<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
w UPAUIL ])1 YUOIwttOX..,-
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
mi présente invention out relative à un appareil
EMI2.2
pour infecter un fluide dans un autre et concerne plus par-
EMI2.3
ticulibremente une soupape de vaporisation, c'est-à-dire une soupape et ua ajutage de vaporisation combiné , particulièrement
EMI2.4
utiles pour vaporiser un liquide très réactif dans un autre
EMI2.5
liquide réaotionMlt lit milan * de fluides et ,p'o1.m.n1 de liquides qui . réagissent de man1ère tortement exothermique comporte des risques considérables# à moins que le mélange puisse se faire dans des conditions iso4gneustmont oontr8lieno Par exemple, le mélange de octaux alcalins liquides avo de l'eau cg des
EMI2.6
solutions aqueuses peut aire très dangereux à cause des réac.
EMI2.7
tions fortement exothermiques qui s'ensuivent et à cause de la
EMI2.8
production d'hydrogène qui, dans des systèmes ventilés de
EMI2.9
manière inadéquate, peut fcndoanager l'installation et mélangé à l'air a'<tnfl<tMa< avec une ,'101wnt..xplo.1o. Un tel nlêBe dt sodium et d'eau Plut 'tr..uh&1tabl.
dans oer- tains prâ41 pour convertir le sodium en autres produits , tels que la soude caustique Lt1n.ct1on d'aojd..ltur1qut concentré
EMI2.10
d'oléum, de solutions concentrées de peroxyde d'hydrogène ou
EMI2.11
de potasse caustique dans d* autres solutions concentrées réac- tionnelles constituent d'autres cas du l'injection requiert un contrôle soigneux pour emp4cher l'entrée de l'autre réac- tif dame le tuyau d'amenée au liquida que l'on iaetw<
<Desc/Clms Page number 3>
Une manière efficace de mélanger et de faire réagir du sodium avec de l'eau consiste à vaporiser du sodium liquide dans un courant d'eau rapide, par exemple dans un réacteur à tuyaux. Les ajutages de vaporisation disponibles jusqu'à présent dans ce but là, ont cependant été loin de satisfaire.
Ainsi ils sont sujets à obstruction provenant de solides qui peuvent être présents ou produits dans le sodium liquide et il faut les enlever pour nettoyer les ouvertures obstruées des ajutages ou gicleurs après chaque inerruption ou fer- meture du passage. Pire encore à chaque interruption ou fermeture du passage, ces ajutages requièrent l'injection d'un fluide i- nerto tel l'azote dans le conduit d'amenée du sodium et à tra- vers l'ajutage en question afin d'empêcher de l'eau (ou n'im- porte quoi autre liquide réactionnel) de remonter dans le con- duit du sodium où il réagirait.
De telles réactions produites aux confins du conduit d'amenée du sodium, sans enlèvement approprié de chaleur, sont dangereuses car les températures et pressions excessives qui en résultent peuvent endommager sérieusement ou détruire l'appareillage.
La présente invention a pour objet un ajutage de va- porisation perfectionné convenant éminemment bien pour vapo- riser ou disperser un liquide hautement réactif dans un liqui- de réactionnel. Un objet particulier consiste en une valve. ou soupape de vaporisation, c'est-à-dire un ajutage de va- porisation et une soupape venue d'une pièce, laquelle con- vient particulièrement bien pour vaporiser un métal alca- lin liquidé dans un liquide qui est hautoment réactif vis- à-vis de lui.
Un autre objet consiste en un ajutage ou gicleur de vaporisation qui se nettoie de lui - même et est à flux réglable, comportant un siège de fermeture faisant partie intégrante de l'ajutage, lequel siège est spé-
<Desc/Clms Page number 4>
cialement utile pour effectuer la dispersion sûre et contrô- lés de sodium liquide dans des réactifs liquides, tels que l'eau. Un autre objet encore consiste en une soupape de vapo- risation pour la dispersion de sodium liquide dans de l'eau, laquelle soupape de vaporisation est essentiellement exempt$,
- des défaut$ susmentionnés qui caractérisent les ajutages de vaporisation disponibles jusqu'à présent* D'autres objets encore ressortiront de la description suivante,
L'appareil suivant la présente invention est en fait une soupape devaporisation laquelle est une combinaison d'un ajutage ou gicleur de vaporisation avec un siège de fermeture, venu d'une pièce avec lui.
