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"Perfectionnements apportés aux dispositifs débiteurs de liquides sous pression, notamment pour alimenter des brûleurs. "
L'invention est relative à des dispositifs débi- teurs de liquides sous pression, notamment à ceux pour ali- menter, avec du combustible sous une pression importante, des brûleurs de machines motrices, pour avions par exemple.
Le fonctionnement de certains genres de moteurs dépend de l'alimentation en combustible sous pression, par exemple des moteurs du genre des turbines à gaz. Ces machines motrices comportent un compresseur entrainé par une turbine montée coaxialement sur le même arbre, l'air aspiré par le compres- seur étant fourni à plusieurs chambres de combustion dans lesquelles le combustible est injecté et le mélange allumé, sont après quoi les gaz chauds/introduits dans la turbine pour
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ctionner calle-ci et ils sont, finalement', déchargés dans l'atmosphère.
Pour la sûreté du fonctionnement, on peut ad- mettre qu'il est désirable que l'installation soit rendue telle nue, si une pompe fait défaut ou est mise hors de ser- vice, la machine ne risque pas de s'arrêter et qu'il est é- galement désirable, tout au nains en-ce qui concerne les machines avec turbines à gaz, que l'alimentation en combus- tible soit telle que, pour la mise en marche, on dispose que d'une quantité de combustible (à une pression relative- ment basse) qui nécessite l'intervention 'une pompe de ca- pscité plus grande que celle nécessaire pour la 'Torche nor- male aprèsle démarrage .
La présente invention (,herche à réaliser un dispositif débiteur d'un liquide sous pression pour lequel en a recours à deux pompes, et qui permet de satisfaire aux exigences e sécurité et de disposer d'une quantité relativement grande de liquide, par exemple pour réaliser la mise en marche d'une machine motrice avec tur- bine à gaz. Dans ce qui suit, on admet que les pompes sont entraînées mécaniquement par le moteur lui-même, bien que, dans certains ces, elles puissent être entraînées indépen- damment, Par exemple dans le cas d'une installation pour fournir du combustible sous pression à des chaudières à vapeur.
L'invention consiste, principalement, à faire comporter aux dispositifs, du genre en question, deux pompée à combustible, des liaisons par tubes et des moyens à sou- papes, adjoints auxdites pompes et agencés¯¯de manière telle que les pompespuissent fournir en parallèle du combustible aux brûleurs où qu'une des pompes seulement puisse alimenter lesdits brûleurs dans le cas d'une interruption partielle ou totale du débit de l'autre pompe.
Dans ce cas on peut faire fonctionner l'une des pompes à vide c'est-à-dire qu'elle ne fonctionne pas sous
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une charge substantielle et alimente seulement un circuit fermé qui fait retour à son admission.
De préférence, on a recours à deux pompes agen- cées de manière à pouvoir être entraînées simultanément , ces pompes étant reliées entre-elles de manière à pouvoir débiter en parallèle dans un conduit d'alimentation commun et une pompe comprenant un conduit de retour vers.son ad- mission. Les pompes sont munies, chacune, d'une soupape de retenue par laquelle l'écoulement dans le sens de l'alimen- tation est seulement possible. Cette soupape est, de préfé- rence, du genre de celles qui sont fermées par la pression pour s'opposer à l'inversion du courant bien qu'elle puisse être sollicitée, en plus, par une légère charge, produite par un ressort ou par la pesanteur, pour l'appliquer initia- lement sur son siège.
Pour obtenir le passage de la marche des pompes en parallèle à la marche avec pompe unique, on a, de préfé- rence, recours à une soupape permutatrice, établie dons le conduit de retour vers l'admission de manière telle que la fermeture de cette soupape, pour la mise en marche, oblige les pompes à fonctionner en parallèle alors que son ouver- ture, en tenant compte de l'intervention des soupapes de retenue, fait agrr la charge entière sur une pompe seulement qui agit alors à elle seule pendant que l'autre -pompe-marche à vide et fait seulement circuler une partie du liquide nui s'écoule par le conduit d'alimentation princippl vers la pompe active, Au cas où celle-ci a 'une défaillance, la pom- pe à vide reprend aussitôt sa fonction.
Les dessins ci-annéxés, montrent, à titre d'ex- emple, un mode de réalisation de l'invention.
Les figs.l et 2 montrent, en coupe schématique, un dispositif d'alimentation établi selon l'invention, la fig.l montrant la soupape permutatrice -fermée et la ig.2 cet-
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te même soupape mais ouverte.
La fig.3 montre, en coupe horizontale, un dé- tail de ce dispositif.
Le dispositif, faisant l'objet de l'invention, comprend deux pompes A et B pour débiter du liauide sous pression, ce liauide étant amené par un conduit principal 1 depuis une source appropriée.
Une dérivation 2 est branchée sur le conduit 1 et aboutit à l'admission de la pompe B dont la sortie est reliée, par le tuyau 3, à une soupape de retenue 7 et de là, par un tuyau 6, à un conduit 12 qui débite le liquide dans l'appareil à alimenter.
