<B>Purgeur de</B> vapeur <B>d'une</B> canalisation La présente invention a pour objet. un pur geur de vapeur d'une canalisation, comportant dans un corps une chambre dans laquelle un élément mobile est disposé avec jeu et est sus ceptible d'être déplacé, dans un sens, sous la pression de la vapeur, et dans le sens opposé, lorsque la quantité d'eau de condensation dans la chambre augmente par rapport à la quantité de vapeur.
Ce purgeur est caractérisé par un mécanisme à soupape qui comprend un siège de soupape ayant un orifice d'évacuation com muniquant avec l'intérieur de ladite chambre, un levier de soupape principale, dit premier levier, monté pivotant par l'une de ses extré mités à l'intérieur de ladite .chambre au voisi nage dudit orifice d'évacuation, un levier de soupape-pilote, dit second levier, articulé à l'une de ses extrémités au levier de soupape principale, un corps de soupape principale porté par le levier de soupape principale et le traversant, et percé d'un orifice d'évacua tion auxiliaire plus petit que l'orifice du siège de soupape,
ledit corps de soupape principale étant agencé pour s'appliquer contre l'extrémité correspondante du siège de soupape pour fer mer l'extrémité correspondante de l'orifice d'é vacuation de ce siège, une soupape-pilote por tée par le levier de soupape-pilote et agencée pour s'appliquer contre l'extrémité du corps de soupape éloignée du siège de soupape princi- pale pour fermer l'extrémité correspondante de l'orifice d'évacuation auxiliaire, un dispositif coopérant avec le levier de la soupape-pilote,
porté par ledit élément mobile et agencé pour imprimer un mouvement au levier de la sou pape-pilote à la suite d'un accroissement de l'eau de condensation par rapport à la quantité de vapeur dans la chambre pour séparer ainsi la soupape-pilote de son siège et permettre à l'eau de condensation d'être évacuée par l'ori fice auxiliaire, la continuation du mouvement du levier de la soupape-pilote amenant le le vier de la soupape principale à se déplacer pour séparer la soupape principale de son siège en permettant ainsi à l'eau de condensation d'être évacuée de la chambre par l'orifice d'évacua tion principale.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'objet de l'in vention.
La fig. 1 est une vue en plan de cette forme d'exécution.
La fig. 2 en est une vue de côté. La fig. 3 est une vue en coupe verticale longitudinale et en perspective selon la ligne 3-3 de la fig. 1, montrant le mécanisme à sou pape en position de fermeture, la cloche étant en position haute. Les fig. 4, 5 et 6 sont des coupes à plus grande échelle du mécanisme à soupape, dans la partie supérieure centrale de la fig. 3, mon trant ce mécanisme en différentes positions.
La fig. 7 est une vue isométrique explosée de la forme de mécanisme à soupape représen tée aux fig. 3 à 6, détachée du purgeur.
Si l'on se reporte au dessin, la référence 10 désigne le corps d'un purgeur de vapeur d'une canalisation du type à flotteur en cloche. Le corps 10 présente intérieurement une chambre primaire ou à eau de condensation ou de dis persion de l'air 11, et dans cette chambre rela tivement grande une cloche 12 engagée avec jeu peut se déplacer librement dans la direc tion verticale. La cloche 12 comporte une pa roi cylindrique 12a et une paroi supérieure 12b qui est pourvue d'un petit orifice ou lumière 12c.
La paroi inférieure de la chambre 11 a une partie 13 qui fait saillie vers le haut et qui est pourvue d'un canal d'admission 14, canal qui se prolonge vers le bas dans une partie 15 du fond, relativement étroite et allongée, ve nue de matière avec le corps 10. Le canal 14 communique avec un tuyau ou une conduite d'admission 16 fixée au corps 10, vissée à l'in térieur de celui-ci par exemple.
Le tuyau 16 peut provenir d'un appareil d'un type quel conque ou d'une canalisation par laquelle un fluide tel que de l'air, de la vapeur, du gaz ou de l'eau de condensation est envoyé sous pression, de telle sorte que ce fluide pénètre sous pression dans la chambre 11 du corps 10.