Il comprend, en combinaison, un corps de soupape pourvu d'une entrée pour le liquide à vapo- riser, une tige de soupape s'étendant extérieurement à travers le corps de la soupape, l'extrémité de la tige se terminant . en un bouchon de soupape présentant une partie frontale cylin- drique qui s'ajuste exactement dans un manchon à siège avec est paroi affleurant@, laquelle partie cylindrique du bouchon/pour- vue d'une série de rainures s'étendit longitudinalement à partir de son extrémité frontale en étant prévues à des in- tervalles egaux autour de sa périphérie.
De préférence, les rainures sont jplus courtes que la partie cylindrique du bou- chon en sorte !que toute la longueur des rainures s'étend au delà du manchon à siège de soupape, exposant ainsi toute la longueur des rainures a l'action de lavage du liquide d'aval quand la soupape est fermée. L'aire transversale des rainu- res doit être telle qu'elle garantit une différence de, pres- lion suffisante à travers la soupape et une vitesse d'écoule- ment suffisante pour empêcher un retour du liquide dans le corps de la soupape.
De préférence, les rainures dans la par- tie cylindrique du bouchon seront de plusieurs longueurs et
<Desc/Clms Page number 5>
des Moyens seront'prévue pour limiter le degré couverture de la soupape afin d'empêcher que le bouchon ne soit chasse du manohon à siège*
L'appareil suivant la présente invention sera mieux compris à l'aide de la description suivante, en référence aux dessins schématiques ci-annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation d'un appareil à soupape de vaporisation suivant la présente invention, .on- té sur un coude à 90 d'un réacteur à tuyau,l'appareil étant représenté avec l'équipement qui lui cet associé;
- la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une soupape de valorisation - la figure 3 est une vue en coupe transversale frag- mentaire de la partie comportant l'ajutage et le siège de soupape dans une forme d'exécution préférée de la soupape de vaporisation, - la figure 4 est une vue d'extrémité de la partie comportant l'ajutage et le 81.se de soupape représentés à la figure 3; et - la figure 5 est une vue latérale d'une tome d'exé- cution proférée de la partie comportant l'ajutage et le siè- ge de sou pape.
L'assemblage de la figure 1 comporte un réacteur à tuy- au 1 à travers lequel on fait circuler un liquide réactionnel tel que l'eau ou une solution aqueuse de soude caustique.
Dans la paroi et dans un coude du réacteur 1 est montée une soupape ou valve de vaporisation 2 suivant l'invention, laquel- le soupape est pourvue d'un disque de rupture 7 et cet reliée à un conduit 8 d'amenée du sodium liquide. l'ouverture ou la fermeture de la soupape de vaporisation se font à l'aide d'un volant 3 agissant par l'intermédiaire d'un engrenage 4 et des
<Desc/Clms Page number 6>
accouplements flexible* 5 reliés à une tige de soupape 6.
Au lieu de la commande manuelle à distance à l'aide du volant 3, on peut utiliser d'autres moyens tel@qu'un appareil pneu- matique du genre à piston, pour ouvrir et fermer la soupape.
Le volant 3 cet monté sur un arbre qui N'étend à travers un presse-étoupe 10 dans une barrière 9, celle-ci étant unique- ment prévue pour des raisons de sécurité afin de protéger l'opérateur en cas d'explosion, provenant par exemple de fuites et de,l'inflammation d'hydrogène engendré comme pro- duit secondaire, au voisinage du réacteur.;
L'expression "manohon à siège avec paroi affleurante" sort dans le présent mémoire à désigner un manchon à siège de;- soupape, dont l'extrémité antérieure affleure la surface intérieure de la paroi du réacteur ou du récipient auquel la soupape devaporisation est montée.' De préférence, l'ex- trémité antérieure du bouchon de soupape affleure également la surface intérieure de la .paroi du réacteur quand la .ou.- . pape est entièrement dans la position ouverte.
