. 8 est alors indiquée sur le cadran 120 par l'index 122 dirigé sur l'indication "1/2".Etant donné que les chapes 105 et 108 occu- pent les mêmes positions par rapport à l'arbre régulateur 101; et qu'elles-' en sont solidaires, on comprend que les poussoirs- 67 et 68 sont réglés simultanément et d'une même amplitude.
Dans les pompes utilisées pour l'eau, et notamment l'eau chau- de, il importe que les pistons refoulent la majeure partie de l'eau des cylindres, et qu'il ne reste qu'un espace mort aussi réduit que possible entre les pistons et le fond des cylindres à la fin de la course de refou- lement. Ce but est atteint dans l'ensemble suivant l'invention par le fait que les tiges de piston 30 et 31 des pompes à eau 23 et 24 sont presque toujours ramenées à la même position à -la -fin de la course de refoulement.
La chape mobile 108, par exemple, décrit un arc de cercle autour de l'ar- bre régulateur 101. Cet arc de cercle est à peu près tangent àl'axe lon- gitudinal du balancier lorsque celui-ci occupe la position de course mini- mm. Il est disposé de façon qu'aux extrémités des courses, pour le régla- ge au maximum ou au minimum, le. poussoir 67 soit toujours ramené à la même position.
Pour ces réglages, la position finale du poussoir 67 est indiquée sur les fige. 7 et 8 respectivement en "x"et @ 30 est arrivée à l'extrémité intérieure de sa course. Pour les courses ré- glées sur ls points intermédiaires entre le maximum et ;Le minimum, l'espa- ce mort à l'intérieur de la pompe peut devenir un peu plus grand par suite de la courbure de la trajectoire de la chape 108, mais la différence est tellement faible qu'elle peut être pratiquement négligée. Les changements de course de la pompe à eau ont donc lieu en partan sensiblement du même point à la fin de la course de refoulement, vers un point au début de la course d'aspiration qui est modifié en fonction- du réglage.
Cette condi- tion ne s'impose pas pour la pompe à, huile combustible dont la tige de piston est accouplée à l'extrémité du poussoir occupant des positions va, riables.
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L'ai- de combustion admis dans le brûleur à huile du générateur est commandé par un registre convenablement monté dans un conduit adducteur d'air. Ce registre est ouvert ou fermé rigoureusement en fonction du régla- ge de l'ensemble. A cet effet, le registre est relié à une extrémité de l'ar- bre régulateur 101 par des leviers, des chaînes, des contrepoids, ou des or- ganes similaires;, d'une manière bien connue dans la technique.
L'ensemble suivant l'invention comprend donc sous la forme d'un bloc un appareil alimentant le générateur de vapeur en eau, injectant un agent de conditionnement dans l'eau, faisant arriver l'huile combustible au brûleur du générateur, commandant l'air de de brûleur,et dosant tous les fluides dans des proportions prédéterminées les uns par rapport aux autres, cet ensemble comportant également un dispositif pour faire varier le débit de l'eau, de l'agent de conditionnement, de l'huile combustible, et de l'air, à l'aide d'un seul mécanisme répondant aux conditions imposées tout en main- tenant les mêmes proportions prédéterminées., L'ensemble est extrêmement sim- ple, facile à installer, et n'exige aucune tuyauterie pour relier entre eux les différents organes.