Brevet FR2523689A1 — publié le 19830923

1.- Evacuateur de condensat commandé par bilame L'invention part d'un évacuateur de conden- sat avec un siège de soupape, avec une pièce de fermeture coopérant, du côté o agit la pression, avec ce siège de soupape, et avec au moins un disque-bilame à déclenchement brusque, disposé du côté o agit la pression, et qui repo- se, d'une part, sur un contre-appui, tandis que, d'autre part, il porte la pièce de fermeture et la déplace vers le siège de soupape lors d'une élévation de température. De tels évacuateurs de condensat, dans les- quels la température d'ouverture et de fermeture ne se dé- place pas avec la pression parallèlement à la courbe de vapeur saturée, trouvent principalement leur application là oà on ne tient pas à une évacuation sans retard et o la chaleur emmagasinée dans le condensat doit éventuelle- ment être encore utilisée Le disque bilame-de déclenche- ment brusque assure, de façon connue, un déplacement rapi- de vers l'ouverture et la fermeture de la pièce de ferme- ture Dans les évacuateurs de condensat connus de ce type, (US-PS 16 81 911) il apparait toutefois que lors du refroi- dissement du disque bilame avant un déplacement rapide de la pièce de fermeture dans une position de large ouverture, il se produit tout d'abord toujours une lente dégradation statique de l'effort dtétancbement avec lequel la pièce de fermeture est appliquée sur le siège de soupape Ce n'est qu'ensuite que, l'abaisser ent de température se pour- 2.- suivant, le disque bilame de déclenchement peut déplacer rapidement la pièce de fermeture dans une position de lar- ge ouverture Dans des conditions de fonctionnement appro- priées, il peut toutefois s'instaurer déjà pendant la dégra- dation de l'effort d'étanchement, un équilibre entre le condensat qui se rassemble et le condensat évacué et donc entre les efforts d'ouverture et de fermeture Un déplace- ment rapide vers l'ouverture de la nièce de fermeture ne se produit alors généralement pas Dans cette situation, sans effort d'étanchement suffisant l'évacuateur de condensat ne se ferme plus de façon satisfaisante Des dé- pôts de souillures et une érosion à l'emplacement de ferme- ture en sont les fâcheuses conséquences. L'invention a pour but de créer un évacuateur de condensat du type initialement mentionné, dont la pièce de fermeture se déplace rapidement chaque fois dans une position de fermeture avec un effort d'étanchement suffi- sant pour une fermeture satisfaisante et se déplace toujours rapidement dans une position de large ouverture, à partir d'un effort d'étanchement suffisant. Ce but est atteint, conformément à l'inven- tion, en ce que: la pièce de fermeture est montée axialement mobile sur le disque bilame à déclenchement brusque et porte un or- gane d'entratnement à l'ouverture assurant l'entraîne- ment par le disque bilame, le siège de soupape est disposé à l'intérieur de la par- tie commune de la course de déclenchement brusque à l'ouverture et de la course de déclenchement brusque à la fermeture du disque bilame et dans la partie de cette partie commune oh l'effort du disque bilame à déclenche- ment brusque s'exerce dans le sens de la fermeture pen- dant la course de déclenchement brusque à la fermeture. Avant même la fin de la course brusque de fermeture du disque bilame, la pièce de fermeture, dans 3.- l'évacuateur de condensat conforne l'irnventicn, vier t s'appliquer sur le siège de soupape Le disque bila:ze ac- complit ensuite le reste de sa course brusque de fermeture sous la forme d'une course relative par rapport à la pièce de fermeture Dans la position de fermeture, la pièce de fermeture est pressée par la pression amont avec un effort d'étanchement correspondant sur le siège de soupape Lors- que la température décroît, le disque-bilame accomplit tout d'abord lentement une partie de cette course relative pour arriver ensuite dans la position de déclenchement brusque Le disque bilame parcourt alors brusquement la course relative restante, pour finalement, à partir de cet- te accélération, et