lies détails structurels d'une forme d'exécution de la soupape de vaporisation suivant la présente invention sont montrée à la figure 2 dans laquelle la soupape de vaporisation est montée dans la paroi d'un tronçon droit d'un réacteur en tuyau La soupape de vaporisation est montée à l'aide d'une plaque 14 en sorte que non extrémité de sortie ou antérieure s'étend à travers un trou appropria dans la paroi du réacteur à tuyau 1.
La soupape de vaporisation comprend un corps 15 présentant une entrée latérale 16. un manchon 12 avec siège portant un siège de soupape 13 et une tige 6 dont l'extrémité antérieure aboutit en un bouchon rainure 11 et dont l'autre extrémité d'étend à travers le corps 15, un bague filetée 26,
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
dans un étrier 27, et est pourvue d'un volant 3.
La tige 6 est filetée avec précision en 20 pour permettre une aamrsaande Précise du mouvement de la tige 6 et du bouchon 11 quand le volant ? tourne, tandis qu'un eerou d'arrêt 1 9, réglait et monté sur la tige 6,a pour fonction de limiter le degré d'ou- verture possible de la soupape, empêchant ainsi 1' éloigne-
EMI7.2
ment complet du bouchon rainure 1 à partir du aanahon 11 à siège. Bien que ce ne soit pas essentiel mais désirable pour des rainons de sécurité,
la corps 15 cet pourvu d'un trou ta- raudé 17 destin$ à recevoir un disque de rupture tel que l'élément 7 à la figure 1. La notation de référence 18 dési-
EMI7.3
gned'une manière générale, pr....-4toupe, garniture et leu- briffant. Des détails du manchon 12 à siège de SoUpape et du bouchon rainure il de la figure 2 mont mantr6a;, plus culai- rement aux figurée 3 et 41 cependant, le manchon bzz .1'SI tel que présenté dans ces dernières figures diffère quelque peu de celui qui est représenté à la figure 1, par le fait que un . bord frontal adjacent à la parti* cylindrique 22 ' en
EMI7.4
du bouchon 11 est biseauté vers l'extërieur/z5, a partir du bouohon 11.
Un tel manchon biseauté formant eiege cet préfé- ré pour la réaction du sodium avec l'eau paro.uti1 fonction- ne avec une tendance moindre à se boucher. La partie cylin-
EMI7.5
drique 22 du bouchon 11 est légèrement biseautés en 23 et eet pourvue d'un certain nombre de rainures ,tm1-o1roula1r.. 24 e t dtendant longitudinalement à partir de l'extrémité antérieu- re (extrémité supérieure telle que représentés à la figure 3) de la partie cylindrique 22 et échelonnées à des intervalles égaux autour de la périphérie de cette dernière.
Quand ces rainure. sont amenées à fonctionner, elles constituent des passage. pour les courante de vaporisations Le bouchon @@
<Desc/Clms Page number 8>
EMI8.1
comprend une partit biseauté* on epauleaent 21 qui Maçon- . tre et t'appuie contre le siège 13 interrompant ainsi l'400u- lemeni quand la soupape est en Position fermé** Dans une togme d'exécution préférée, leu rainures 24 auront une lorxe rootazgulaire et plusieurs longueur$$ toute. oelleu 4'un.
même longueur donné* étant <oh<loïU3<< des in- tervalles égaux autour de la périphérie du 011ih4N Sa* en tel arrangement ,et in4iu' la figure 5 qui montre six né.- rien de rainure., chaque série étant constituée par $ rainu- ,
EMI8.2
ras de différentes longueur la prévoyant plusieurs de ces séries de rainure% échelonnées à des Intervalles égaux au- tour de la périphérie du cylindre 220 on réalise l'espaeement égal et voulu de toutes les rainures de chaque longueur par- tioulleret Il est aussi préférable que toutes lori rainure.