Le conduit 1 aboutit à l'admission de la pompe B dont la sortie est reliée, par un tuyau 11, une soupape de retenue 8 et un conduit 12 au même appareil.
Sur le tuyau 3 est branchée une dérivation 4 débouchant, par un raccord latéral 17, dans la chambre 16 d'une soupape permutatrice constituée par une boite 15 en- tourant la chambre 16 et dans laquelle peut coulisser un piston 13 contre l'action d'un ressort 14. La chambre 16 peut communique.r, par un passage 18 et un conduit de retour 10, avec le conduit principal 1 et peut également être relié à ce dernier par un passage 21 et le conduit 9 qui sert à la vidane comme expliqué ci-après.
Un passage axial, à section réduite, traverse le piston 13 qui comporte une gorge périphérique 19.
La fig.1 montre l'emplacement des organes du dispositif quand on veut, par exemple, procéder à la mise en marche d'une machine motrice avec turbine à gaz et dans laquelle la combustion est assurée par des brûleurs (non montrés) auxquels le combustible est amené par le conduit 12. Le ressort 14 est destiné à exercer une certaine pres- sion de sarte que, si la pression,à laquelle le liquide est débité, est moindre, la soupape permutatrice est fermée et
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il n'existe aucune communication entre les passages 17 et 18 Par contre, si la pression devient supérieure, le piston 13 est déplacé contre l'action du ressort 14 et les passages 17 et 18 communiquent par l'intermédiaire de la gorge annu- laire.
Pour la mise en marche de la-/machine, la soupa- pe permutatrice est fermée comme montré sur la fig.l et les pompes A et B fonctionnent, dans ce cas, en parallèle. Les flèches montrent que la pompe B alimente les brûleurs par le tuyau 3, la soupape de retenue Y et le tuyau alors que la pompe A alimente ces brûleurs par le tuyau 11, la soupa- pe de retenue 8 et le conduit 12. La pression du liquide dé- bité augmente jusqu', ce qu'elle atteigne une valeur déter- minée pour laquelle le piston 13 se meut contre l'action du ressort 14 en faisant communiquer les passages 17 et 18 et, par conséquent, les conduits 4 et 10, comme montré sur la fig.2.
Dans ce cas, et comme montré par des flèches, la pompe B marche à vide et fait circuler le liquide dans un circuit fermé sous une charge pratiquement nulle pendant que la pompe A continue à débiter et est destinée, à elleseule, à fournir en substance tout le liquide nécessaire et à la pression désirée. La soupape de retenue 7 empêche que la pompe 1 débite du liquide, retournant à l'admission, en pas- sant par la soupape permutatrice.
Si la pompe A est mi se horsde service, la pres- sion dans son tuyau de décharge 11 tombe et le piston 13 de la soupape est ramené à la position de la fig.l ce qui in- terrompt la communication entre la.sortie de la pompe B et le conduit 1. Les flèches montrent que la pompe B alimente alors les brûleurs par le tuyau 3, la soupape de retenue 7 et le tuyau 6 et est alors chargée, à elle seule, de débi- ter tout le liquide à la pression nécessaire.
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Si la pompe B est mise hors service pendant que la pompe A fonctionne sous charge, l'installation n'en n'est pas autrement affectée et la pompe A continue à débiter.
Comme le débit par la pompe hors service peut, dans certains cas, être relativement faible, un passage axiaj 20 est ménagé dans le piston 13 pour 'favoriser une permuta- tion rapide. Un conduit de vidange 9 est également branché sur la soupape permmtatrice pour ramener à la source les fuites ui pourraient se produire autour du piston et pour empêcher que ces fuites deviennent cause de la production d'une pression qui, avec l'effort exercé par le ressort 15 sur le piston 13, pourrait provoquer la fermeture de la sou- pape alors qu'elle doit rester ouverte.
Conformément à une autre particularité de l'in- vention, on gence la pompe B de manière telle ou'elle puis- se servir à d'autres usages pendant que la pompe A débite la charge totale. A cet effet, on peut brancher une dériva- tion 22 sur le conduit de retour 10 (fig. 2) et un robinet 31 peut être établi dans ce conduit 10. Quand la communi- cation. avec le conduit principal 1 est interrompue, on peut se servir de la pompe B pour débiter du liquide sous pressic en vue de n'importe quel autre usage.
Cette disposition est avantageuse quand on l'ap- plique par exemple à ?'alimentation en combustibled'une machine avec turbine à gaz. Pour une telle machine, de l'ai] est aspiré par un compresseur et dans cet air comprimé est injecte du combustible aprs quoi on allume le mélange et on utilise les produits gazeux pour entrptner une turbine
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.zui,1.le-;êre, mntionne le compresseur. Les gaz dTéchap- pement sont, finalent, déchargés dans l'atmosphère.
Pour un mode de réalisation d'une telle machine, les gaz d'échap pement, après avoir quitté la turbine, peuvent être soumis
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à un traite:e ;t rpohauffaur , c'est-à-dire qu'on y injecte
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une nouvelle quantité de combustible et qu'on les soumet à une combustion additionnelle avant de les décharger, fina- lement, dans 1'atmosphère.
