Brevet FR2504640A1 — publié le 19821029

L'invention concerne un purgeur de vapeur. L'appareil est particulièrement Utile pour l S installa- tions verticales en ligne et fonctionne pratiquement sans perte de vapeur. Les purgeurs de vapeur sont utilisés depuis des années par l'industrie chimique et l'industrie du pétrole. Beaucoup des purgeurs existants fonctionnent avec une cer- taine perte de vapeur Pendant des années, l'industrie n'a pas considéré comme un inconvénient la perte de G,9 à 2,3 kg par heure et par purgeur Toutefois, à mesure que le colt de l'énergie a augmenté, il est devenu important d'économiser de toutes les façons possibles On a donc be- soin de purgeurs de vapeur qui soient faciles à instal- ler, peu coûteux et qui fonctionnent avec peu ou pas de perte de vapeur. L'invention a pour objet un purgeur de vapeur de poids réduit convenant particulièrement aux installations verticales en ligne Le purgeur comprend une enveloppe en deux pièces formée d'une base verticale et d'une coquille à paroi mince qui définissent ensemble une chambre, la ba- se présentant un orifice supérieur à vapeur et un orifice inférieur à condensat qui communiquent respectivement avec des tuyaux à vapeur et à condensat, un passage partant de l'orifice supérieur à vapeur, traversant la base et arri- vant dans la chambres le passage étant initialement verti- cal et devenant pratiquement horizontal avant de débou- cher dans la chambre, un élément de siège de valve prévu à l'intérieur de la chambre et fixé à une ouverture de la base qui mène à un deuxième passage communiquant avec l'orifice inférieur à condensat, un flotteur placé à l'in- térieur de la chambre et fixé à une extrémité d'un bras de levier à l'autre extrémité duquel est fixé un obturateur qui, lorsqu'il s'applique à l'élément de siège, ferme l'ouverture entre la chambre et le passage, le bras de le- vier étant monté de façon pivotante dans la chambre de telle sorte que lorsque le flotteur monte verticalement à cause du condensat, l'obturateur se dégage de l'élément de siège et que le passage s'ouvre, le passage de la base assurant aussi la communication entre l'orifice inférieur à condensat et aboutissant verticalement à une ouverture prévue dans la chambre A un niveau supérieur au niveau normal de condensat, ouverture sur laquelle est fixée une valve thermostatique. Le purgeur de vapeur de l'invention a de nom- breux avantages. Dans son fonctionnement normal, il ne se perd pratiquement pas de vapeur vive Cela peut assurer une économie notable d'énergie en comparaison de beaucoup de purgeurs actuellement en usage, qui gaspillent 0,9 & 2,3 kg/h. Le purgeur présente une caractéristique empa- chant les défaillances Si pour une raison ou une autre la valve à flotteur ne fonctionne pas, c'est-à-dire ai elle est obstruée par des impuretés, le condensat monte et active la valve thermostatique de sorte qu'il se libère de la chambre Ce fonotionnement peut continuer Jusqu'à ce qu'on ouvre le purgeur et qu'on le nettoie. Le purgeur est particulièrement conçu pour les installations verticales en ligne La plupart des purgeurs à vapeur antérieurs présentent des raccordements latéraux d'entrée et de sortie Dans l'installation de ces pur- geurs, il faut des coudes et des tuyauteries supplémentai- ros. Les purgeurs de vapeur connus, à flotteur et thermostatiques sont classiquement logés dans des cham- bres en fonte Ces ensembles en fonte sont lourds et en- combrants et on ne les coule pas dans les petites dimen- sions que permet l'invention D'autre part, pour des rai- sons de sécurit 6, certaines sociétés ne permettent pas l'utilisation de la fonte pour des pressions de vapeur su- périeures à 0,86 A Pa Cependant, dans le cas du purgeur de l'invention, il n'est pas nécessaire que toute l'enve- loppe soit construite en fonte, c'est-à-dire que la co- quille à paroi mince peut Stre construite en acier inoxy- dable Cela signifie que le purgeur pèsera notablement moins et sera beaucoup plus facile à fabriquer. On peut facilement démonter le purgeur pour la réparation, c'est-à-dire qu'il suffit d'enlever la co- quille et que tout l'intérieur du purgeur est alors déga- gé pour la réparation et le nettoyage, la base et la