soient plue courtes que la partie cylindrique 21 du bouchon 11,! en sorte que quand on ferme la soupape de vaporisation, tou-
EMI8.3
te la longueur de toutes les rainures a'étendf au delà du manchon 12 à siège comme représenté à la figure 5 et est expo- sée entièrement et uniquement au liquide contenu dans le réac- tour pour enlever par lavage les dépote qui pourraient avoir tendance à obstruer les rainurons
La présence de rainures de différentes longueurs dans la partie cylindrique 22 du bouchon 11 est avantageuse par
EMI8.4
la fait qu'elle permet An contrôle progressif du débit de va- porieation tout en maintenant une chute de pression et une vitesse constantes à travers les rainure.. Pour des raisons de sécurité,
la ohute de pression à travers les rainures et le manchon à siège doit être suffisante pour empêcher tout retour des réactifs dans le corps de la soupape. Une chute de pression au moine égale au double de la contre-pression
<Desc/Clms Page number 9>
d'aval est en général à opnseiller.
Pour n'importe quelle différence de pression, le débit de vaporisation est doterai- né par les dimensions et le nombre de rainures 24 mises en services Si les rainures sont de longueurs différentes et si on ouvre la soupape pour ne mettre en service que les rainu- res les plus longues, par exemple les rainures 24 a à la figure 5, le débit de vaporisation sera le plue faible, tan- dis que le débit de vaporisation sera doubla en ouvrant la soupape pour mettre en service toutes les rainures à longueur suivante, par exemple les rainures 24 b. Quand les rainures sont de trois longueurs différentes, par exemple, 24a, 24b, et 24c, trois débits différents de vaporisation sont possibles et on réalise le débit complet quand la soupape est entière- ment ouverte.
Les rainures 24 peuvent avoir différentes formes en coupe transversale, par exemple, demi-circulaire, carrée ou rectangulaire, la dernière forme étant préférée. Quand la partie cylindrique 22 du bouchon 11 a 5,08 om de diamètre et est pourvue de 24 rainures de section transversale rectangulair mesurant ohaoune 0,139 cm de profondeur et 0,156 om de large et si on ambne du sodium dans la soupape à environ 28kg/cm2, le débit complet de vaporisation sera d'environ 1359 kg de sodium par heure.
La soupape de vaporisation suivant la présente invention convient spécialement bien pour vaporiser du sodium fondu dans un liquide tel que l'eau avec laquelle il doit réagir* La soupape @@ nettoie d'elle-même et à cause de la proximité immédiate du siège de soupape 13 par rapport à l'extrémité de sortit de l'ajutage, on peut Interrompre ou fermer le passage du sodium dans l'appareil l'aide du volant 31 sans qu'il
<Desc/Clms Page number 10>
faille démanteler l'appareil pour nettoyer l'ajutage, Ainsi) avec la fermeture intégrale à proximité du point dit mortie,
aucune quantité importante de sodium n'est disponible pour réagir avec l'eaU lors de la fermeture. Ceci constitue un avantage considérable tant pour la commodité que pour des rai- sons de sécurité* La manipulation de sodium fondu comporte toujours quelques risques, en particulier quand il faut le faire réagir avec de l'eau, l'utilisation de la présente aoupape de vaporisation diminue grandement les risques de ce genre d'opération.
REVENDICATIONS.
1.- Soupape de vaporisation pour vaporiser un liquide réactionnel dans un autre liquide réactionnel, caractérisée en ce qu'elle comprend en combinaison un corps de soupape pourvu d'une entrée pour le liquide à vaporiser une tige de soupape s'étendant Vers l'extérieur à travers ledit corps de soupape ,
l'extrémité intérieure de cette tige se tarai- nant par un bouchon de soupape ledit bouchon présentant une partie frontale cylindrique N'adaptant exactement dans un manchon avec siège à paroi affleurante comportant un siège 'de soupape ladite partie cylindrique dadit bouchon étant pourvue deplusieurs rainures s'étendant longitudinalement à partir de 1'extrémité antérieure de cette partie et échelon- nées à des intervalles égaux autour de sa périphérie.