Le purgeur de vapeur comporte aussi un chapeau 20 qui est convenablement fixé à l'extrémité supérieure du corps 10, un joint convenable 21 étant prévu entre le chapeau 20 et le corps 10. Le chapeau 20 est pourvu d'une chambre 22 qui correspond à la cham bre 11 et peut être considéré comme faisant partie de celle-ci. Dans sa partie centrale, le chapeau 20 possède une portion 23 en sail lie vers le bas qui forme une cloison 24 dans le chapeau 20. Le chapeau 20 est pourvu in térieurement d'un canal ou chambre secon daire 25 qui est partiellement délimité par la saillie 23 et la cloison 24.
La chambre 25 communique avec un canal d'évacuation allon gé 26, aménagé dans une partie relativement étroite, dirigée longitudinalement ou verticale ment 27 et venue de matière avec le corps 10. L'extrémité du fond 15, opposée à celle à la quelle est raccordé le tuyau 16 est raccordée à une tubulure d'évacuation 30 qui lui est con venablement reliée, étant par exemple vissée à l'intérieur du fond, et cette tubulure 30 com munique avec l'extrémité inférieure de la cham bre ou canal d'évacuation 26.
Pour faciliter le nettoyage de la chambre 11, la paroi inférieure est de préférence pour vue d'une lumière de nettoyage ou orifice de vidange 32 à l'intérieur duquel se trouve une autre soupape de vidange comportant une bille de vidange 33 qui repose contre l'orifice 32, cette bille 33 étant maintenue par un bouchon de vidange 34 qui est vissé dans une douille 35. La douille 35 est engagée et vissée dans la par tie inférieure du prolongement 15, à la partie inférieure du corps 10 et empêche normalement le fluide de passer par un canal relativement petit 36 aménagé dans la partie 15 du corps 10 et qui établit une communication entre les canaux 14 et 26 quand la douille 35 est abais sée au-dessous du canal 36.
Le bouchon de vidange 34 présente inté rieurement une portion évasée 40 qui est en ge- néral elliptique ou rectangulaire, c'est-à-dire de dimension plus faible, dans une direction, que le diamètre de la bille 33 de façon à sou tenir cette bille tout en permettant au fluide de s'écouler vers le bas par l'orifice 32 au-delà de la bille 33 et dans la portion 40 quand le bou chon de vidange 34 est dévissé. Ce dernier comporte également un canal intérieur 41 qui communique avec l'extrémité inférieure du ca nal 40 et auquel peut être raccordé, si on le désire, un tuyau d'évacuation, non représenté.
Bien que les tubulures d'admission et d'éva cuation 16 et 30 soient représentées comme étant sensiblement en alignement axial l'un par rapport à l'autre aux fi-. 1, 2 et 3, on doit comprendre cependant que ces tubulures d'ad mission et d'évacuation 16 et 30 peuvent être décalées l'une par rapport à l'autre ou que la tubulure 30 peut être directement raccordée au chapeau 20, s'étendre dans une direction perpendiculaire à la tubulure 16 et communi quer directement avec la chambre secondaire ou canal d'évacuation 25 du chapeau 20. Dans ce dernier cas, bien entendu, le canal 26 peut être supprimé.
Le mécanisme à soupape comprend un siège de soupape 45 qui pénètre dans la cloison 24 du chapeau 20 dans laquelle il est vissé, et qui est pourvu d'un orifice d'évacuation 46, qui le traverse et qui est normalement fermé par un corps de soupape principale 47. Le corps de la soupape principale 47 est hémisphérique et il est traversé par un alésage relativement pe tit 50, dirigé longitudinalement ou vertica lement, dont l'extrémité inférieure constitue un siège de soupape normalement fermé par une soupape-pilote relativement petite 51 ap pliquée contre lui comme le montre la fig. 4.
Le corps de la soupape principale 47 a une portion inférieure rétrécie, qui est introduite dans le corps 53a, d'un levier 53 de soupape principale et qui est fixée sur lui de façon ap propriée, étant par exemple montée à la presse. La soupape-pilote 51, elle aussi, est générale ment hémisphérique et pourvue d'une partie inférieure rétrécie qui est introduite dans un levier 54 de soupape-pilote, auquel la soupape- pilote 51 est fixée, étant engagée à la presse par exemple.