l'effort d'étanchement s'étant momenta- nément dégradé, déplacer rapidement par l'intermédiaire de l'organe d'entralnement à l'ouverture la pièce de fermetu- re dans une position de large ouverture L'évacuateur de condensat s'ouvre ainsi à partir d'un effort total d'étan- chement s'exerçant sur la pièce de fermeture Des fuites sont ainsi évitées de façon certaine. Un effort d'étanchement agissant de façon supplémentaire à la température de fermeture sur la pièce de fermeture se trouvant dans la position de fermeture, peut être obtenu en ce que la course relative du disque bilame par rapport à la pièce de fermeture est limitée dans le sens de la fermeture par une butée sur la nièce de fermeture Dans ce cas également, la pièce de fermeture est toujours ouverte abruptement à partir du plein effort d'étanchement exercé par la pression amont. En prévoyant que la course maximale relative, limitée par l'organe d'entralnemeat à l'ouverture et la bu- tée, entre le disque bilame et la pièce de fermeture, est supérieure à la distance entre la position du disque bila- me dans laquelle, par déclenchement brusque à la fermeture, la pièce de fermeture vient s'appliquer sur le siège de soupape et la position à partir de laquelle le disque bilaeu se déclernche br:sque-enrt à L'ouverture, on:-n ge la nos- sibilité d'obtenir aussi bien 'n effort:orient de fer- meture du disque bilame après la úer:eture sque iu'aus- si une énergie I'cuverture très élevée au -iisaue bilame lors de l'ouverture brusque. Selon d'autres caractéristiques de l'inven- tion, il comporte un ressort prenant appui par l'une de ses extrémités sur un contre-appui et agissant par son autre extrémité sur le disque bilame à déclenchement brusque. Le contre-appui est susceptible d'être réglé axialeme nt. Le ressort présente une raideur inférieure à la raideur présentée par le disque bilame à déclenchement brusque dans la partie de la course entre l'effort maximum et l'effort minimum. Grace à ces dispositions, les températures d'ouverture et de fermeture peuvent 8 tre décalées sans que le fonctionnement de principe de l'évacuateur de condensat se trouve modifié. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion,: il est prévu deux disques bilames à déclenchement brus- que, dont les faces présentant une dilatation thermique réduite sont en regard l'une de l'autre, l'un de ces disques bilames est maintenu centralement sur le contre-appui, tandis que l'autre disque bilame porte en son centre la pièce de fermeture, les deux disques bilames sont montes par leurs bords externes, disposés à une certaine distance axiale l'un de l'autre, dans un organe d'accouplement commun mobile selon la course. Ces dispositions permettent avec des disques bilames à déclenchement brusque de faible course d'assu- rer une course partielle de fermeture plus importante Au 5.- lieu d'une paire unique de disques bilares couplés enser - ble, on peut, en cas de besoin, monter les unes derrière les autres, plusieurs paires L'une des paires d'extrémitê porte alors la pièce de fermeture, tandis que l'autre paire d'extrémité est maintenue sur un contre-appui fixe. Des exemples de réalisation de l'évacuateur de condensat conforme à l'invention, sont représentés sur les dessins cijoints dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'un pre- mier évacuateur de condensat avec un disque bilame à déclen- chement brusque, la figure 2 est un diagramme des efforts d'ouverture et de fermeture, la figure 3 montre en coupe un second éva- cuateur de condensat, réglable, la figure 4 montre en coupe un troisième éva- cuateur de condensat avec deux disques bilames à déclenche- ment brusque, Sur la figure 1, la cloison de séparation 3, disposée entre la chambre de pression amont 1 et la chambre basse pression 2, d'un bottier non représenté d'évacuateur de condensat, porte un siège de soupape 4 Avec ce siège de soupape coopère une pièce de fermeture 5 se trouvant dans la chambre de pression amont 1 Cette pièce de fer- meture est montée en étant relativement mobile axialement dans le centre d'un disque bilame 6 à déclenchement brusque et comporte un organe d'entraînement à l'ouverture 7 ainsi qdlune butée 8 Le disque bilame 6 dont la face présentant le coefficient de dilatation thermique le plus important, et en regard du siège de soupape, est maintenu à poste fixe sur son bord externe dans un contre-appui 9. Si le condensat à évacuer s'écoule à travers l'évacuateur de condensat, alors, pour de basses tempéra- tures l'effort exercé par la pression dans le sens de la fermeture sur la pièce de fermeture 5, est inférieur à 6.