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" Dispositif pour la séparation de l'air d'avec un liquide en écoulement."
La présente invention a pour objet un dispositif du genre indiqué dans le titre, en particulier pour des appa- reils de mesure de liquides, tels que les pompes à essence.
Aussi longtemps que les appareils de ce genre ont été manoeu- vrés à la main - et dans ce cas le liquide avait une faible vitesse d'écoulement et, en outre, s'arrêtait chaque fois entre deux courses de la pompe - l'élimination ou séparation de l'air qui y était contenu n'offrait pas de grandes diffi- cultés. Depuis l'introduction de la pompe électrique, qui transporte le liquide à une vitesse beaucoup plus grande et plus constante, le séparateur d'air doit satisfaire à des exigences beaucoup plus grandes, si l'on veut réellement ob-
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tenir par une désaération complète une mesure impeccable du liquide. Il est nécessaire à cette fin que l'air soit séparé rapidement et complètement du liquide et qu'il soit ensuite évacué immédiatement de l'appareil.
Le séparateur d'air selon la présente invention répond à'ces exigences et présente en outre l'avantage que son ac- tion pendant le fonctionnement est visible et peut ainsi être vérifiée, d'où il ressort en même temps des indications impor- tantes concernant l'installation de mesure, notamment de l'é- tat d'étanchéité à l'air de la conduite d'aspiration.
Le présent dispositif a en commun avec les séparateurs d'air connus, le fait qu'il présente une paroi de forme géné- rale cylindrique perforée comme un tamis et un organe de désaération placé dans le haut et commandé par un flotteur, cependant que des tubulures d'admission et d'échappement pour le liquide sont disposées dans le bas.
Conformément à l'invention, l'organe de désaération a une forme telle qu'il est déchargé de la pression régnant dans le dispositif. On obtient ainsi que le flotteur est maintenu m équilibre flottant avec cet organe, de sorte que pour l'ouver- ture de cet organe, il n'est pas nécessaire, comme c'est le cas dans les dispositifs connus, de vaincre d'abord la pres- sion exercée sur la soupape et en outre la force d'adhérence de la soupape sur son siège. Grâce à l'équilibre flottant du flotteur et de l'organe de désaération, l'air séparé du liqui- de est toujours évacué le plus vite possible du dispositif.
C'est ce dernier but que l'on vise aussi en réalisant le dispositif de telle façon qu'un matelas d'air soit entretenu au-dessus du liquide, ce qui est obtenu, conformément à l'in- vention, grâce à ce que la paroi du carter ou enveloppe dans laquelle se trouve l'organe de désaération se prolonge en forme de tube vers le bas jusque dans la chambre ou espace de
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séparation d'air et que le flotteur est placé à la hauteur de l'embouchure de ce tube. Ceci permet de maintenir le niveau ou plan du liquide au-dessus de cette embouchure, de sorte qu'un matelas d'air est, entretenu dans le haut du séparateur, même lorsque l'organe de désaération est réalisé (intention- nellement) de façon qu'il fuie.
Eu égard aux poids spécifi- ques différents des liquides à désaérer, le tube ou tuyau de désaération peut être réalisé de manière qu'il soit interchan- geable ou que sa longueur soit variable.
Conformément à l'invention, le flotteur est de préféren- ce monté sous la forme d'un anneau autour du tube de désaéra- tion et l'ouverture ménagée dans le flotteur va en s'étrécis- sant vers le haut. Grâce à cela, les bulles d'air qui s'élè- vent sont conduites immédiatement vers le lieu de désaération et, grâce à l'action rapide du flotteur, immédiatement éva- cuées du séparateur avant qu'elles se soient encore débarras- sées complètement du liquide adhérent. Ce dernier est éliminé d'une manière connue dans un séparateur de liquide et est ra- mené par une conduite de retour.
Ce qui précède et d'autres détails du séparateur d'air vont être expliqués plus en détail à l'aide du dessin, dont la figure 1 représente un dispositif selon l'invention, cepen- dant que sa figure 2 représente la partie supérieure d'une deuxième forme de réalisation, en coupe axiale.