L'une des extrémités du levier 53 est arti culée sur un support 55 fixé à la surface infé rieure de la paroi 24 du chapeau 20, par des vis 56. Le support 55 est échancré de manière à former une ouverture 57 à travers laquelle passe l'extrémité inférieure élargie du siège 45 de la soupape principale. Le levier 53 de la soupape principale est articulé sur le support 55 au moyen d'une pièce d'articulation 60, sen siblement en forme d'U comportant une por tion 61 faisant saillie vers l'extérieur (fig. 7) à l'extrémité libre de chacune de ses branches et partiellement entourée par une portion rabat tue 62 du corps de levier 53.
Les extrémités opposées des branches de la pièce d'articulation 60 en forme d'U sont introduites dans des pat tes 63 du support 55 et la partie horizontale de la pièce d'articulation 60 traverse une por- tion rabattue 65 de l'extrémité correspondante du levier, ou pièce d'assemblage 54 de la sou pape-pilote. Le levier 53 de la soupape prin cipale est donc articulé sur le support 55 et le levier 54 de la soupape-pilote est articulé sur le levier 53 de la soupape principale au-dessous des pattes 63.
Le levier 54 de la soupape-pilote a une par tie inférieure plane 66, une partie 67 inclinée et dirigée vers le haut, et une partie supérieure plane 68 repliée extérieure ment. La partie plane 68 est donc placée paral lèlement au plan de la partie 66 du levier 54 de la soupape-pilote, et à une certaine distance de ce plan.
La distance entre les surfaces su périeures des parties 66 et 68 est de préférence telle qu'en position de fermeture le levier 53 de la soupape principale est placé dans une di rection sensiblement parallèle aux parties 66 et 68 du levier 54 de la soupape-pilote quand le corps 51 de la soupape-pilote est appliqué con tre l'extrémité inférieure de l'orifice 50 du corps 47 de la soupape principale (voir fig. 4).
La partie supérieure terminale libre 68 du levier 54 de la soupape-pilote est traversée par une ouverture intermédiaire 71 par laquelle passe librement une branche 72 rabattue vers le bas à l'extrémité libre du levier 53 de la soupape principale, et cette partie 72 présente elle-même à son extrémité libre une patte 74 repliée vers l'extérieur et dont la direction fait un certain angle avec la partie principale 53a du levier 53 de la soupape principale.
La partie extrême plane 68 du levier 54 de la soupape-pilote présente une seconde ou verture ou fente 75 aménagée au voisinage de son extrémité libre, à une certaine distance vers l'extérieur de l'ouverture 71 et par la quelle passe librement une portion 76 et un organe d'enclenchement désigné dans son en semble par la référence 77. Cet organe d'en clenchement 77 est fixé de façon appropriée à la surface supérieure de la paroi supérieure 12b de<B>là</B> cloche 12, et la portion 76 se pro longe à angle droit suivant une portion 80 fixée par des rivets 81, à la surface supérieure de la paroi supérieure de la cloche 12.
Le bord externe de l'ouverture 75 du le vier 54 est constitué par une barrette d'arrêt 82 qui est façonnée de préférence avec une surface supérieure convexe comme le montrent les fig. 3 à 7 de telle manière qu'elle peut se déplacer librement en glissant le long d'une crosse 83 prévue à l'extrémité supérieure de la portion 76 de l'organe d'enclenchement 77.
La partie médiane de la portion 76 de l'organe 77 présente une patte dirigée vers l'intérieur 84 qui est placée au-dessous de la partie plane 68 du levier 54 de la soupape-pilote et qui est agencée pour venir au contact de la surface inférieure de la partie 68 du levier 54 de la soupape-pilote au cours du mouvement ascen dant de la cloche ou élément sensible à l'eau de condensation 12 à la suite de l'entrée initiale de vapeur ou de gaz dans la chambre 11 du corps 10 du purgeur de vapeur.