Pour une machine de ce genre, la pompe A peut alimenter, par le conduit 12, le conduit d'admission princi- pal (la rampe) d'une série de brûleurs pour la combustion principale pendant la marche normale alors que la pompe B peut être utilisée pour débiter du combustible par le conduit 22 vers un ou plusieurs brûleurs, établis en aval de la tur- bine et au cas où les gaz d'échappement chauds doivent être réchauffés davantage.
La soupape permutatrice est, pour cette raison, propre à être équilibrée par la pression de sorte qu'aucune contre-pression, due au combustible réchauffé et agissant par le passage 13, ne peut influencer le mouvement du piston 13 et, par conséquent, le fonctionnement de la soupape per- mutatrice.
Le robinet 31 peut être commandé électriquement (fig.3), par exemple à l'aide d'un solénoïde 35 enroulé au- tour d'un support 36 et qui, lorsqu'il est excité par le passage d'un courant élextrique, produit l'aimentation d'une pièce polaire 43, en fer doux, laquelle attire alors un or- gane obturateur creux 38, en fer doux et dans lequel sont ménagées des ouvertures latérales 39 propres à venir en re- gard d'une gorge circulaire 40, ménagée dans le conduit 10.
Quand aucun courant ne traverse le solénoïde, la pièce en fer doux 38 est écartée par un ressort 42 et, dans ce cas, le liquide traverse la gorge 40 et les ouvertures latérales 39 pour passer dans la chambre 41 du corps creux 38 d.u ro- binet, pour être aspiré. Quand le solénoïde est excité, la pièce 38 est attirée vers la pièce polaire 43 et les ouver- tures 39 de l'organe 38 cessent d'être en regard de la gorge 40 de sorte que l'aspiration ne peut plus s'exercer en cet
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endroit.
Les pompes A et B peuvent être identiques ou non, par exemple des pompes à engrenages entraînées directement par l'arbre de la Machine ainsi que cela se produit, notam- ment, pour des machines avec turbine à gaz pour avions, Des soupapes de détente peuvent être adjointes à une partie quel- conque du dispositif où il existe un danger de surpression et les soupapes de retenues peuvent comporter des moyens de signalisation appropriés pour donnera tout moment, une in- dication en ce qui concerne les conditions de fonctionnement du dispositif.
Un mode de réalisation d'un moyen de signalisa- tion de ce genre est montré sur la fig.l. Un manomètre 32 est relié, par un tube 33, au tuyau 3 et la pression dans ce manomètre est indiquée par une aiguille 34 propre à établir un contact électrique, en 25, quand la pression dépasse une certaine valeur et un autre contact, en 24, quand la pressior tombe en-dessous d'une autre valeur. Une batterie 26 est re- liée par un circuit 27 à une lampe 28 et par un circuit 29 à une lampe 30 afin que l'une ou l'autre de ces lampes soit allumée quand l'aiguille vient en contact avec le plot 25 ou le plot 24. Quand la pompe A est hors service, la pression dans le.tuyau 3 est supérieure à celle déterminée par le plot 25 de sorte que l'aiguille vient en contact avec celui-ci, et provoque l'allumage de la lampe 28.
De même, si la pompe B est hors service, la pression dans le tuyau 3 tombe en- dessous de la valeur correspondant au plot 24 et dans ce cae, la lampe 3C s'allume. Ces lampes peuvent avoir des couleurs différentes''ou se distinguer de toute autre manière. L'allu- mage de l'une ou de l'autre de ces lampes indique que la pom pe A ou B est hors service.
Bien que la description ait été faite en se ré- férant à deux pompesseulement, il est à noter que le dis-
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positif peut comporter plus de deux pompes de telle 'sorte que, hors de la mise en marche, deux ou un plus grand nom- bre de pompes peuvent fonctionner en parallèle alors que, pour la marche normale, une ou plusieurs pompes peuvent fonctionner à vide.
Le dispositif peut également être appliqué à des usages autres que pour des machines motrices avec turbines à gaz ou autres.
La soupape permutatrice peut être manoeuvrée à la main au lieu d'être commandée automatiquement par la près sion du liquide débité, comme décrit ci-dessus et des moyens peuvent être prévus, tel qu'un ensemble articulé à ressort, pour donner à la soupape un mouvement rapide et une retenue en l'une ou l'autre de ses positions extrêmes jusqu'à ce qu'il se.produise une modification importante des conditions ce qui évite les mouvements hésitants ou flottants de la soupape. Suivant une autre variante, on peut commander la soupape électriquement, par exemple à l'aide d'un solénoide établi dans un circuit qui est lui-même affecté par les con- ditions fonctionnelles.
On peut également relier la soupa- pe à un étrangleur ou autre organe de commande, de manière à provoquer.la permutation pour une phase particulière du fonctionnement et, quand la soupape est commandée manuelle- ment, on peut s'arranger pour que la soupape soit inévità- blement fermée, c'est-à-dire que l'on revient au fonctionne- ment en parallèle, quand l'alimentation principale en liqui- de est interrompue, par exemple, pour la remise à l'arrêt de la machine.
REVENDICATIONS.
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