Le carter ou enveloppe du séparateur consiste en un tube de verre 1, à l'intérieur duquel se trouve placée une paroi perforée comme un tamis et légèrement conique 2, et aux bords renforcés 3 et 4 duquel un couvercle 7 et un socle 8, respec- tivement, sont fixés de façon étanche aux liquides au moyen d'anneaux de serrage en deux pièces désignés par 5 et 6.
Dans le couvercle se trouve un canal d'air 9 débouchant dans une forure 10. Un tiroir de désaération 11, placé avec
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un faible jeu dans la forure 10, est relié, au méyen d'une tige 12, à un flotteur de forme annulaire 13, qui entoure un tube 14, lequel est encastré dans le couvercle et forme un prolongement de la forure 10. Le tube 14 porte encore un guide 15 pour la tige 12 du flotteur, de sorte que le tiroir est aussi soustrait à l'action d'éventuelles forces exercées laté- ralement sur le flotteur.
Non seulement la partie supérieure du séparateur d'air mais aussi sa partie inférieure a besoin d'être perfectionnée si l'on veut y éviter le passage d'air du point d'entrée vers le point de sortie et, par conséquent, obtenir une exemption d'air complète du liquide.
Le socle 8 possède une tubulure d'admission 17 et une tubulure d'échappement 18 pour le liquide ; lapremière s'avan- ce par un tuyau 19 dans l'espace situé en dedans de la paroi perforée; la tubulure d'échappement 18 se trouve en communica- tion, par un canal annulaire au-dessus duquel est placé un chapeau de protection 20, avec l'espace situé en dehors de la paroi perforée. A la tubulure d'échappement se rattache une conduite d'abduction 21, 22, dont la partie mentionnée en der- nier lieu est, en vue d'un montage commode, mobile dans la partie mentionnée en premier lieu au moyen d'un presse-étoupe ou boite à bourrage.
La paroi perforée 2 est fixée, à l'extrémité inférieure, au moyen d'une plaque étanche 23, au tronçon de tube 19, et, à l'extrémité supérieure, à une pièce annulaire 24, qui est ren- due étanche par rapport à la paroi de verre 1 au moyen d'une bague d'étanchéité 25, de sorte que le liquide contenant de l'air et placé en dedans de la paroi perforée est complètement séparé du liquide exempt d'air qui est situé en dehors de cette paroi. Afin que ce dernier espace puisse être rendu ra- pidement exempt d'air lors de la mise en marche du dispositif,
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il est prévu un tuyau 26, qui relie cet espace au matelas d'air qui se trouve dans le haut du carter. 27 et 28 désignent des points de raccordement pour des robinets pour la vidange du séparateur d'air et de la conduite 21,22, respectivement.
Le fonctionnement du séparateur d'air est le suivant:
Lorsque le dispositif est vide et que la pompe le rem- plit rapidement de liquide contenant de l'air, ce dernier s'é- chappe directement, ou bien en passant par le tuyau 26, à tra- vers le tiroir 11, qui est ouvert, jusqu'à ce que le liquide soit monté jusqu'au-dessus du côté inférieur du tube 14, et à ce moment le flotteur ferme le passage d'air. Ensuite, la pres- sion croîtra dans le séparateur, selon la pression de pompage, par exemple jusqu'à 2 atmosphères de pression effective, pres- sion sous laquelle se trouve aussi le matelas d'air dans le haut du carter.
Si l'on ouvre alors la décharge, la pression effective baisse, par exemple de moitié, et le matelas d'air se dilate jusqu'à ce que le plan du liquide ait de nouveau presque at- teint le côté inférieur du tube 14. Si le robinet de débit est grand ouvert, il s'établit dans le séparateur une pression d'environ 1 atmosphère effective, et le dispositif travaille à cette pression pendant le débit. Des bulles d'air relative- ment petites et relativement grandes, qui s'échappent du li- quide et s'élèvent dans l'espace situé en dedand de la paroi perforée 2, arrivent dans le creux conique du flotteur et sont ainsi conduites vers le tube de désaération 14, après quoi le flotteur, qui se trouve en équilibre flottant, descend un peu et laisse échapper les bulles d'air, c'est-à-dire de l'air avec une certaine quantité de liquide.
Immédiatement après, le flotteur remonte et referme ainsi l'ouverture de désaéra- tion. De cette manière, l'air est éliminé du liquide avec une extrême rapidité.