<I>Fonctionnement</I> Avant que la vapeur, ou le gaz, soit admise dans la chambre 11 du corps 10 du purgeur, le bord inférieur de la paroi cylindrique 12a de la cloche ou organe sensible à l'eau de con densation 12 repose sur le fond de la cham bre 11 ou à proximité immédiate de ce fond et le mécanisme à soupape occupe sensiblement la position indiquée à la fig. 6. Quand on en voie de la vapeur sous pression dans le tuyau 16 et, de là, dans la chambre 11, une quantité considérable d'eau de condensation précède en général la vapeur et passe dans la chambre 11 avant la vapeur elle-même.
La cloche 12 qui est en position inférieure est d'abord soulevée légèrement par la pression de l'eau de conden sation qui pénètre et l'eau de condensation passe alors au-dessous du bord inférieur de la paroi cylindrique 12a de la cloche 12 puis s'élève et est évacuée par l'orifice d'évacua tion 46 du siège 45 de la soupape principale. L'air pénétrant en quantité quelconque dans la cloche 12 avant l'eau de condensation s'échappe par l'orifice 12c et l'orifice 46.
La vapeur pénètre dans la cloche 12 à la suite de l'eau de condensation en repoussant l'eau de condensation vers le bas à l'intérieur de la cloche et ensuite vers le haut le long de la paroi cylindrique de la cloche 12 et vers l'extérieur par la soupape jusqu'à ce que l'eau de condensation soit évacuée de la chambre 11, à peu près totalement, par l'orifice d'évacua tion principal 46 du siège 45 de la soupape principale, par la chambre 25, le canal 26 et ensuite par la tubulure d'évacuation 30. A me sure qu'il pénètre davantage de vapeur dans la cloche 12, l'eau de condensation est déplacée, ce qui amène l'a cloche ou flotteur 12 à s'éle ver.
Une fois que l'eau de condensation a été évacuée de la chambre 11,à peu près totale ment, la vapeur élève la cloche 12 sensiblement à la position indiquée par les fig. 3 et 4 et au cours de ce mouvement, la patte 84 de l'or gane d'enclenchement 77 entre d'abord en con tact avec la surface inférieure de la partie 68 du levier 54 de la soupape-pilote pour appli quer la soupape-pilote 51 contre l'extrémité inférieure de l'orifice d'évacuation 50, relative ment petit, de la soupape principale 47. La poursuite du mouvement ascendant de la clo che 12 provoque un mouvement ascendant du levier 53 de la soupape principale dès que le levier 54 s'appuie contre lui.
La pression augmente progressivement dans la chambre 11, par rapport à la pression de la chambre 25 et la force ascensionnelle accrue s'exerçant sur la cloche 12 résultant de l'aug mentation de la vapeur dans le purgeur amène la cloche 12 à se déplacer vers le haut, ce qui tend à amener le corps de soupape 47 en po sition de fermeture, et, quand la cloche 12 approche de sa position de soulèvement total, la partie 80 de l'organe d'enclenchement 77 ou les têtes de rivet 81 entrent en contact avec la surface inférieure du corps de la sou pape-pilote 51 ou du levier 54 en aidant ainsi à appliquer étroitement les deux corps de sou pape, celui de la soupape-pilote 51 et celui de la soupape principale 47 en position de ferme ture comme le montre la fig. 4.
Ainsi, tant qu'il entre de la vapeur sensiblement dépour vue d'eau de condensation ou qu'il s'en trouve dans cette chambre, il existe une différence de pression relativement élevée entre la chambre 11 et la chambre 25 et les corps de soupape 47 et 51 restent en position de fermeture. Cependant au fur et à mesure qu'il entre encore de l'eau de condensation dans la cham bre 11 et à l'intérieur de la cloche 12, la force ascensionnelle s'exerçant sur la cloche dimi nue ce qui amène la partie 80 de l'organe 77 à s'éloigner de l'extrémité inférieure du corps de la soupape-pilote 51. Toutefois, la diffé rence de pression entre les chambres 11 et 25 reste telle que les soupapes 47 et 51 demeurent en position de fermeture. Ceci garantit qu'il ne s'échappe pas de vapeur du purgeur.
