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"Extracteur d'eau de condensation à commande thermique et à obturation par tiroir"
La présente invention est relative à un extracteur d'eau de condensation à commande thermique muni de dispositifs pour adapter la courbe de commande de l'extracteur à la courbe de saturation.
Dans les extracteurs d'eau de condensation de cette sorte, on emploie généralement un organe de commande comprenant un élément bimétallique élastique qui se déforme sous l'effet de la température et qui est en liaison à contact forcé avec une soupape qui se ferme à l'encontre du flux. Ces extracteurs présentent l'inconvénient que, lorsque la température baisse, ils ne dégagent la section d'écoulement que d'une façon graduel-
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et ne peuvent donc évacuer des quantités importantes d'eau de condensation qu'après que la vapeur a été refroidie fortement au-dessous de la température de condensation.
Il est vrai qu'en adoptant des soupapes présentant des formes particulières on peut diminuer le refroidissement requis de l'eau de condensa- tion ; il demeure toutefois que,dans tous les extracteurs comportant un tel mode d'obturation, la caractéristique de réglage devient moins favorable à mesure que la contre-pression augmente dans la conduite d'écoulement.
Dans une autre espèce connue d'extracteurs thermiques d'eau de condensation, les éléments de commande sont constitués par des soufflets métalliques hermétiquement clos, disposés dans l'espace haute pression de 1!extracteur. L'organe obturateur est constitué par un obturateur de soupape fixé rigidement à l'extrémité inférieure du soufflet et qui s'applique à joint étanche contre un siège de soupape dans le sens du flux. Lorsque l'eau de condensation se refroidit, la pression diminue dans le soufflet métallique, à la suite de quoi l'extracteur s'ouvre.
L'obturation à soupape réalisée dans les deux espèces décrites d'extracteurs d'eau de condensation exige - si l'on veut atteindre une étanchéité parfaite en présence de vapeur saturée - ou bien un guidage qui soit au possible exempt de frottement et exactement centré, de la soupape, guidage qu'il est extrêmement difficile de réaliser, ou bien, des réserves adéquates de l'effort de fermeture de l'organe de commande, ce qui influence défavorablement la caractéristique de réglage des extracteurs.
L'invention vise à établir un extracteur d'eau de condor.- sation à commande thermique qui, dans une large gamme de pres sion et pour des températures très peu inférieures à la température considérée de la vapeur saturée, ouvre largement ou complète-
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ment sa section d'écoulement, la grandeur de la course, et donc de la section d'ouverture, devant demeurer non influencée par la contre-pression.
Suivant l'invention, ce problème est résolu par le fait que l'organe de commande est constitué, ainsi qu'il est connu en soi, par un soufflet métallique prévu sur le-côté haute pression ; on ce que l'organe obturateur est constitué, toujours comme il est connu en soi, par un tiroir; et en ce que le rap- port entre la surface effective du soufflet et l'aire de la section de l'organe obturateur est supérieur à 1. Suivant une autre particularité favorable de l'invention, le soufflet métal- lique peut être fermé par un manchon en forme de godet, qui pénè- tre dans le creux du soufflet de telle manière que la surface de transmission de chaleur pour le fluide de remplissage de ce soufflet se trouve augmentée.
Afin de pouvoir mieux adapter l'extracteur aux conditions de fonctionnement existantes, il peut s'avérer avantageux de combiner le soufflet métllique avec des ressorts mécaniques et/ou des éléments bimétalliques, ou encore, de monter le soufflet métallique sous une précontrainte mécanique.
Dans une forme de réalisation particulièrement favorable, le soufflet métallique, le tiroir et la tuyère d'écoulement constituent un sous-ensemble.
Les dessins annexés représentent deux exemples d'exécution de l'invention, qui seront décrits d'une manière plus détaillée dans la suite. Dans ces dessins :
La Figure 1 représente l'extracteur suivant l'invention, avec accouplement direct entre le soufflet métallique et le tiroir, et
La Figure 2 représente le même extracteur, mais où le tiroir est actionné par l'intermédiaire d'une timonerie à levier.
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L'eau de condensation s'écoule par un orifice d'admission 1 vars l'espace haute- pression 2 de l'enveloppe 3 . Dans l'es- pace haute pression 2 est vissécuno tuyère d'écoulement 4.
