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Appareil auto-limiteur de remplissage.
On connaît déjà des appareils, dits limiteurs de remplissage, destinés à interrompre l'arrivée d'un liquide, dans un réservoir, lorsque le. niveau, dans celui-ci atteint une limite fixée, qui -fonctionnent, à ce moment, au moyen d'une dépression produite, dans une chambre à paroi mobile, par une trompe traversée par le courant liquide.
On sait, à ce sujet, que la dépression produite par une trompe dépend de la vitesse du liquide qui la traverse et par conséquent du débit.
Par ailleurs, dans les manipulations de certains liquides, la vitesse d'écoulement doit être limitée pour éviter, soit l'évaporation, soit la production d'une émulsion indésirable. En outre, il est évident qu'une trompe dimensionnée pour un petit débit ne convient pas pour un débit beaucoup plus grand, sous peine de créer une perte de charge inadmissible.
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Il en résulte que, jusqu'à présent, pour fonctionner d'une façon satisfaisante, un appareil de ce genre, muni d'une trompe donnée, n'était utilisable que pour des débits compris entre un minimum "d" et un maximum D déterminés.
Ceci entraînait l'obligation, pour répondre à tous les besoins de la pratique industrielle, d'établir une gamme d'appareils à débit minima et maxima échelonnés.
La présente invention obvie à cet inconvénient en ce sens qu'elle permet l'extension de l'intervalle, entre le minimum de débit "d" et le maximum D afférents à un appareil donné, dans des conditions telles que théoriquement, un seul appareil pourrait suffire pour les besoins industriels courants, et que, pratiquement, seul le souci d'éviter l'emploi d'un appareil trop encombrant, lorsqu'il s'agira d'un débit minime, déterminera la construction de plusieurs appareils au lieu d'un seul.
A cet effet, dans les appareils du genre indiqué - c'est-àdire comportant une soupape d'obturation de l'arrivée du liquide, dont la fermeture est provoquée par une dépression créée par une trompe dans une chambre à paroi mobile lorsque le liquide atteint le niveau fixé -, l'invention consiste dans la combinaison de cette trompe avec un autre conduit, branché sur l'arrivée de li- quide, mais fermé au repos par une soupape tarée, de manièreà donner constamment à la trompe un débit suffisant, sous une pression déterminée, pour assurer sa fonction, et à laisser écouler directement dans le réservoir, par ce conduit, le surplus du débit, lorsque cette pression est atteinte ou dépassée.
Dans ces conditions, nonobstant les variations du débit entre des limites très éloignées, la limitation du niveau dans le réservoir en voie de remplissage, sera assurée, cette disposition permet donc d'établir un appareil à très grand débit et qui conservera néanmoins toute sa sensibilité pour les débits très faibles.
A titre d'indication et dans le seul but de donner une idée des possibilités apportées par la présente invention, on précisera
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qu'on peut réaliser sur ces bases un appareil limiteur fonction- nant pour des débits compris entre 10.000 et 150 litres heure, par exemple, alors qu'auparavant un appareil à trompe établi pour un débit de 10.000 litres heure ne pouvait plus fonctionner lors- que le débit tombait au-dessous de 3.000 litres et qu'un appareil apte à fonctionner pour un débit minimum de 150 litres heure n'était pas utilisable pour un débit supérieur à 500 litres.
Les dessins annexés montrent à titre d'exemples trois formes d'exécution de l'appareil limiteur de remplissage selon la pré- sente invention.
La fig.l de ce dessin est une coupe longitudinale d'une pre- mière forme d'exécution.
La fig.2 est une coupe longitudinale d'une deuxième forme d'exécution.
La fig.3 est une coupe partielle suivant A-A, fig.2.
La fig.4 est une coupe horizontale partielle suivant B-B, fig.2.
La fig.5 illustre une phase du fonctionnement.
La fig.6 montre partiellement en coupe verticale une troi- sième forme d'invention.
Sur la fig.l, 1 désigne le bâti ou corps principal de l'appa- reil. Dans ce bâti est formé le siège 2 de la soupape 3 d'obtu- ration du courant liquide arrivant par la tubulure la, Cette sou- pape chargée par un ressort 4, est maintenue normalement, ouverte, contre l'action de ce ressort, par un dispositif de verrouillage apte à être dégagé par le mouvement d'une membrane. 5 lorsque une dépression convenable est produite dans une chambre. 6 dont. la dite membrane forme l'une des parois.
Ce dispositif de verrouillage est constitué. par exemple par un levier 7, articulé en 8, sur lequel bute la queue de la sou- pape ouverte et qui est maintenu dans cette position par un ver- rou proprement dit 9 pivotant en 10. Une lame-ressort 11 maintient ce verrou enclenché, et l'applique en même temps, par ailleurs, sur
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l'extrémité d'une tige 12 destinée à recevoir l'action de la membrane 5. Un bouton-poussoir 13 permet, éventuellement, d'actionner la membrane à la main pour faire osciller le verrou 9 et provoquer ainsi la fermeture de la soupape 3.