A me sure que l'eau de condensation continue de s'accroître dans la chambre 11 et que la clo che 12 continue à s'abaisser, la crosse 83 de l'organe 77 vient au contact de la barrette d'arrêt 82 du levier 54 de la soupape-pilote et fait ainsi pivoter le levier de la soupape pi lote vers le bas en séparant le corps de la soupape-pilote 51 de son siège comme le mon tre la fig. 5.
C'est là une fonction importante du méca nisme à soupape, car la surface relativement petite de la section transversale de l'orifice 50 du corps de la soupape principale 47 est telle qu'elle permet à la soupape-pilote 51 d'être dé placée vers le bas sous le poids de la cloche 12 bien que la différence de pression entre les chambres 11 et 25 puisse être relativement éle vée.
Dans les purgeurs de vapeur ordinaires ayant une seule soupape et un seul orifice, un orifice de dimensions particulières peut très bien agir pour un débit horaire voulu d'éva cuation de l'eau de condensation, mais à la suite d'une augmentation de pression cette sou pape doit agir contre une pression accrue et il est nécessaire de prévoir un plus petit orifice et une plus petite soupape pour conserver le même débit d'évacuation de l'eau de condensa tion. Un purgeur ordinaire n'a donc qu'un usage limité et il faut employer un autre pur geur ou un autre orifice lorsque la quantité d'eau de condensation ou la pression varient.
La soupape agit dans des conditions de pression variables. A la suite de l'ouverture de la soupape 51, la pression intérieure décroît dans la chambre 11à mesure que l'eau de con densation s'échappe par l'orifice 50. Ceci di- minue la pression sur la surface inférieure du levier 53 et lui permet dans la plupart des cas de retomber en ouvrant la soupape 47. Dans des conditions de pression élevée, il faudrait une pression d'une valeur importante pour ou vrir la soupape principale 47 mais la soupape- pilote plus petite est relativement facile à ou vrir et ceci tend à réduire la différence de pres sion en rendant facile l'ouverture de la soupape principale.
Pour compléter l'action de la variation de pression intérieure qui peut actionner la sou pape principale, il est prévu des moyens mé caniques pour ouvrir la soupape 47, lesdits moyens mécaniques comprenant la patte 74 du levier 53, avec laquelle vient en contact le levier 54 à la suite de la continuation du mou vement d'ouverture dudit levier. Ainsi le mou vement descendant de la cloche 12 sollicite aussi la soupape 47 et l'ouvre, ou bien, dans la plupart des cas, continue de l'ouvrir après qu'elle a commencé à s'ouvrir en raison de la différence de pression créée par l'ouverture de la soupape 51.
Dans certains cas, quand la proportion d'eau de condensation pénétrant dans la cham bre 11 est relativement faible en comparaison de la quantité de vapeur entrant dans cette chambre, cette eau de condensation est rapide ment évacuée de la chambre 11, successive ment par les orifices d'évacuation 50 et 46 du corps de la soupape principale 47 et du siège 45 de celle-ci, respectivement, à la suite de quoi la force ascensionnelle s'exerçant sur la cloche 12 augmente de nouveau à mesure que la quantité de vapeur augmente dans la cham bre 11 par rapport à la quantité d'eau de con densation, ce qui ramène le corps de la sou pape-pilote 51 à sa position de fermeture indi quée à la fi-. 4 sans ouvrir la soupape 47.
Ce pendant, dans l'éventualité ou l'eau de conden sation pénétrant dans la chambre 11 est dans une proportion relativement élevée par rapport à la quantité de vapeur pénétrant dans cette chambre, la soupape-pilote 51 est d'abord éloi gnée de son siège de la manière ci-dessus dé crite, mais la dimension de l'orifice 50 du corps de la soupape principale 47 est alors insuffisant pour permettre à l'eau de condensation d'être évacuée de la chambre 11 à une vitesse aussi rapide que celle à laquelle l'eau de condensa tion est introduite dans la chambre 11.