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Si maintenant on ferme brusquement le robinet de débit, la pression effective monte aussi brusquement, par exemple jusqu'à 2 atmosphères effectives, le matelas d'air agissant alors comme tampon avec réduction de son volume aux deux tiers. Si l'on arrête ensuite la pompe, la pression baisse (car le tiroir, comme cela a été dit, est monté avec un fai- ble jeu dans la forure 10) peu à peu jusqu'à la pression at- mosphérique, cependant que le matelas d'air se dilate jusqu'à ce que le plan d'eau soit de nouveau arrivé au niveau pour le- quel le dispositif fonctionne normalement. Pendant que le dis- positif ne fonctionne pas, le matelas d'air ne perd pas d'air, en contraste avec les séparateurs d'air connus, dans lesquels l'accès vers l'organe de désaération se trouve tout en haut dans le séparateur d'air au-dessus du flotteur.
Grâce à cela, dans le dispositif décrit on évite l'inconvénient qu'à la mise en marche de l'installation, l'air qui s'est échappé doive d'abord être remplacé par de l'air arrivant par après, avant que l'organe de désaération puisse de nouveau s'ouvrir, ab- straction faite de l'inconvénient qu'il faut surmonter la pression sur la soupape et la force d'adhérence de celle-ci.
Malgré cette action favorable de la disposition particu- lière prévue dans le haut du séparateur, la désaération du li- quide serait cependant encore incomplète si l'air entraîné n'atteignait pas complètement la chambre ou espace du flot- teur, du fait qu'une partie de cet air passerait à travers la paroi perforée 2. Ce danger est maximum à l'endroit où règne la plus grande différence de pression entre les deux côtés de la paroi perforée, c'est-à-dire dans le bas du séparateur, où des écoulements directs entre la tubulure d'admission 17 et la tubulure d'échappement 18 peuvent se produire, lesquels en- traînent de petites bulles d'air à travers la paroi perforée.
Ce danger est écarté par la disposition des pièces 19 et 20;
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le tronçon de tube 19 conduit vers le haut le courant de li- quide entrant, cependant que le chapeau de protection 20 com- pense la résistance pour le liquide vers la tubulure d'échap- pement.
La forme de réalisation selon la figure 2 diffère de celle qui est décrite plus haut, d'abord en ce que l'organe de désaération se trouve dans un carter ou enveloppe en verre spéciale la qui est posée sur le carter proprement dit, ce qui permet également de vérifier son action au cours du fonc- tionnement, et en outre en ce que ledit organe est réalisé sous la forme d'une soupape déchargée lla, qui est rendue étanche lorsqu'elle s'applique contre le côté inférieur du couvercle 7a et est fixée sur la tige 12 du flotteur au moyen d'un moyeu 29 percé de forures longitudinales. La soupape est guidée dans un manchon 30, qui, tout comme le guide 15 de la tige du flotteur, est fixé à une plaque 32 suspendue de façon mobile, au moyen de tiges 31, au couvercle 7a, de sorte que la soupape peut se placer librement contre son siège 7a.
Les guides 15 et 30 possèdent un jeu tellement faible que quand la soupape se trouve fermée il règle dans l'espace 33 la pression de l'air extérieur, qui entre par les forures longitudinales ménagées dans le moyeu 29, et, par suite, la.soupape est soustraite à (déchargée de) l'action de la pression intérieu- re du séparateur d'air fermé (c'est-à-dire de la pression de pompage).
A l'aide de l'organe de désaération déchargé, toute quantité d'air contenue dans le liquide peut en être éliminé directement. En général, cette quantité sera relativement faible. Si elle est amenée par pulsations, ce que l'on peut constater à travers la paroi en verre du séparateur, cela in- dique une fuite à la pompe. Si le liquide amené contient constamment une quantité d'air relativement grande, on peut
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en déduire que la conduite d'aspiration est défectueuse. Le fait que la séparation d'air est visible permet donc de juger de l'état dans lequel se trouve l'installation, ainsi que de déterminer l'endroit où un défaut éventuel doit être recherché.
Toutefois, tant que l'état n'est pas anormal à un haut degré, le séparateur d'air assure une désaération immédiate et com- plète du liquide s'écoulant à une vitesse élevée et constante.
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"Device for separating air from flowing liquid."