D'autre part, un levier extérieur 14 solidaire d'une came. rotative 15 permet de soulever le levier 7 pour ramener la soupape dans la position d'ouverture après chaque fonctionnement automatique du limiteur.
La chambre 6 communique avec l'aspiration 16 d'une trompe composée d'un injecteur 17 et d'une tuyère et établie pour fonctionner seulement lorsque l'orifice de la dite tuyère est noyé.
L'injecteur 17 est en communication constante avec la chambre à liquide 19 formée en aval du siège 2 de la soupape 3. Un petit conduit 20, faisant communiquer séparément la chambre 6 avec l'atmosphère du réservoir en voie de remplissage, permet un retour d'air dans la chambre 6 dans le cas où la trompe produirait une aspiration inopinée dans cette chambre, par exemple lors de l'éclatement d'une poche d'air à la sortie de l'injecteur 17.
Ce système est, par construction, apte à déclencher la fer- rneture de la soupape 3 lorsque la trompe, traversée par un courant de vitesse déterminée "v", est noyée.
Selon l'invention, la trompe est combinée avec un conduit 21, offrant de préférence une section de passade beaucoup plus important, établi entre la chambre à liquide 19 et le réservoir à remplir, et fermé au repos par une soupape 22, tarée par un ressort 23 de manière à s'ouvrir seulement sous une pression égale ou supérieure à la pression "p" correspondant à la vitesse "v" pour laquelle la trompe est apte à remplir son office.
Dans ces conditions, la trompe possède une priorité de débit par rapport au conduit 21, lequel ne s'ouvre pour laisser écouler vers le réservoir le surplus du débit que lorsque la pression dans la chambre 19 est supérieure à "p". Il en résulte que le fonctionnement du limiteur est assuré pour toutes les va-
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leurs du débit supérieures à celle qui correspond à "p", la limite supérieure d'utilisation.de l'appareil dépendant seulement de la section donnée au conduit 21.
Il sera avantageux, comme on l'a montré sur le dessin, pour éviter d'avoir à employer une trompe de grande longueur, d'entourer celle-ci et le conduit 21 par une gaine cylindrique 24 qui permet de reporter le niveau de remplissage sensiblement au niveau de l'orifice inférieur 24a de cette gaine. Dès que cet orifice est obturé par le liquide montant, l'air inclus dans la gaine est chassé à travers ce liquide par le jet issu de la trompe. Le li- quide s'élève alors quasi instantanément jusqu'à l'orifice infé- rieur de la tuyère 18, et la trompe, aspirant dans la chambre 6, provoque la fermeture de la soupape 3. La rapidité du fonctionne- ment est telle qu'à ce moment le niveau dans le réservoir ne s'est élevé au-dessus du plan de l'orifice 24a que d'une quantité négli- geable.
La dite gaine permettra aussi d'assurer la position de l'ap- pareil par guidage, dans la tubulure de remplissage du réservoir à remplir. L'enfoncement sera limité par une butée réglable- 25, permettant de fixer le niveau de remplissage en fixant la posi- tion de l'orifice 24a par rapport au réservoir.
Comme il a été dit, on pourra, grâce à l'invention, réaliser un appareil apte à fonctionner pour des débits allant par exemple de 150 à 10.000 litres-heure, et répondant par conséquent à la plupart des besoins courants. La limite supérieure d'un tel appa- reil pourrait d'ailleurs être élevée au-dessus de 10,000 litres- 'heure ; mais on conçoit qu'alors l'encombrement de l'appareil se- rait tel qu'il deviendrait d'un emploi peu logique dans le cas de débits avoisinant la limite inférieure.
Dans la forme d'exécution des fig.2 à 4, les mêmes référen- ces désignent les mêmes organes. Le conduit formé par la trompe 17-18- et son prolongement 30 est ici inclus dans un conduit cylindrique 31 dont le reste de la section constitue un conduit
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211 jouant le rôle du conduit 21 de la fig.l. La trompe débite dans le réservoir par la lumière 32 pratiquée dans la gaine 241, et communiquant avec le prolongement 30, Le niveau de remplissage est sensiblement au niveau du bord supérieur s de cette lumière 32.
La soupape 221, d'obturation du conduit 211, est ici disposée à la partie inférieure de ce conduit, lequel peut débiter dans le réservoir à remplir, lorsque la soupape est ouverte, par les lumières latérales 34 de la gaine 241. Une butée réglable, non représentée, est montée sur la gaine 241 comme dans le cas de la fig.l.
Comme précédemment l'aspiration de la trompe communique avec la chambre 6, à membrane 5.