- l'effort qu'exerce dans le sens de l'ouverture le disque bilame 6 à déclenchement brusque La pièce de fermeture se trouve en position d'ouverture Lorsque la température augmente dans l'évacuateur de condensat, le disque bilame 6 à déclenchement brusque et avec lui la pièce de fermetu- re 5, se déplacent dans le sens de la fermeture Après avoir parcouru une course lente et après qu'une forme dé- terminée de disque ait été atteinte, c'est-à-dire pour une température déterminée, le disque bilame 6 se déclen- che brusquement et pendant ce déclenchement applique la pièce de fermeture 5 sur le siège de soupape 4 Le disque bilame 6 accomplit ensuite le reste de son déplacement brusque sous la forme de course relative 10 par rapport à la pièce de fermeture 5, pour venir finalement s'appliquer contre la butée 8 et solliciter ainsi de façon supplémen- taire la pièce de fermeture 5 dans le sens de la fermeture par rapport à la pression régnante Lorsque la température décrott, le disque bilame 6 accomplit tout d'abord par rap- port à la pièce de fermeture 5, une course relative lente. Pendant le déplacement brusque à l'ouverture qui y fait suite, le disque bilame 6 vient s'appliquer contre l'orga- ne d'entra Inement à l'ouverture 7 et soulève brusquement la pièce de fermeture 5 du siège de soupape 4 pour la pla- cer dans une position de large ouverture. Les conditions d'ouverture et de fermeture sont représentées, pour être explicitées, sur le diagramme de la figure 2 En ordonnées, sont portés l'effort Kb du disque bilame 6 à déclenchement brusque et l'effort Kd résultant de la pression amont et de la basse pression agissant sur la pièce de fermeture 5 En abscisses sont reportées les courses H de la pièce de fermeture 5, ainsi que du disque bilame 6 à déclenchement brusque Le point zéro du système de coordonnées correspond à l'évacuateur de condensat ouvert, exempt d'efforts, à la température du local. 7.- Si l'on suppose le disque bila:-e 6 à l'état froid pour une temperature constante tl, solliciti centra- lement dans le sens de la fermeture, l'effort Kb engendré par le disque bilame 6 dans le sens de l'ouverture, croit tout d'abord constamment lorsque la course de fermeture croit Après avoir atteint une forme de disque déterminée, ou bien après avoir parcouru une course partielle détermi- née, l'équilibre de tension dans le disque bilane 6 s'in- verse de façon analogue au comportement des ressorts à coupelles avec un grand rapport de la hauteur d'emboutissa- ge à l'épaisseur de la coupelle Sur ces entrefaites, l'ef- fort Kb décroit à nouveau lorsque la course de fermeture se poursuit pour finalement remonter à partir d'une autre po- sition définie par la géométrie du disque Les courbes ca- ractéristiques pour des températures données, respective- ment constantes, présentent en conséquence, une évolution en forme de Z, avec un maximum d'effort après une petite course partielle et un minimum d'effort après une course plus importante L'effort Kb se situe dans l'ensemble plus bas uniquement pour des températures plus élevées. L'effort Kd agissant sur la pièce de ferme- ture 5 dans le sens de la fermeture, est à peu près cons- tant le long de la course pour une pression amont donnée. Pour une pression constante et une tempéra- ture croissante, la pièce de fermeture 5 parcourt à partir de la position d'ouverture, tandis que des équilibres sta- bles s'établissent entre les efforts Kb et Kd, les courses partielles de fermeture associées aux points d'intersec- tion a 1, a 2 A la température de fermeture t 3 il se pro- duit au point a une tangence du maximum de l'effort K. du disque bilame 6 et de l'effort Kd Du fait de la chute de l'effort Kb qui vient ensuite, aucun équilibre n'est plus possible dans le sens de la fermeture En conséquence, le disque bilame 6 se déclenche brusquement Pendant la course brusque de fermeture, la courbe des efforts coule 9.