The present invention relates to a device of the type indicated in the title, in particular for devices for measuring liquids, such as petrol pumps.
As long as devices of this kind were operated by hand - and in this case the liquid had a low flow velocity and, moreover, stopped every time between two strokes of the pump - the elimination or separation of the air contained therein did not present great difficulties. Since the introduction of the electric pump, which conveys the liquid at a much greater and more constant speed, the air separator has to meet much greater demands, if one is really to ob-
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maintain by complete deaeration an impeccable measurement of the liquid. For this it is necessary that the air is quickly and completely separated from the liquid and then immediately removed from the device.
The air separator according to the present invention meets these requirements and has the further advantage that its action during operation is visible and can thus be checked, from which at the same time important indications emerge. concerning the measuring system, in particular the air tightness of the suction line.
The present device has in common with known air separators, the fact that it has a wall of generally cylindrical shape perforated like a screen and a deaeration member placed at the top and controlled by a float, while Intake and exhaust pipes for the liquid are arranged at the bottom.
According to the invention, the deaeration member has a shape such that it is relieved of the pressure prevailing in the device. It is thus obtained that the float is maintained in floating equilibrium with this member, so that for the opening of this member, it is not necessary, as is the case in the known devices, to overcome first of all the pressure exerted on the valve and in addition the force of adhesion of the valve on its seat. Thanks to the floating equilibrium of the float and the deaeration device, the air separated from the liquid is always evacuated as quickly as possible from the device.
It is this last object that is also aimed at by realizing the device in such a way that an air mattress is maintained above the liquid, which is obtained, in accordance with the invention, thanks to this that the wall of the casing or envelope in which the deaeration member is located extends in the form of a tube downwards into the chamber or space of
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separation of air and that the float is placed at the height of the mouth of this tube. This makes it possible to maintain the level or plane of the liquid above this mouth, so that an air mattress is maintained at the top of the separator, even when the deaeration member is (intentionally) made to way he flees.
In view of the different specific weights of the liquids to be deaerated, the deaeration tube or pipe can be made so that it is interchangeable or its length variable.
According to the invention, the float is preferably mounted in the form of a ring around the deaeration tube and the opening in the float narrows upwards. Thanks to this, the air bubbles which rise are immediately led to the deaeration site and, thanks to the rapid action of the float, immediately evacuated from the separator before they have been released again. completely of adhering liquid. The latter is removed in a known manner in a liquid separator and is returned via a return line.
The above and other details of the air separator will be explained in more detail with the aid of the drawing, of which figure 1 shows a device according to the invention, while its figure 2 shows the upper part of the invention. 'a second embodiment, in axial section.
The casing or casing of the separator consists of a glass tube 1, inside which is placed a perforated wall like a sieve and slightly conical 2, and at the reinforced edges 3 and 4 of which a cover 7 and a base 8, respec - tively, are fixed in a liquid-tight manner by means of two-piece clamping rings designated by 5 and 6.
In the cover is an air channel 9 opening into a bore 10. A deaeration drawer 11, placed with
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a small clearance in the bore 10 is connected, through the middle of a rod 12, to an annular float 13, which surrounds a tube 14, which is embedded in the cover and forms an extension of the bore 10. The tube 14 also carries a guide 15 for the rod 12 of the float, so that the slide is also withdrawn from the action of any forces exerted laterally on the float.
Not only the upper part of the air separator but also its lower part needs to be improved in order to avoid the passage of air from the entry point to the exit point and, consequently, to obtain a complete air exemption from the liquid.
The base 8 has an intake pipe 17 and an exhaust pipe 18 for the liquid; the first one advances through a pipe 19 into the space situated inside the perforated wall; the exhaust manifold 18 is in communication, by an annular channel above which is placed a protective cap 20, with the space situated outside the perforated wall. To the exhaust manifold is attached an abduction pipe 21, 22, the last mentioned part of which is, for convenient assembly, movable in the first mentioned part by means of a press. - packing or stuffing box.
The perforated wall 2 is fixed, at the lower end, by means of a sealed plate 23, to the tube section 19, and, at the upper end, to an annular part 24, which is sealed against to the glass wall 1 by means of a sealing ring 25, so that the liquid containing air and placed inside the perforated wall is completely separated from the liquid free of air which is located outside this wall. So that the latter space can be quickly made free of air when the device is switched on,
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a pipe 26 is provided, which connects this space to the air mattress which is located in the top of the casing. 27 and 28 designate connection points for valves for draining the air separator and the pipe 21, 22, respectively.
