Brevet FR2571827A1 — publié le 19860418

Cette invention concerne un séparateur d'eau du type à clapet conçu pour être installé sur une canalisation de vapeur de telle sorte que l'eau condensée produite dans celle-ci puisse être automatiquement évacuée. Plus particulièrement, l'invention concerne un séparateur d'eau comprenant un bilame pour empêcher le blocage par l'air du clapet. Un séparateur d'eau du type à clapet comprend un clapet de valve adapté pour se déplacer vers et s'éloigner d'un siège défini par une bague de siège intérieure et une bague de siège extérieure, et une chambre sous pression variable derrière le clapet. La position du clapet est contrôlée par une variation de pression dans la chambre sous pression variable pour effectuer l'évacuation automatique de l'eau condensée. L'air restant dans la chambre sous pression variable empêche, cependant, l'ouverture du clapet au début du fonctionnement du séparateur même si de l'eau condensée froide ou de l'air passe dans le séparateur. Si de l'air passe dans la chambre sous pression variable pendant le fonctionnement du séparateur, le clapet se met instantanément en position fermée, comme lorsque de la vapeur s'est écoulée dans la chambre. Cependant, l'air n'est pas condensé, alors que la vapeur l'est. Une fois que le séparateur est fermé, il ne s'ouvre pas, même si de l'eau consensée y coule. Ce problème est connu sous le nom de blocage par l'air. Un bilame est utilisé pour venir à bout de ce problème de blocage par l'air, comme le montre la Publication de modèle d'utilité n 27190/1970. Le bilame est une bande arquée disposée dans une gorge annulaire entre les bagues de siège intérieure et extérieure et ayant une extrémité fixée à celles-ci. La bande du bilame a un côté libre qui est cintré par contraction en cas de baisse de température, forçant ainsi le clapet de valve à s'éloigner du siège de valve pour laisser l'air sortir de la chambre sous pression variable, ce qui résoud le problème de blocage par l'air. Cependant, le séparateur précédent décrit ci-dessus n'est pas débarrassé de tout problème de blocage par l'air. Le ruban du bilame n'est pas suffisamment fort pour tenir le clapet de valve en position ouverte à une température relativement basse. Le ruban du bilame devient plus robuste si son épaisseur est accrue, mais son épaisseur est limitée par la largeur de la gorge annulaire. Le bilame ayant une épaisseur plus grande est moins sensible à la chaleur et risque de développer des contraintes indésirables importantes qui réduisent sa longévité. 2 5 7 1 8 2 7 -2- Un objet de cette invention est d'assurer un séparateur d'eau ayant un bilame qui soit suffisamment petit pour être logé dans sa chambre sous pression variable et cependant suffisamment robuste. Conformément à cette invention, l'objet indiqué ci-dessus est atteint par un séparateur d'eau du type à clapet comprenant un corps avec une entrée et une sortie, des bagues de siège de valve intérieure et extérieure autour de cette entrée, séparées par une gorge annulaire, une valve à clapet prévue dans un espace au-dessus des bagues de siège de valve, et un bilame disposé dans la gorge entre les bagues de siège de valve et le clapet, ce bilame étant un ruban incurvé qui se dilate à basse température et se contracte à haute température, caractérisé en ce que le bilame est un ruban enroulé en spirale. Le séparateur d'eau conformément à la présente invention a les avantages suivants: Puisque le bilame est constitué par un ruban en spirale, une grande quantité de matière bimétallique peut être formée en un élément de dimension relativement réduite qui peut s'adapter facilement dans la gorge annulaire. Bien qu'il soit petit, il est déformable dans une large mesure et développe un important effort, car il est formé d'une grande quantité de matière bimétallique. Cette invention produit un certain nombre d'effets spécifiques comme on le décrira ci-après. Il est connu dans le métier de former un anneau bilame en cintrant cylindriquement un ruban et en le disposant autour de la surface périphérique extérieure conique d'une bague de siège extérieure. L'anneau bilame monte le long de la surface conique de la bague de siège extérieure à basse température pour ouvrir un clapet de valve en le soulevant pour laisser sortir l'air. Cependant, cet anneau bilame ne peut soulever le clapet que dans une faible mesure et le séparateur a besoin de beaucoup de temps pour évacuer l'eau condensée froide et l'air au début de son fonctionnement. Le bilame dans le séparateur d'eau de cette invention est du type à double spire et peut ouvrir le clapet de valve dans une large mesure. Par conséquent, le séparateur d'eau de cette invention peut évacuer l'eau condensée froide et l'air rapidement et reprendre sa position normale dans un court laps de temps. Dans la mesure o l'anneau bilame montant le long de la surface conique ne peut soulever le clapet que dans une faible mesure, il est impossible de réaliser I'évacuation nécessaire d'air à moins que l'angle de la surface conique, le rayon - 3- de l'anneau bilame et la profondeur de la gorge dans laquelle est placé l'anneau bilame ne soient dimensionnés de façon très précise. Conformément à cette invention, le bilame peut soulever le clapet de façon importante et il n'y a pas de variation appréciable de la température à laquelle s'ouvre le séparateur, même s'il n'y a pas une précision dimensionnelle très grande. Par conséquent, le séparateur de cette invention est peu onéreux à fabriquer. Un ruban bilamne à un seul enroulement risque de s'effondrer sous le poids du clapet. Conformément à cette invention, le ruban bilame est un ruban à double