- au oin-' a l'ax e des acscisses, si:e e e ses ' - li.cation de l'effort Xb s'inverse:u sens à 'ouvertue vers le sens à la fermeture Ce n'est qu'a Dr:; un 'ora 14- ment de la course brusque de fermetore oue le discu;- lame 6 applique la pièce de fermeture 5 au point a 5 sur le siège de soupape 4 La section a 5-a, sur le diagrarmme re- présente l'effort d'étanchement agissant alors brusquement sur la nièce de fermeture 5 Aprês la mise en Dlace de la pièce de fermeture 5, le disque bilame 6 accomplit le reste de son déiplacement brusque sous la forme d'une course re- lative 10 par rapport à la pièce de fermeture 5 maintenant immobile, jusqu'à ce que ce disque après avoir dépassé le minimum d'effort vienne s'appliquer sur la butée 8 L'ef- fort correspondant à la section a 6 a 7 agit alors comme effort d'étanchement supplémentaire sur la pièce de ferme- ture 5. Lorsque la température s'abaisse, l'effort d'étanchement supplémentaire a 6 a 7 est tout d'abord sup- primé Ensuite, le disque bilame 6 se déplace dans le sens d'ouverture à l'intérieur du jeu axial entre lui et l'or- gane d'entrainement à l'ouverture 7 La pièce de fermeture repose pendant ce temps, encore avec l'effort d'étanche- ment a 5 a 6 sur le siège de soupape 4 Lorsqu'on atteint la température d'ouverture t 2, le disque bilame 6 vient dans la position a 8 et l'effort minimum est tangent à l'axe des abscisses Lorsque la course d'ouverture se poursuit, ou bien lorsque la température t 2 est franchie vers le bas, il y a un accroissement de l'effort Kb, si bien que le dis- que bilane 6 se déclenche dans le sens de l'ouverture Pen- dant la course brusque d'ouverture, après le parco us du jeu entre l'organe d'entratnement à l'ouverture 7 et le disque bilame 6, ce dernier vient en prise avec l'organe d'entralnement à l'ouverture 7 et soul:ve la opièce de fe- meture 5 du siège de soupape 4 en supprimant l'effort d'6 tan- chement et entra Ine cette pièce de fermeture dans la posi- tion d'ouverture après a 2 Le siège de soupape 4 est- cet effet disposé à une distance du minimum d'effort a 8 telle que l'énergie libérée dans le sens de l'ouverture, jusqu'à ce que le disque bilame 6 vienne en prise sur l'or- gane d'entratnement à l'ouverture 7, est suffisante pour entrainer la pièce de fermeture 5 dans la position d'ouver- ture. La pièce de fermeture 5 est soulevée abrupte- ment en partant de l'effort d'étanchement. Du fait que la butée 8 se situe derrière le minimum d'effort a 8, le jeu, c'est-à-dire la course rela- tive maximale 10 entre le disque bilame 6 et la pièce de fermeture 5 est supérieur à la distance entre la position a 6 "position de fermeture" et la position a "minimum d'ef- fort" De cette manière, la position a 8 et donc le siège de soupape 4, peuvent être placés au voisinage du minimum d'effort, si bien qu'une partie particulièrement importante de la course brusque du disque bilame 6 est disponible com- me course brusque d'ouverture pour la pièce de fermeture 5. Sur la figure 3 le contre-appui 9 est muni d'un étrier de support 11, qui porte en son centre, une vis de contre-appui 12 Sur cette vis prend appui l'une des extrémités d'un ressort 13, tandis que l'autre extré- mité de ce ressort agit dans le sens de la fermeture sur le disque bilame 6. Du fait de la superposition de l'action du ressort 13 à l'action du disque bilame 6, le champ caracté- ristique des efforts du disque bilame 6 subit une distor- sion De cette façon, la température d'ouverture et de fer- meture de l'évacuateur de condensat peut être adaptée au cas d'application considéré Dans ce cas, les processus fonctionnels décrits en relation avec la figure 2, ne sont pas modifiés. La réalisation selon la figure 4 comporte deux disques bilames à déclenchement brusque 6, 14, dont 10.