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BREVET D* INVENTION "PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS POUR LA DISTRIBUTION DES HYDROCARBURES LIQUIDES" "
La présente invention est relative à des per- fectionnements au principe de fonctionnement et à la cons- truction des appareils distributeurs d'hydrocarbures liqui- des, et d'une manière plus précise à ceux de ces appareils comportant deux vases mesureurs de même capacité, alternati- vement en cours de remplissage et de vidange, dans lesquels l'interversion du rôle joué respectivement par lesdites ca- pacités est obtenue en utilisant la pression du liquide à l'aval de la pompe alimentant l'appareil .
L'invention se rapporte plus particulièrement, parmi les appareils de ce type , à ceux dans lesquels la distribution du liquide, pour l'alimentation et la vidange des capacités mesureuses, est assurée par un système de
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tiroirs couplés mettant alternativement chacune des capaci- tés en communication soit avec la tuyauterie d'arrivée du liquide sous pression, soit avec la tuyauterie de délivran- ce au consommateur, ces tiroirs formant un tout qui se dé- place dtun seul bloc et qui est solidaire, dans ses dépla- oements, de deux pistons moteurs, lesquels, suivant que la poussée du liquide s'exeroe sur l'un ou?antre d'entre eux, provoquent, le déplacement de tout le système dans un sens ou dans le sens opposé .
Enfin, l'invention comporte également la mise en oeuvre, en coabinaison avec des dispositifs nouveaux qui produisent des effets nouveaux, d'un dispositif connu, sui- vant lequel l'admission du liquide sous pression, sur l'un ou sur l'autre des pistons moteurs du système rappelé à l'alinéa ci-dessus, est contrôlée elle-même par un tiroir auxiliaire, ou par un système de tiroirs auxiliaires, sur le ou les pistons moteurs duquel ou desquels la poussée du liquide sous pression s'exerce alternativement dans un sens ou dans l'autre .
L'invention est oaractérisée essentiellement par les points ci-après, qui peuvent être considérés soit isolément, soit en combinaison entre eux ou avec d'autres dispositifs connus :
1 -Les deux systèmes, principal et auxiliaire, de tiroirs ont l'un et l'autre Le même schéma de fonctionne- ment, c'est-à-dire qu'ils comportent chacun, distincts ou combinés, deux tiroirs à trois directions et deux pistons moteurs 4 sens d'action opposés, ces deux systèmes de ti- roirs étant conjugués entre eux hydrauliquement et d'une manière réciproque, de telle manière que le déplacement de
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bout en bout d'un des systèmes de tiroirs entraîne, par un renversement de l'admiosion du fluide sous pression sur les pistons moteurs de l'autre,
le passage de ce dernier de la position qu'il occupait à la position extrême opposée.
Les deux capacités mesureuses peuvent être considérées com- me branchées respectivement en dérivation sur les deux cana- lisations réunissant chacun des tiroirs couplés du système principal avec l'un des pistons moteurs du système auxiliai- re .
2 -Les deux dispositifs de ressorts à rupine d'équi- libre (ressorts de déversement)7 liés respectivement à cha- cun des systèmes de tiroirs doubles, suivant une disposi.... tion connue et tels que seules les positions extrêmes de ceux-ci soient des positions d'équilibre stable, sont,réglés l'un par rapport à l'autre de telle manière que la pression minimum nécessaire pour provoquer l'entrée en action du système auxiliaire soit notablement supérieure à la pres- sien maximum nécessaire pour provoquer l'entrée en action du système principal de tiroirs conjugués .
3 -Les dispositifs de verrouillage ayant pour objet, suivant un principe connu, de rendre impossibles les inver- sions prématurées, ou, d'une manière plus générale, inter- pestives, du système distributeur, agissent non pas direc- tement sur le système principal de tiroirs, mais en inter- disant temporairement les déplacements du système auxi- liaire.
Dans le dessin annexé ;
La Figure 1 représente, schématiquement et à titre d'exemple, un mode particulier de réalisation de l'invention .