enroulement de telle sorte. qu'il supporte le poids du clapet et a un fonctionnement fiable. L'invention va maintenant être décrite plus spécifiquement en se référant aux plans d'accompagnement o: la figure 1 est aune vue en section longitudinale d'un séparateur d'eau du type à clapet englobant cette invention; la figure 2 est une vue en élévation avant d'un produit intermédiaire fait en enroulant en spirale un ruban bilame; et la figure 3 est une vue en plan supérieur agrandi du bilame- à double enroulement de la figure 1 formé en enroulant à nouveau le ruban enroulé en spirale de la figure 2. Un séparateur d'eau englobant cette invention comprend un corps (1) ayant un orifice d'entrée (2) et un orifice de sortie (3) qui sont essentiellement coaxiaux l'un par rapport à l'autre, et un évidement (5) dans lequel est monté un élément de siège de valve (4). L'orifice d'entrée (2)-est en communication fluide avec le centre de l'évidement (5) et un filtre (6) est disposé entre l'orifice d'entrée (2) et l'évidement (5). L'orifice de sortie (3) est en communication fluide avec une partie périphérique de l'évidement (5). Deux joints annulaires sont disposés entre l'élément de siège de valve (4) et le fond de l'évidement (5). Un chapeau intérieur (7) est monté par filetage sur une partie cylindrique en saillie définissant l'évidement (5) et fixe ainsi l'élément de siège de valve (4) sur le corps principal (1). Un joint annulaire est disposé entre l'élément de siège de valve (4) et le chapeau intérieur (7). L'élément de siège de valve (4) et le chapeau intérieur (7) définissent une chambre sous pression variable (8) entre eux. L'élément de siège de valve (4) a un orifice d'entrée (9) en son centre 2 5 7 1827 -4- et en communication avec l'orifice d'entrée (2) du corps (1). L'élément de siège de valve (4) a également une gorge annulaire (10) encerlant l'orifice d'entrée (9) et un orifice de sortie (11) relié à la gorge annulaire (10) et communiquant avec l'orifice de sortie (3) du corps (1). L'orifice d'entrée (9) et la gorge annulaire (10) définissent une bague de siège intérieure (12) entre eux et une bague de siège extérieure (13) encercle la gorge annulaire (10). Un clapet de valve (14) est prévu dans la chambre sous pression variable (8). Celui-ci n'est fixé d'aucune façon, mais repose sur un siège de valve défini par les bagues de siège intérieure et extérieure (12 et 13) et peut s'en éloigner. Un chapeau extérieur (15) entoure le chapeau intérieur (7) et est monté par filetage sur -la partie cylindrique en saillie définissant l'évidement (5) . Un joint annulaire est disposé entre le corps (1) et le chapeau extérieur (15). Les chapeaux intérieur et extérieur (7 et 15) définissent une chambre d'isolation thermique (17). La partie cylindrique en saillie du corps (1) a un passage (16) reliant le corps principal (1) à côté de l'orifice d'entrée (2) à la chambre d'isolation thermique (17). L'élément de siège de valve (4) a un trou borgne (18) formé en approfondissant la gorge annulaire (10) dans une partie du côté opposé de l'orifice d'entrée (9) à l'orifice de sortie (11). Un bilame à double enroulement (19) est disposé dans le trou (18). Le bilame (19) comprend un ruban en spirale comme le montre la figure 2 et réenroulé comme le montre la figure 3. Le séparateur d'eau tel qu'il est décrit ici fonctionnera suivant la description ci-après. Au début du fonctionnement du séparateur, lorsqu'il est encore à basse température, le bilame (19) est à l'état dilaté et comprend une extrémité supérieure dépassant au-dessus du siège de valve en haut de l'élément de siège de valve (4), maintenant le clapet (14) en position ouverte éloignée du siège de valve, comme le montre la figure 1. Une quantité importante d'eau condensée froide et d'air passe dans le séparateur par les orifices d'entrée (2 et 9) et en sort rapidement par la gorge annulaire (10) et les orifices de sortie (11) et (3). Si de l'eau condensée chaude vient à passer dans le séparateur, le bilame (19) est chauffé et se contracte dans la gorge annulaire (10), permettant au clapet (14) de reposer sur le siège de valve. Le séparateur d'eau fonctionne par la suite pour évacuer l'eau condensée, tout en retenant la vapeur, conformément au principe de fonctionnement bien connu dans le métier. Si de l'air passe dans la chambre sous pression variable (8), il entraîne le clapet (14) en position fermée, mais si la température du fluide dans la chambre (8) tombe au-dessous d'un certain niveau, 2 5 7 1 8 27 - le bilame (19) se dilate et contraint le clapet (14) à s'ouvrir, ce qui élimine le problème de blocage par l'air. Le bilamrne (19) est situé dans la gorge annulaire (10) en relation excentrique avec le clapet (14)o Cet arrangement développe un effort important pour ernp&cher Pair de bloquer le clapet conformrrément au principe de levier. 7 1 8 2 7 -6 REVENDICATIONS 1. Un séparateur d'eau du type à clapet comprenant un corps avec une entrée et une sortie, des bagues de siège de valve intérieure et extérieure, séparées par une gorge annulaire, un clapet de valve prévu dans cet espace autour des bagues de siège de valve, et un bilame disposé dans cette gorge entre les bagues de siège de valve et la valve à clapet, ce bilame étant un ruban incurvé qui se dilate à basse température et se contracte à température élevée, caractérisé en ce que le bilame est un ruban enroulé en spirale. 2. Un séparateur d'eau conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le bilame est disposé à côté de l'entrée. f 3. Un séparateur d'eau conforme à la revendication I ou 2, caractérisé en ce que le bilame est disposé dans une partie évidée de cette gorge annulaire.