tu- yauterie restant dans leur position de service. D'autres avantages du purgeur apparattront dans la description ci-après. La figure est une vue latérale en coupe d'un mode d'exécution du purgeur de vapeur selon l'invention. On décrira maintenant l'invention à propos de la figure. L'enveloppe du purgeur se compose d'une coquil- le cylindrique à paroi mince 1 et d'une plaque de base verticale 2 L'intérieur de l'enveloppe forme la chambre de purgeur 3 Cette structure permet d'accéder à la chan- bre pour installer les divers éléments intérieurs ainsi que pour le nettoyage et l'entretien. L'enveloppe peut Otre faite de divers métaux, par exemple la coquille à paroi mince peut être en acier ou en acier inoxydable Cette particularité permet de fa- briquer une partie de l'enveloppe par des techniques d'em- boutissage Par "à paroi mince", on entend que l'épaisseur de paroi a seulement besoin d'être suffisante pour suppor- ter les pressions de vapeur qui seront rencontrées en ser- vice Par exemple, pour le fonctionnement à des pressions relatives de 071 à 1 M Pa, la paroi peut avoir une épais- seur de 1,5 mm A des pressions relatives atteignant 1,7 M Pa, l'épaisseur de paroi peut être de 1,8 mm La base 2 peut être formée par forgeage et perçage Elle pourrait aussi 8 tre formée par moulage - Les deux parties de l'enveloppe sont fixées en- tre elles de façon amovible, ce qui assure un montage et " 5 un démontage faciles et la sécurité ainsi, la coquille 1 peut être fixée à la base 2 par un anneau de blocage 5 qu ik est boulonné en place (de façon non représentée) Un joint 6 assure l'étanchéité pour empêcher la vapeur de fuir hors de la chambre. Le haut de la base présente un orifice supé- rieur à vapeur 7 qui sera raccordé à un tuyau à vapeur (non représenté) Cet orifice constitue une entrée de vapeur et de condensat dans la chambre de purgeur 5 par le passage L 3 Le passage est initialement vertical et passe à l'horizontale pour se terminer par une ouverture menant à la chambre de façon que la vapeur change de di- rection en entrant dans la chambre Uela a pour effet de dévier la vapeur et le condensat à l'intérieur de la chambre et empêche la vapeur et le condensat de frapper directement les organes intérieurs. N bas de la base verticale 2 se trouve un ori- fice inférieur à condensat 8 Celui-ci constitue un mo- yen d'évacuation du condensat contenu dans le purgeur, par un tuyau à condensat (non représenté) vers un collec- teur de condensat ou vers l'atmosphère et communique avec la chambre par le passage 14. Pour assurer facilement l'installation vertica- le en ligne, l'orifice supérieur à vapeur et l'orifice inférieur à condensat sont alignés verticalement. Le passage 14 communique avec une ouverture du fond de la chambre et dans cette ouverture est fixé un élément de siège 9 Sur la figure, l'élément 9 est vissé dans l'ouverture de la base L'élément de siège 9 présente un passage 10 qui communique avec le passage 14. Un obturateur 11 s'applique à l'él 6 nment de siè- ge et isole la chambre du passage lu L'obturateur est monté sur une extrémité d'un bras de levier 1 G Ce bras de levier est monté de façon pivotante à l'intérieur de la chambre par un pivot 13 et un support 15 Dans ce mo- de d'exécution, le support de Divot 15 est monté sur l'élément de siège 9 pour la commodité d'assemblage Sur l'autre extrémité du bras de levier 12 est:ixé un flot- teur 4. En service, le condensat entre dans la chambre 3 par l'orifice supérieur 7 et le passage 23 et se rassem- ble au fond de la chambre A mesure que la quantité de condensat augmentes elle fait monter le flotteur 4 A me- sure que le flotteur monte, il fait pivoter le bras de levier 12 autour du pivot 13 Par suites l'obturateur 11 se dégage de l'élément de siège 9 Le condensat s'écoule alors de la chambre par les passages 10 et 14 Quand le niveau de condensat s'abaisse, le flotteur descend et amène l'obturateur 11 & s'appliquer sur l'élément de siè- ge 9 et & fermer le passage La rotation du flotteur est choisie de façon telle que la valve s'ouvre et se ferme pendant que le passage 10 de l'élément de siège 9 reste en dessous du niveau du condensat Grâce à ce mode de fonctionnement, il ne se perd pratiquement pas de