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La figure 2 montre le système principal pour une position intermédiaire.,
La figure 3 montre une variante du système de tiroirs appliquée au système principale
La figure 4 montre une autre variante, appli- quée au système auxiliaire .
Les figares 5, 6, ? et 8 sont relatives res- pectivement à d'autres modes de réalisation de l'invention,
Le liquide à distribuer, refoulé par la pompe alimentaire, non figurée, arrive au système principal 1 de tiroirs conjugués, par les tubulures 2a, 2b. Ce même système principal est d'autre part en communication, par les tubulures 3a, 3b, avec les capacités mesureuses 16a, 16b et simultanément, comme dit plus loin, avec le système auxiliaire 21 de tiroirs conjugués. Enfin le système prin- cipal communique encore, par la tubulure 4, avec la tuyau- terie de distribution au consommateur .
En face des tubulures 2a, 2b s'ouvrent., dans le corps cylindrique 1 des lumières faisant communiquer ce corps respectivement avec deux capacités en cul-de-sac 17a, 17b,dirigées vers le haut, et dans lesquelles reste toujours emprisonnée une certaine quantité d'air fonction- nant, ainsi qu'il est dit plus loin, comme accumulateur d'é- nergie pendant certaines phases du cycle de fonctionnement,.
Dans le corps cylindrique se meuvent, d'un seul bloc, les deux pistons tiroirs 5a, 5b et les deux pistons moteurs 6a, 6b. * Ces'quatre pistons sont rendus so- lidaires par une tige axiale 7. La partie médiane de cette tige comporte une rampe profilée 8, sur laquelle peut rouler un galet 9, appuyé contre la rampe par un ressort
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10 , qui exerce sa poussée sur la tige 11 du galet par l'intermédiaire d'une opérette 12, l'auto extrémité du ressort prenant appui sur le fond de son logement 15. Les deux pistons moteurs délimitant respectivement, aux deux extrémités du corps cylindrique.' 1, deux chambres 13a, 13b où aboutissent les canalisations 14a, 14b venant, comme dit plus loin, du système auxiliaire 21.
Le système auxiliaire comporte, comme: le sys- terne principal, un corps cylindrique 21 dans lequel se meu- vent, solidarisés par une tige axiale 27, deux pistons-ti- roirs 25a,25b, et deux pistons moteurs 26, 26b, La tige 27 comporte, en sa partie médiane, une rampe profilée 28 sur'laquelle roule le galet 29, pressé contre la rampe par un ressort 30, qui exerce sa poussée sur la tige 31 du ga- let 29 par l'intermédiaire do la collerette 32, et prend d'autre- part appui sur le fond de '''son loge@ent35. A la -chambra cylindrique 21 aboutissent deux canalisations 22a, 22b, en communication direote, comme les tubulures 2a, 2b, avec le refoulement de la pompe alimentaire.
La tubulure 24 est une tubulure de retour du liquide.,, soit au réser- voir magasin de l'installation, soit à. 3.'aspiration de la pompe alimentaire. Enfin, les tubulures 23a,23b sont res- pectivement en communication avec les tubulures 14b, 14a du corps cylindrique du système principal, tandis que les -tubulures 34a, 34@, aboutissant dans les chambres 33a,33b. délimitées aux deux bouts du corps cylindrique 21 par les pistons moteurs 26a, 26b, correspondent d'autre part avec les tubulures 3a, 3b du système principal (et par suite avec les vases mesureurs 16a, le).
Enfin, le systèmè comporte encore, intercalée
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entre la tubulure 4 et le flenible 19 de livraison du liqui- de mesuré au consommateur, une chambre 18 , dans laquelle se meut un flotteur 20; ce flotteur est fixé à l'un des bras 36 d'un renvoi de sonnette oscillant autour de l'axe 37, et dont l'autre bras 38, lorsque le flotteur est soulevé, vient se placer en face de l'extrémité libre de la tige 31 du galet 29, cette tige faisant elle-même saillie, par un orifice muni d'un presse-étoupes ou de tout autre disposa tif d'étanchéité, hors du logement 35 du ressort 30.