- les faces à dilatation therm ique plus réduite sont en re- _ard l'une de l'autre Le disque bilame 6 porte en son centre la pièce de fermeture 5 mobile axialement, tandis que l'autre disque bilame 14 est maintenu en son centre à poste fixe, sur un contre-appui 15 en forme d'étrier. Les deux disques bilames 6, 14 sont montés par leurs bords externes, à une certaine distance axiale l'un de l'autre, dans un organe d'accouplement commun 16 se déplaçant selon la course. Le mode de fonctionnement de cette forme de réalisation correspond à celui décrit en relation avec la figure 1 Simplement les courses des deux disques bila- mes 6, 14 s'ajoutent. 1 l- E_ V J N 3 I ' ' v i O: S 1 Zacuateur de condensat avec un si-ge de soupape, avec une pièce de fermeture coopérant, du cô- té o agit la pression, avec ce siège de soupape, et avec au moins un disque-bilame à déclenchement brusque, disposé du côté o agit la pression, et qui repose, d'une part, sur un contre-appui, tandis que, d'autre part, il porte la pièce de fermeture et la déplace vers le siège de sou- pape lors d'une élévation de température, évacuateur de condensat caractérisé en ce que: la pièce de fermeture ( 5) est montée axialement mobile sur le disque bilame ( 6) à déclenchement brusque et porte un organe d'entratnement à l'ouverture ( 7) assu- rant l'entrainement par le disque bilame ( 6), le siège de soupape ( 4) est disposé à l'intérieur de la partie commune (a 3 a 8) de la course de déclenche- ment brusque à l'ouverture et de la course de déclenche- ment brusque à la fermeture (a a 6, a 8 a) du disque bilame ( 6) et dans la partie (a 4 a 8) de cette partie commune o l'effort du disque bilame ( 6) à déclenchement brusque s'exerce dans le sens de la fermeture pendant la course de déclenchement brusque à la fermeture. 2. Evacuateur de condensat selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la course relative ( 10) du disque bilame ( 6) par rapport à la pièce de fermeture ( 5) est limitée dans le sens de la fermeture par une butée ( 8) sur la pièce de fermeture ( 5). 3. Evacuateur de condensat selon la reven- dication 2, caractérisé en ce que la course maximale re- lative ( 10), limitée par l'organe d'entrainement à l'ou- verture ( 7) et la butée ( 8), entre le disque bilame ( 6) et la pièce de fermeture ( 5) est supérieure à la distance (a 6 a 8) entre la position du disque bilame ( 6) dans la- quelle, par déclenchement brusque à la fermeture, la pièce le fermeture ( 5) vient s'appliquer sur le siège de soupape 12. ( 4), et la pncsitin à cartir de laquelle le disque bilame ( 6) se décle:che brsquement à l'ouverture. 4. v-cua-eur de condensat selon l'une quel- conque des rever Zcations 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort ( 13) prenant appui par l'une de ses ex- trémités sur un contreappui ( 12) et agissant par son autre extrémité sur le disque bile:e ( 6) à déclenchement bruscue. 5. Evacuateuz' de condensat selon la reven- dicaticn 4, caractérisé en ce que le contre-appui ( 12) est susceptible d'être réglé axialement. 6. Evacuateur de condensat selon l'une quel- conque des revendications 4 et 5, caractcrisé en ce que le ressort ( 13) présente une raideur inférieure à la raideur présentée par le disque bilame ( 6) à déclenchement brusque dans la partie de la course entre l'effort maximum et l'ef- fort min immu. 7. Evacuateur de condensat selon l'une quel- conque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que: il est prévu deux disques bilames ( 6, 14) à déclenche- ment brusque, dont les faces présentant une dilatation thermique réduite sont en regard l'une de l'autre, l'un ( 14) de ces disques bilames est maintenu centrale- ment sur le contre-appui ( 15), tandis que l'autre discque bilame ( 6) porte en son centre la pièce de fermeture ( 5). les deux disques bilames ( 6, 14) sont montés par leurs bords externes, disposés à une certaine distance axiale l'un de l'autre, dans un organe d'accouplement co 7 mun ( 16) mobile selon la course.