Brevet FR2545201A1 — publié le 19841102

" évacuateur thermique de condensat avec un élément de commande thermique rempiid1un liquide de commande ". l'invention concerne un évacuateur thermique de condensat avec un élément de commande thermique de construction plate rempli d'un liquide de commande, comportant, comme organe de poussée une membrane maintenue fermement serrée entre deux parties de parois, et délimitant avec la partie supérieure de paroi un espace étanche pour recevoir le liquide de commandes Cet élément de co,ande, gr.ee au déplacement de la membrane, règle en fonction de la température et de la pression de fonction nement l'écoulement du condensat ou bien bloque lfécoule- ment de la vapeur venant à la suite Habituellement, dans les évacuateurs ther moques de condensat, la température du fluide s'écoulant à travers l'évacuateur, ainsi que la pression de fonctionnement en amont et en aval de l'évacuateur, sont utilisées pour la régulation de l'écoulement du condensat de vapeur d'eau. Dans le cas des évacuateurs thermiques de condensat connus, avec un élément de commande de construction plate rempli du liquide de commande, qui comporte comme organe de pousséeune ou plusieurs membranes fermement bridées entre deux parties de parois, le liquide de commande est partiellement vaporisé par la température du fluide en écoulement et engendre dans l'espace récepteur étanche au gaz entre la membrane et la partie supérieure de paroi, une pression interne. Si la pression de vapeur du liquide de commande est supérieure dans une mesure déterminée à la pression de fonctionnement, la membrane est pressée axialement dans le sens de la fermeture et l'organe de fermeture disposé au centre de cette membrane, ferme alors l'alésage de la soupape.La liaison étanche au gaz de l'organe de fermeture avec la membrane est obtenue de façon connue par bridage de ces deux pièces, des éléments d'étanchement appropriés étant disposés entre la membrane et l'organe de fermeture, ou bien l'organe de fermeture est fixé par soudure sur la membrane. Comme liquide de commande on utilise des hydrocarbures à bas point d'ebullition, ou bien d'autres produits chimiques. les températures de vaporisation de ces liquides doivent, pour remplir la fonction exigée d'eux, se situer peu au-dessous de celles de l'eau ou du condensat dans la gamme de pression souhaitée. Ceci nécessite une membrane agissant avec une extrême flexibilité, avec un organe de fermeture rigide. les expériences ont montré qu'après une certaine durée de fonctionnement; la liaison étanche entre les membranes et l'organe de fermeture placé à leurs centres, devient non étanche et que, de ce fait, le liquide commande peut s'échapper de l'espace récepteur. Dans ce cas, l'organe de fermeture ferme en permanence l'alésage de la soupape lors du fonctionnement.Dans certains cas d'utilisation, par exemple dans le cas de chauffage d'accompagnement, cette fermeture permanente peut aboutir à l'arrêt du chauffage et provoquer des dégâts. Cette durée de vie réduite et non souhaitable de la membrane avec organe de fermeture intégré, peut s'ex- pliquer en ce que par exemple, lors du processus de soudure de la membrane et de 11 organe de fermeture, des tenpératures très élevées agissent pendant un court instant sur la feuille très mince de la membrane et qu'une modification de structure ou de texture se produit dans le matériau. Neme dans le cas d'une liaison solide des embranes de l'organe de fermeture par bridage, par exemple au moyen d'ur w ssa- ge ou de rivets, une modification des efforts de bridage par l'influence des variations de température, est inévi table Par ailleurs, un bridage solide de la membrane en son centre, limite les propriétés de flexion de cette membrane et aboutit à des ruptures prématurées par fatigue du matériau de la membrane. Comme exemple d'évacuateur de condensat de ce type fonctionnant selon le processus précédemment décrit, il y a lieu de se reporter aux solutions exposées dans les documents DE-AS 2 038 344, AS 1 526 972, AS 2 447 031 ainsi que dans le document OS 2 303 275. On trouve en outre dans l'état de la technique une réalisation selon le document DE-AS 2 630 038, dans lequel les lamelles de membrane comportent un perçage central et sont enfoncées au moyen d'un disque de serrage sur l'organe de fermeture dans la zone de pied du boudin annulaire en forme de tronc de c8ne, et sont alors fermement bridées. les lamelles de la membrane sont alors soudées ensemble de façon étanche au gaz avec le disque de serrage et l'organe de fermeture sur le bossage annulaire en forme de cane. L'inconvénient à craindre dans cette construction est que, du fait du ferme bridage et de la soudure de liaison du disque de serrage, des lamelles de membrane ainsi que de l'organe de fermeture, les propriétés élastiques des lamelles de membrane sont altérées dans la zone de borure du perçage central et que des ruptures doses à la fatigue peuvent intervenir prématurément. Te but de l'invention est de créer un évacuateurthermique de condensat avec un élément de commande de construction plate rempli de liquide de commande, élément qui comporte une lamelle de membrane qui n'est altérée en son centre9 en ce qui concerne sa longévité de fonctionnement, par aucune contrainte externe, ni par des mod-;ications inter nes de structures causées par des températures élevées de soudure. L'invention part du problème de stabiliser la membrane en son centre, conformément au but de l'invention, de façon qu'elle assure à la fois sa fonction de membrane proprement dite et celle dfun organe de fermeture