L'ensemble est caractérisé en outre par le fait que le réglage respectif des ressorts 10 et 30 est tel que la pression nécessaire pour forcer le galet 29 à monter sur la rampe 28 soit sensiblement supérieure à celle qu-i suffit pour engager le galet 9 sur larampe 8.
Le fonctionnement de cet ensemble est le sui- vant :
Les deux systèmes de tiroirs se trouvant ini- tialement dans la position de la figure 1, le liquide re- foulé par la pompe alimentaire, par la tubulure 2b,traverse le-système principal entre les deux pistons 5b et 6b, puis, par la tubulure 3b, s'écoule vers la capacité mesureuse 16b, qu'il remplit progressivement, cette capacité étant munie suivant un principe connu, d'un dispositif permet- tant l'évacuation, vers l'extérieur, de l'air qu'il contient, tout en interdisant la sortie du liquide. Aussi longtemps que le vase 16b n'est pas plein, la pression ne'peut s'y élever, non plus bien entendu que dans la chambre 33b qui se trouve en communication permanente aven ce vase 16b.
Dès que le vase 16b est rempli, le liquide. ,qui continue à être refoulé par la pompe alimentaire, monte en pression,
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jusqu'au moment où la poussée qu'il exerce sur le piston 26 surmonte la poussée en sens inverse que le ressort 30 exerce, par l'intermédiaire du galet 29 et de la rampe 28, sur l'axe 2?. Le bloc des quatre pistons accouplés du systè- me auxiliaire commence alors à se déplacer vers la gauche, le liquide contenu dans la chambre 33a trouvant son écoule- ment vers une partie du système principal, délimitée entre les pistons 5a et 5b, et qui, étant en communication avec la tubulure de sortie 4, ne peut être en pression à ce mo- ment.
La forme de la rampe 28 étant telle que la poussée exercée vers la droite par le galet 29 diminue d'abord régulièrement lorsque le train de pistons du sys- tème auxiliaire coulisse à gauche, puis s'annule, puis se renverse, la course dudit train de pistons, une fois amor- cée, s'effectue de bout en bout, de sorte qu'il vient occu- per la position indiquée en pointillé sur la Figure 1.
Dans cette position, les pistons 25b et 26b délimitent, dans le corps cylindrique 21, une chambre isolée qui met en communication la tubulure 22b avec la tubulure 23b.
Le liquide sous pression refoulé par la pompe s'écoule alcrs suivant ce parcours vers la chambre 13a, où la pression s'élève jusqu'à ce qu'elle soit suffisante pour vaincre la poussée antagoniste exercée par le ressort 10, par l'inter- médiaire du galet 9 sur la rampe 8. Le train des quatre pis- tons 6a, 5a, 5b, 6b se met alors en mouvement d'un bloc vers la droite, et vient occuper la position indiquée en pointillé sur la figure 1, tandis que le liquide contenu dans la chambre 13b trouve son écoulement sans contrepres- sien à travers l'espace délimité, dans le corps cylindrique
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21, entre les pistons 25a et 25b, vers la tubulure de re- tour 24.
Dans la nouvel le position du train de pistons du système principal, la capacité mesureuse 16b, précé- demment remplie comme dit plus haut, se trouve en communi- cation, à travers l'espace délimité dans le corps cylindri- que 1 par les pistons 5a, avec la tubulure 4 de livrai-. son au. consommateur, par laquelle il se vide, tandis que la capacité mesureuse 16a se trouve en communication, par l'espace délimité dans le corps cylindrique 1 entre les pistons 6a et 5a avec la tubulure 2a par laquelle lui arri- ve le liquide refoulé par la pompe.