Le dispositif de verrouillage et de libération de la soupape 3 est ici constitué avantageusement par une came manoeuvrable relativement de l'extérieur et sur laquelle bute la queue de la soupape dans la position ouverte, celte came étant reliée à la membrane de manière à se déplacer parallèlement à elle-même pour laisser échapper la dite queue, et autoriser ainsi la fermeture de la soupape, lorsque la dépression détermine le mouvement de la membrane.
La tige 35, déplaçable par la membrane 5, porte la came 36 dent la position derrière la queue 3a de la soupape 3 est fixée par butée d'un épaulement 35a sur une paroi intérieure du bâti..
Le prolongement 35b de la tige 35 est engagé dans un forage 37 d'une clef de mancuevre 38 qui peut entraîner la came au moyen d'un ergot 39, solidaire de cette came et engagé dans un autre forage ou échancrure 0 de la clef. Sur la fig.2 cet ergot, supposé ramené dans le plan de la figure, a été dessiné en traits mixtes. Un ressort 41 tend à maintenir constamment la came dans se position, ci-dessus définie, derrière la queue de la soupape.
Sur la clef 38, à l'extérieur de l'appareil, est goupillée une manette 42 munie d'une bille 43 et d'un ressort 44 pour s'enclancher élastiquement avec une cage fixe 45 de façon à former un repère pour l'usager.
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Un ressort 46, à spires plates, assure l'étanchéité en pressant la clef 38 contre un joint 47.
Le dispositif étant dans la position des fig.2 et 3, la soupape 3 est ouverte et sa queue bute sur la came 36. La bille 43 est enclenchée dans la gorge 451 de la cage 45.
On'voit aisément que lorsque la membrane se déplacera vers la gauche de la fig.2, sous l'effet de la dépression, elle fera déplacer également vers la gauche - en comprimant le ressort 41 la came 36 qui, de ce fait, laissera échapper la queue 3a de. la soupape et permettra la fermeture de cette dernière sous l'action du ressort 4 (fig.5). A ce moment la came sera maintenue dans sa nouvelle position, par la queue même de la soupape sur laquelle bute la saillie de la came sous la pression du ressort 41.
Pour réarmer l'appareil, c'est-à-dire pour ouvrir à nouveau la soupape 3, il suffira de manoeuvrer relativement la came 36 au moyen de la manette 42. Partant de la position de la fig.5, on comprend qu'au bout d'un demi-tour la saillie de la came aura échappé à la queue de la soupape 3, et par conséquent le ressort 41 pourra déplacer cette came dans le sens axial et la ramener ,dans le plan de la queue 3a. Par suite,.en continuant la rotation pendant encore un 1/2 tour, on provoquera la levée de la soupape 3 par la saillie de la came, et la bille d'enclenchement de la manette 42, retombant dans la gorge 451, signalera à l'opérateur que cette soupape est ouverte.
Dans la forme d'exécution de, la fig.6, le conduit formé par la trompe et le conduit contrôlé. par la soupape tarée, sont con- centriques.
La trompe 172-182 est disposée dans l'axe d'un tube 50 par où descend le liquide venant de la chambre d'admission 19. Son aspiration communique avec la chambre à dépre.ssion 6, par exemple par deux séries de petits canaux 51 et 52, les premiers forés dans des bras radiaux 53a d'une pièce tubulaire 53 solidaire de la tuyère 182, et les seconds dans un manchon 54 reliant la pièce 53
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au bâti 1 de l'appareil.
Dans la pièce 53 se vissent un tube 301, qui prolonge la trompe comme le conduit 30 de la fig.2, et un tube 212, concentrique au précédent, qui joue le rôle du conduit 21 de la fig.l, ou 211 de la fig.2, et qui sert en même temps de guide pour la mise en place de l'appareil sur le réservoir à remplir. Le siège ,de la soupape 222 qui contrôle l'écoulement du liquide à travers le conduit 312, est ici formé à l'extrémité inférieure du tube 50. La soupape 222 est de forme annulaire et peut coulisser sans jeu sur une avancée tubulaire b5 de l'injecteur 172. Dans sa po- . sition. fermée, elle affleure l'orifice d'entrée du liquide dans cet injecteur.
On comprend que, sans autre disposition, le jet de liquide s'écoulant du gros conduit 212 risquerait d'isoler, de l'atmosphère du réservoir, le conduit central 301, et que, par suite, il pourrait se faire que la trompe fonctionne prématurément.
Pour éviter cette éventualité, il suffira d'établir une communication à travers le jet annulaire de liquide tombant du conduit 212, entre le conduit 301 et l'atmosphère du réservoir, par exemple au moyen de gouttières renversées 56 fixées au bas du tube 301, celui-ci comportant, en regard, des échancrures 57. Le niveau de remplissage s'établit alors sensiblement dans le plan du sommet des dites échancrures.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution décrites et représentées dont elle englobe toutes las variantes basées sur les marnes principes.
REVENDICATIONS.
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