The operation of the air separator is as follows:
When the device is empty and the pump quickly fills it with liquid containing air, the latter escapes directly, or else by passing through the pipe 26, through the drawer 11, which is open, until the liquid has risen to the top of the underside of the tube 14, and at this time the float closes the air passage. Then, the pressure will increase in the separator, according to the pumping pressure, for example up to 2 atmospheres of effective pressure, under which pressure is also the air mattress in the top of the housing.
If the discharge is then opened, the effective pressure drops, for example by half, and the air mattress expands until the plane of the liquid has again almost reached the underside of tube 14. If the flow valve is wide open, a pressure of approximately 1 effective atmosphere is established in the separator, and the device operates at this pressure during flow. Relatively small and relatively large air bubbles, which escape from the liquid and rise in the space located inside the perforated wall 2, arrive in the conical hollow of the float and are thus conducted towards the deaeration tube 14, after which the float, which is in floating equilibrium, descends a little and lets out the air bubbles, that is to say air with a certain quantity of liquid.
Immediately afterwards, the float rises and thus closes the deaeration opening. In this way, the air is removed from the liquid extremely quickly.
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If now the flow valve is suddenly closed, the effective pressure also rises suddenly, for example up to 2 effective atmospheres, the air mattress then acting as a buffer with reduction of its volume to two thirds. If the pump is then stopped, the pressure drops (because the spool, as has been said, is mounted with a slight play in the bore 10) little by little until the atmospheric pressure, while the air mattress expands until the body of water has again reached the level for which the device is functioning normally. While the device is not working, the air mattress does not lose air, in contrast to known air separators, in which the access to the deaeration member is at the very top in the chamber. air separator above the float.
Thanks to this, in the device described the drawback is avoided that when the installation is started up, the air which has escaped must first be replaced by air arriving later, before the deaeration member can be opened again, apart from the disadvantage that the pressure on the valve and the adhesion force of the latter must be overcome.
Despite this favorable action of the special arrangement provided in the top of the separator, the deaeration of the liquid would however still be incomplete if the entrained air did not completely reach the chamber or space of the float, owing to the fact that part of this air would pass through the perforated wall 2. This danger is greatest at the place where the greatest pressure difference between the two sides of the perforated wall exists, ie at the bottom of the separator. , where direct flows between the intake manifold 17 and the exhaust manifold 18 may occur which cause small air bubbles through the perforated wall.
This danger is eliminated by the arrangement of parts 19 and 20;
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section of tube 19 conducts the incoming liquid stream upward, while protective cap 20 compensates for resistance for liquid to the exhaust manifold.
The embodiment according to Figure 2 differs from that described above, firstly in that the deaeration member is located in a special glass casing or envelope 1a which is placed on the casing itself, which also makes it possible to check its action during operation, and moreover in that said member is made in the form of an unloaded valve 11a, which is sealed when it is applied against the underside of the cover 7a and is fixed to the rod 12 of the float by means of a hub 29 pierced with longitudinal bores. The valve is guided in a sleeve 30, which, like the guide 15 of the float rod, is fixed to a plate 32 movably suspended, by means of rods 31, from the cover 7a, so that the valve can be moved. place freely against its seat 7a.
The guides 15 and 30 have such a small clearance that when the valve is closed it regulates in the space 33 the pressure of the external air, which enters through the longitudinal bores made in the hub 29, and, consequently, the The valve is subtracted from (relieved of) the action of the internal pressure of the closed air separator (ie the pumping pressure).
With the aid of the discharged deaeration device, any quantity of air contained in the liquid can be directly removed from it. In general, this amount will be relatively small. If it is pulsed, which can be seen through the glass wall of the separator, this indicates a leak in the pump. If the liquid supplied constantly contains a relatively large quantity of air, one can
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deduce that the suction line is defective. The fact that the air separation is visible therefore makes it possible to judge the state in which the installation is located, as well as to determine the place where a possible fault must be sought.
However, as long as the condition is not abnormal to a high degree, the air separator provides immediate and complete deaeration of the liquid flowing at a high and constant speed.