On se trouve donc à ce moment?, par rapport à l'axe vertical X-X, dans une position exactement symétrique de celle qu'on a considérée comme position initiale, et la succession des manoeuvres qui vient d'être décrite se répète donc identique, sous la ré- serve de l'interversion des indices et b qui affectent les divers organes intervenant dans cette description.
Il y a lieu d'observer enfin que, pendant cette deuxième phase du fonctionnement, le liquide qui rem- plissait la capacité mesureuse 16b, en s'écoulant à travers la tubulure 4, vient s'accumuler dans la chambre 18, avant de trouver son issue au dehors par le flexible 19, et sou- lève le flotteur 20. Dans ce mouvement, l'extrémité supé- rieure du bras 38 du mouvement de sonnette vient se placer en face de l'extrémité inférieure de la tige 31 du galet 29 empêchant ce dernier de s'effacer pour donner passage à la rampe 28. Tout coulissement vers la droite du train de pistons du système auxiliaire-21 est donc interdit aussi. longtemps que le flotteur restera soulevé.
Les sections,
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longueurs et hauteurs des parcours hydrauliques allant, d'une- part, des vases mesureurs jusqu'à la chambre 18, et d'autre part de cette chambre jusqu'à l'extrémité du flexi- ble 19 de délivrance au consommateur, sont calculées de telle sorte qu'une redescente du flotteur soit impossible aussi longtemps que le vase mesureur 16b ne,s'est pas com- plètement vidé.
Il en résulte que, si le vase mosureur 16a venait à être complètement rempli avant que la vidange totale du vase mesureur 16b soit terminée, la poussée exer- cée par le liquide en pression sur le piston 26a quelque valeur qu'elle atteigne, ne pourrait provoquer le déplace- ment vers la droite du train de pistons du système auxili- aire, aussi logtemps que le flotteur 20 en s'abaissant n'aurs pas permit au galet 29 de s'effacer pour livrer pas- sage à la rampe 28.
Les avantages du dispositif réalisé sont les suivants : 10-Le réglage des ressorts des galets du système principal et du système auxiliaire étant tel qu'il existe un t'calage important entre les pressions nécessaires pour Mettre en mouvement ces deux systèmes, et d'autre part les capacités hydrauliques entrant en considération dans le fonctionnement du système auxiliaire étant relativement faibles, il en résulte que les réserves d'énergie accumu- lées, avant l'entrée en action du système auxiliaire, étant , du fait de la compression de l'air dans les accumulateurs, et , d'une manière générale, dans toutes les parties du circuit hydraulique, à l'aval de la pompe.
où peut être retenu de l'air sous pression, sont toujours suffisantes pour assurer, non seulement la course
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complète du train de pistons du système auxiliaire, mais aussi celle du train de pistons du système principal qui lui succède sans intervalle, même si le pompage venait à être interrompu dès le début de la course du train de pistons du système auxiliaire, ou si les ressorts déver- seurs des deux systèmes ne suffisaient pas par eux-mêmes à assurer l'achèvement-desdites courses .
2 -Dans tout dispositif où la pression du liquide re- foulé par la pompe s'exerce, sans relai, sur les pistons moteurs du système principal, il se produit, dès que le dé- placement du système commence à découvrir les lumières mettant en communication le refoulement de la pompe avec une capacité mesureuse vide, une baisse très brutale de pression du fait de l'écoulement du liquide en pression vers cette capacité. Cette soudaineté de la baisse de la pression motrice peut être telle que l'achèvement de la course des pistons ne se fasse pas jusqu'au bout, si. pour uns raison quelconque (par exemple en raison de trot- tements accidentels) l'action du ressort déverseur ne suf- fit pas à assurer cette fin de course.
Il en est tout au- trement dans le présent dispositifs en effet, d'une part chaque course du train auxiliaire de pistons met en commu- nication le refoulement de la pompe avec une capacité res- freinte, déjà pleine d'un liquide iocompressible, et vers laquelle le liquide refoulé par la pompe ne peut s'écouler qu'en comprimant le ressort déverseur du système princi- pal.