Pour faire face à cette circonstance, la quantité accrue d'eau de condensation dans la chambre 11 permet à la cloche de descendre davantage que dans le cas où la soupape pilote 51 seule est déplacée de son siège et dès que la partie plane externe 68 du levier 54 de la soupape-pilote entre en contact avec la patte 74 du levier 53 de la soupape principale, elle im prime un mouvement descendant au corps de la soupape principale, et, ce faisant, déplace de son siège et ouvre la soupape principale 47.
Ainsi, l'eau de condensation pénétrant dans la chambre 11 du purgeur à une vitesse relative ment plus élevée que .celle à laquelle la quan tité de vapeur entre dans la chambre 11, est facilement évacuée par l'orifice 46 relativement grand du siège 45 de la soupape principale, sans accroitre sensiblement la vitesse à la quelle l'eau de condensation traverse l'orifice 46. La soupape agit donc de façon satisfaisante à des pressions différentes et à des débits ho raires différents d'évacuation de l'eau de con densation.
Bien entendu, à mesure que la quantité re lativement grande d'eau de condensation est évacuée de la chambre 11 par l'orifice princi pal d'évacuation 46, la quantité de vapeur par rapport à la quantité d'eau de condensation augmente pour élever la cloche 12, à la suite de quoi le corps de la soupape-pilote 51 et le corps de la soupape principale 47 sont succes sivement appliqués sur leur siège de la ma nière ci-dessus décrite. Il est évident que les soupapes 47 et 51 et la cloche 12 oscillent à mesure que varie la quantité d'eau de conden sation par rapport à la quantité de vapeur dans la chambre 11 et la cloche 12.
Dans la description ci-dessus du mode de fonctionnement du mécanisme à soupape, les proportions de vapeur et d'eau de condensa tion ont été volontairement exagérées dans un but de clarté. En réalité, l'eau de condensation est évacuée de la chambre 11 sensiblement aussi vite qu'elle y est recueillie et l'unité à la- quelle la tubulure 16 peut être raccordée est ainsi maintenue débarrassée d'eau de conden sation et pleine de vapeur chaude, dite vapeur sèche.
Le purgeur comprend donc une soupape qui réagit rapidement aux variations d'eau de condensation dans le purgeur et dans laquelle des orifices d'évacuation de dimensions pro gressivement croissantes sont ouverts à me sure que la quantité d'eau de condensation ou la vitesse d'écoulement de celle-ci dans les purgeurs augmente, de telle manière qu'un pur geur d'un type ou d'un autre peut être utilisé dans des canalisations ou installations de va peur, de gaz ou d'air dans des conditions de pression et de débit largement variables.
Un avantage important de ce mécanisme à soupape tient au fait que, quand le débit de l'eau de condensation dans la chambre d'un purgeur d'un type ou d'un autre est relative ment lent, seul s'ouvre le petit orifice auxiliaire de la soupape principale, assurant ainsi l'éva cuation de l'eau de condensation hors du pur geur à une vitesse relativement lente et en em pêchant par conséquent le gaz,
la vapeur ou l'air comprimé de traverser l'orifice d'évacua tion en même temps que l'eau de condensa tion comme tel serait le .cas dans l'éventualité où l'on emploierait le type habituel de méca nisme à soupape et dans laquelle l'orifice d'éva cuation de ce mécanisme serait d'une dimen sion telle qu'il conviendrait pour des pressions ne variant que légèrement au-dessous et au- dessus d'une pression fixée d'avance.
D'un autre côté, si le type habituel de mé canisme à soupape à orifice unique couram ment en usage était utilisé et que son orifice d'évacuation soit d'une dimension telle qu'il convienne pour des pressions relativement bas ses et des débits relativement faibles d'eau de condensation, et si le même purgeur était uti lisé ensuite dans une autre canalisation ou mê me dans des conditions de pression sensible ment plus élevées que celles pour lesquelles il était initialement conçu, le mécanisme à sou pape ne pourrait pas en évacuer l'eau de con densation à une vitesse assez élevée et l'eau de condensation reviendrait dans la canalisation ou l'installation de vapeur, gaz ou air avec le quel le purgeur en question serait combiné.