vapeur dans l'atmosphère par les passages 10 et 14 et il se pro- duit un écoulement presque continu de condensat. Etant donné que l'obturateur 11 et le siège 9 sont situés au-dessus du fond de la chambre, la valve ris- que moins d'être obstruée par des impuretés etc Toutes impuretés du condensat se rassemblent au fond de la chaa- bre et on peut les retirer lorsqu'on démonte le purgeur en enlevant la coquille 1. A l'intérieur de la base, le passage 14 se di- rige aussi vers le haut à travers la base 2, de l'orifice inférieur à condensat 8 à une ouverture conduisant à la chambres à une hauteur supérieure au niveau normal de con- densat dans la chambre quand le purgeur fonctionne conve- nablement Ce passage communique avec un passage 17 d'un siège de valve thermostatique 22 prévu dans un bouchon 18 monté dans l'ouverture de la base. Si on le désire, le passage 14 peut présenter un resserrement 16 près de l'ouverture menant à la valve thermostatique 19 Cela peut être utile en cas de défail- lance de la valve thermostatique, le resserrement, par exemple de 2,8 mm en diamètre, diminuerait la perte de va- peur de la chambre 3 tout en gardant un diamètre suffisant pour permettre aux raz non condensables de s'échapper de la chambre Ou encore, le passage 17 du bouchon 18 pour- rait avoir le diamètre voulu pour Jouer ce r 8 le. Sur le bouchon 18 est montée, par tous moyens appropriées, une valve thermostatique 19 Oelle-ci est classique et utilise un soufflet 20 pour déplacer un ob- turateur 21 et le mettre en contact avec le siège 22 et l'en éloigner. Dans les conditions normalea de fonctionnement, le soufflet reste dilaté et la valve fermée Lorsque de l'air ou d'autres gas non oondensables entrent dans la chambre 3, ils restent au-dessus du condensat et si on ne les élimine pas, ils empochent le condenseat d'arriver & la chambre et d'en sortir útant donné que ces gas aont plus froids que la vapeur, ils causent une contraction du soufflet 20, éloignant ainsai l'obturateur 21 du siège 22. Les gas passent alors par les passages 17 et 14 et s'éva- cuent par l'orifice à condensat 8 Dana le fonctionnemaent usuel, cet écoulement eat exempt de oondensat. La valve thermostatique constitue aussi un méca- nisme empôchant legdéfaillancoes Si pour une raison quel- conque le mécanisme de flotteur n'ouvre pas la valve me- nant au passage 10, le condensat continue de monter Quand il touche le soufflet, il cause une contraction de celui- ai et le condensat se d 6 écharge par le passae. Z'LV YDIGLTIONS 1 Purgeur de vapeur de poids réduit pour ins- tallation verticale, caractérisé par le fait qu'il com- prend une plaque de base verticale (L) à laquelle est fi- xe de façon amovible une coquille ( 1) à paroi mince, la plaque et la coquille définissant une chambre ( 3), la pla- que de base présentant dans le haut un orifice A vapeur ( 7) qui communique avec un tuyau & vapeur et (tant per- cée d'un passage ( 23) menant A une ouverture du haut de la chambre et qui change de direction de sorte qu'il est pratiquement horizontal lorsqu'il se termine à l'ouvertu- re, la plaque de base présentant dans le bas un orifice & condensat ( 8) aligné verticalement sur l'orifice à va- peur et qui communique avec un tuyau A condensat, la pla- que étant percée d'un deuxième passage menant à une deu- xième ouverture ( 14) du bas de la cha"bre et à une troi- aime ouverture ( 17) aboutissant à la chambre près du haut et au-dessus du niveau normal de condensat, un élément de siège ( 9) étant fixé à la deuxième ouverture à l'intérieur de la chambre, un flotteur ( 4) étant fixé à lintérieur de la chambre ( 1) & une extrémité d'un bras de levier ( 12) qui porte à son autre extrémité un obturateur ( 11) s'ap- pliquant à un passage de l'élément de siège ( 9), le bras de levier étant monté de façon pivotante à l'intérieur de la chambre de sorte que lorsque le flotteur monte verti- calement à cause du condensat, l'obturateur se dégage du passage de l'élément de siège, une valve thermostatique ( 19) étant ad Jointe à la troisième ouverture ( 17) qui mè- ne à la chambre. c 2 Purgeur de vapeur selon la revendication 1, caractérisé par la fait que le bras de levier est relié de façon pivotante à l'élément de siège.