Il s'ensuit qu' entre le moment où ,dans sa course,, le bloc des pistons du système auxiliaire commence à décou- vrir les lumières entre lesquelles vont être établies de nouvelles communications, et le moment où , ces nouvelles
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to.,.icat10J2t ayant provoqué 1'entrée en action du bloc de$ 9i;
%6na du -y.t6me principal, ces derniers vort commen-. ce à d8ocruvrir à leur tour les lumières dont leur "An cement va réaliser la miseen communication, il s'écoule un certain intervalle de temps pendant lequel la chute de pression au refoulement de la pompe alimentaire est insi- gnifiante, et pendant ce temps la pression qui continue à s'exercer sur le piston moteur du système auxiliaire, et qui s'ajoute à l'action du ressort déverseur de ce système, provoque 1'achèvement de la course commencée et la mise complète à découvert des lumières, dans ledit système auxiliaire.
D'antre part, dans le système principal, si l'en admet que l'arc ait pu, par un artifice ou par suite d'un incident quelconque, immobiliser le train de pistons dans une position ne découvrant que partiellement les lu- mières (Figure 2), il ne s'ensuit aucune perturbation dans
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le pactionneat du distributeur.
En effet, dès qu'on re- coamenoe à pioaper tour contitiuer la distribution, ou pour on ftir* uae nouvelle, aomme la capacité 13 est restée on cewmcieation avec le refoulement de la pompe, le liqui- de- on pression viendra de nouveau exercer son action sur 1< piston moteur qui, en raison du décalage entre les deux
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ressorts d6versourat entrera en action sous l'action de cette pression avant que le système auxiliaire ne soit lui-même influencé pe.r#J1(",c:!.t de telle sorte que le bloc des tiroa8 du système principal doit adbever complètement la course commencée, avant qu'une inversion ne soit possible.
En outre, ai la découverte seulement partielle de la lumière de la tubulure :sa a rendu possible une
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vidange du vase jaugeur 16a assez lente pour que le flot- teur 20 ne soit pas soulevé, il ne peut en résulter aucune perturbation du fonctionnement, car le rôle de ce flotteur étant seulement d'empêcher les mouvements d'inversion du système auxiliaire, et les mouvements de ce dernier n'étant possibles que lorsqu'il existe au refoulement de la pompe une pression suffisante pour vaincre la résistance du res- sort déverseur dudit système auxiliaire, il est clair qu'a- vant due l'on ait atteint, en remettant la pompe en action, cette pression minimum, on passera par la pression sensi- blement inférieure qui provoquera l'achèvement de la course du train de pistons du système principal,
l'ouverture com- plète des lumières, et l'ascension du flotteur dans la chambre 18.
3 -Enfin, il faut signaler subsidiairement que le dis- positif de verrouillage agissant, non sur les déplacements du système principal, mais sur ceux du système secondaire, sur lequel s'exercent, en raison de ses dimensions beau- coup plus réduites, des poussées résultantes relativement minimes,on dispose, pour des dimensions données au flot- teur, d'actions mécaniques proportionnellement beaucoup plus efficaces, d'où risques réduits de blocages, cisail- lements, dérangements divers dans le fonctionnement du dis- positif de verrouillage.
C'est ainsi, en particulier, qu'on peut obte- nir le déverrouillage instantané lorsque, le niveau du liquide baissant dans la capacité intermédiaire où se meut le flotteur, celui-ci commence à se déjauger et à agir par son poids sur le mécanisme qu'il commande. Au contraire, lorsque le dispositif de verrouillage agit dans les
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dispositifs connus directement sur le système principal de titoirs, les poussées considérables que subit ce système font gripper l'une contre l'autre les deux pièces dont, sous une forme ou sous une autre, l'entrée en contact para- lyse le fonctionnement du mécanisme, si bien que l'action motrice du poids du flotteur est insuffisante pour désenga- ger ces organes :
il faut donc, pour que le déverrouillage puisse se produire, attendre le temps nécessaire pour que, sous l'influence des fuites légères que comportent toujours les organes de distribution, la pression hydraulique motrioe se soit suffisamment abaissée sur le piston moteur pour que les pièces coincées l'une contre l'autre puissent se dé- bloquer .