L'écoulement de l'eau de condensation a lieu par l'orifice 6, en passant par l'orifice d'évacuation 5. Sur la tuyère d'écou- lement 4 est prévu un dispositif de suspension 7, auquel la soufflet métallique 8 est fixé de façon mobile à l'aide d'une vis de réglage 9. A l'autre extrémité du soufflet métallique 8 est fixée une tige de commande de tiroir 10, qui encaisse un tiroir plat 11 (Fig. 1),
A titre de variante, le tiroir 11 est actionné, dans la forme de réalisation représentée dans la Fig. 2, par la tige de commande 10, par l'entremise d'un système de leviers 12 monté à pivotement autour du point 13.
L'extracteur suivant l'invention fonctionne comme suit :
A la tampérature ambiante, le soufflet métallique présente la longueur minimale. Cet effet est dû à la différence entre la pression extérieure, de une atmosphère par exemple, et la pression intérieure, qui représento, la pression de la vapeur du' liquide de remplissage à la température ambiante. Lorsque la température s'élève, la pression intérieure augmente, à la suite de quoi le soufflet s'allonge en raison de son élasticité propre et déplace le tiroir vers la position de fermeture.
Lorsque le liquide de remplissage est constitué par l'eau de condensation à extraire, le soufflet n'est pas soumis à des forces mécaniques élastiques lorsqu'un état de vapeur saturée existe dans l'espace à. haute pression, de sorte qu'il reprend sa longueur initiale. Lorsque le liquide de remplissage possède une pression de vapeur plus élevée, le soufflet subit un allon- gement supplémentaire lorsque des conditions de vapeur saturée existent extérieurement,
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Le soufflet métallique peut être ajusté à l'aide de la vis de réglage 9, de telle manière que lorsque l'état de vapeur saturée du fluide à extraire est atteint, le tiroir 11 ferme toul juste l'orifice d'écoulement 6.
Lorsque, la pression dans l'espace à haute pression étant constante, la température baisse, la corps de dilatation 8 se contracte en raison des phénomènes décrits ci-dessus et dégage 1(orifice, 6, en agissant sur le tiroir 11 par la tige de commande 10. A ce mouvement s'oppose une force de frottement due à la différence, qui règne au niveau du tiroir 11, entre les pressions de l'espace haute pression 2 et de l'espace basse pression 5. On a constaté que, lorsque le soufflet métallique présente les dimensions habituelles, le processus de commande n'est pratiquement pas influencé par cette force de frottement.
Lorsque l'orifice d'écoulement 6 est constitué par une fente dont le sens de la longueur est perpendiculaire au plan du dessin, une faible course du tiroir -c'est-à-dire, après un léger refroidissement de l'eau de condensation -. a pour effet la libération de la pleine section d'écoulement. Lorsque la température monte à nouveau, le corps de dilatation s'allonge soit sous l'effet de son élasticité propre, soit au surplus, lorsque le liquide de remplissage possède une pression de vapeur plus élevée, sous l'effet de la pression intérieure. La force de frottement décrite ci-dessus agit, ici également, à l'encon- tre du mouvement; toutefois, et lorsque les dimensions du souf- flet et de l'orifice d'écoulement ont été judicieusement choisies ellfl est négligeable dans ce cas également.
Lorsqu'un état de vapeur saturée existe dans l'espace haute pression 2, l'orifice d'écoulement 6 est masqué, ce qui empêche le passage de la vapeur. On a constaté que l'état de recouvrement de l'orifice 6 par le tiroir 11, qui varie avec @ la pression de service, peut être maintenu dans les limites
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requises dans un large domaine de pression, l'adaptation de la courbe d'ouverture à la courbe de saturation demeure très favorable. De plus, on a la possibilité de maintenir le re- couvrement constant dans un large dome ''ne de pression, à l'aide de butées.
REVENDICATIONS ---------------------------
1) Extracteur d'eau de condensation à commande thermique muni de dispositifs pour adepter la courbe de commande de l'extracteur à la courbe de saturation, caractérisé en ce que l'organe de commande est constitué, ainsi qu'il est connu en soi, par un soufflet métallique prévu sur le côté haute pres- sion ; en ce que l'organe obtarateur est constitué, toujours comme il est connu en soi, par un tiroir; et en ce que le rap- port entre la surface effective du soufflet et l'aire de la section de l'organe obturâtes.' est supérieur à 1.