spéciale. Ceci est obtenu, conformément à l'invention en ce que la lamelle de membrane comporte en son centre une moulure circulaire qui délimite une surface plane de membrane. Cette moulure circulaire est conformée de façon qu'elle comporte un bombé qui fait saillie dans l'espace récepteur pour le liquide de commande, la surface plane de membrane ainsi délimitée étant décalée d'une certaine quan- tité par rapport au reste de la surface de la membrane en direction de la douille de siège de soupape. la partie supérieure de paroi comporte en son centre, une moulure correspondant avec la moulure de la membrane, et qui dé- limite également, une surface plane de la partie de paroi. Cette forme de la partie supérieure de paroi permet, lors de la sollicitation de la membrane par des pressions exter nes, par exemple lors de lsintervention de coups de bélier, d'assurer un appui géomètriquement déterminé de la membrane et protège celle-ci contre une déformation ou une surcharge, ce qui est avantageux pour le processus de fermeture et le degré d'étanchéité de la fermeture de la soupape. La sur face plane de la membrane entre les moulures circulaires a un diamètre tel que la surface correspondante du siège de soupape est encore recouverte lors du mouvement de fer- meture de la membrane. l'intervalle entre la partie supérieure de paroi et la membrane a en son centre, une dimen- sion telle que la surface plane de la membrane délimitée par la moulure circulaire de la partie supérieure de parois peut être à nouveau planée, sans pour autant distendre la membrane Un exemple de réalisation de l'invention est représenté sur les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 montre un évacuateur thermique de condensat avec sa capsule de membrane dê construction plate sollicitée thermiquement. - la figure 2 montre la capsule de membrane de la figure I non sollicitée thermiquement. L'évacuateur de condensat selon la figure 1, est constitué d'un bottier 1, d'un couvercle 2, d'une douille de siège de soupape 3, d'une capsule de membrane de construction plate, constituée de la partie supérieure de paroi 4, de la membrane 5 et de la partie inférieure de paroi 6, d'un élément d'arrêt élastique 7 et d'un tamis 8 pour capter les impuretés. la capsule de la membrane est bloquée de façon convenable pour assurer son fonctionnement et fixée dans sa position par l'élément d'arrêt élastique 7 et par les languettes - entretoises 9 dirigées vers le bas de la partie inférieure de paroi 6e les languettes-entretoises 9 'appliquent sur le collet 10 et prennent appui sur l'épaulement 11 de la douille de siège de soupape 3. Le tamis 8 en forme de cône captant les impuretés, arr8te les grosses impuretés. La douille de siège de soupape 3 est montée de façon étanche dans l'espace interne du bottier sur une paroi du boîtier qui sépare les chambres d'arrivée et d'évacuation. La douille de siège de soupape 3 comporte en son centre, un perçage d'évacuation 12.Entre la partie supérieure de paroi 4 et la membrane 5, se trouve, dans un espace récepteur 13 étanche au gaz, le fluide de commande. lors d'une sollicitation thernique de l'évacuateur de condensat, une partie du fluide de commande se vaporise et engendre dans l'espace récepteur 13 une certaine pression interne. De ce fait, la membrane 5 est pressée axialement sur la surface du siège de soupape 14 et la surface plane 15 de la membra ne délimitée par la moulure circulaire 16 ferme le perçage d'évacuation 12. le déplacement adapté au Donctionnement de la membrane est représenté sur la figure 2, sans sollicitation thermique contrairement à la figure 1, et avec sollicitation par une pression externe. Dans la situation selon la figure 2, le liquide de commande est complètement condensé, il n'y a pas de pression dans l'espace récepteur 13, et la membrane 5 prend appui sur la partie supérieure de paroi 4, tandis qu'au centre la surface plane 15 de la membrane s'applique avec adaptation de forme à la surface correspondante de la partie supérieure de paroi 4 et est alors planée en cas de nécessité. Dans cette position de la membrane, le perçage d'évacuation 12 est ouvert, REVENDlCATIONS 1. - Evacuateur de condensat avec une capsule de membrane de construction plate replie de liquide de commande, avec une membrane constituant l'organe de poussée et qui est soudée de façon étanche sur sa périphérie externe à la partie supérieure de paroi et à la partie inférieure de paroi, évacuateur de condensat caractérisé en ce que la membrane (5) comporte en son centre une moulure circulaire (16) délimitant une surface plane (15) de la membrane, la surface (15) de la membrane ainsi délimitée étant décalée dans la direction de la douille (3) du siège de soupape d'une certaine quantité par rapport au reste de la surface de la membrane, et le diamètre de la moulure circulaire (16) étant dimensionné de façon que la surface de siège correspondante (14) de la soupape soit recouverte dans la position de fermeture de la membrane (5). 2.- Evacuateur de condensat selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie supérieure de paroi (4) comporte également en son centre une moulure circulaire (16) qui délimite une surface plane de la partie supérieure de paroi (4), qui permet une application avec adaptation de forme de la membrane (5). 3.- Evacuateur de condensat selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la moulure circulaire (1 6), en ce qui concerne sa forme géomètrique, revit la forme dtun bossage annulaire ou bien revaut une forme à angle aigu ou bien à angle ob- tus, ou bien rectangulaire, ou encore trapézoTdale.