On peut concevoir, sans sortir du cadre de ,l'invention, beaucoup d'autres variantes de réalisation, dans lesquelles les mêmes effets sont obtenus par des moyens un peu différents, les caractéristiques générales énoncées plus haut restant respectées.
C'est ainsi qu'on peut dissocier chacun des deux systèmes,principal et auxiliaire, ou l'un seulement des deux, respectivement en deux groupes composés chacun d'un piston tiroir à trois directions et d'un piston mo- teur, les deux groupes étant associés mécaniquement entre aux de telle sorte qu'ils restent toujours solidaires dans leurs déplacements.
Les groupes ainsi associés mécanique- ment peuvent être disposés, soit dans le prolongement l'un de l'autre (Fig. 3), soit parallèlement l'un à l'autre (Fig. 4), soit dans toute autre orientation relative
Dans la forme de réalisation montrée sur la Fig. 3. le dispositif de déversement du système principal
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est légèrement différent de celui décrit ci-dessus; la tige rigide 40 reliant les deux groupes constituant le système principal présente une coulisse 41 dans laquelle est enga- gée l'extrémité 42 d'une biellette 43 susceptible de pivo- ter autour de son autre extrémité , celle-là fixe , 44. Sur cette biellette est attaché, en 45, le ressort de déverse- ment 10.
Dans la variante montrée sur la fig. 4 appli- quée au système auxiliaire, on a indiqué une autre réalisa- tion du dispositif de déversement et de verrouillage. Les deux groupes de pistons sont reliés par un levier 46 pou- vant osciller autour du pivot 47 et sur la branche 48 duquel est attaché, en 49, le ressort de déversement 30 qui tend toujours à le ramener vers l'une ou l'autre de ses posi- tions extrêmes.
Un flotteur 50 est contenu dans la chambre 18; il porte une barrette 51 présentant sur chacune de ses branches 52 et 53 un cran, respectivement 54 et 55. Lorsque le flotteur 50 est soulevé par la présence de liquide dans la chambre 18, la barrette crantée 51 assure le verrouilla- ge les groupes de pistons du système auxiliaire .
On peut aussi, dans l'un ou l'autre des systè- mes principal et auxiliaire, ou dans les deux simultané- ment, substituer au groupe formé de deux pistons tiroirs et de deux pistons moteurs, un groupe constitué par un piston tiroir et deux pistons moteurs. La liaison des deux systèmes nécessite certaines inversions des parcours hydrau- liques et donne lieu à quatre combinaisons différentes de l'ensemble, dont l'une est conforme à la réalisation repré- sentée Fig. 1 ,t et les autres sont schématisées Fige-5, 6 et 7.
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Sur la Fig. 8, on a représenté une forme de ré- alisation qui combine les variantes des Figs. 3 et 4 :le système auxiliaire est formé par deux groupes parallèles de pistons ;le système principal par deux groupes dans le pro- longement l'un de l'autre. Le dispositif de verrouillage , et déversement du système auxiliaire est celui montré à la Fig. 4; le dispositif de déversement du système principal, celui de la Fig. 3.
D'autre part, dans chaque système de tiroirs, les positions relatives des tubulures d'amenée et de départ du liquide sous pression peuvent être inversées, la tubu- lure d'admission étant au centre du dispositif, les tubu- lures de départ reportées vers les ext, émités.
Enfin, le ressort de déversement peut être réalisé par tout autre moyen que ce luireprésenté Fig. 1, ainsi du reste que le système de verrouillage du système auxiliaire de tiroirs. C'est ainsi que dans la Fig-. 4 on a représentée pour l'un et pour l'autre de ces dispositifs, des réalisations s'écartant de celle qui est représentée sur la Fig. 1.