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Indicateur de niveau.
La présente invention est relative à des moyens servant à indiquer le niveau d'un liquide dans un réservoir.
Lorsqu'on remplit un réservoir fermé avec un liquide, en particulier un réservoir dans lequel le liquide arrive par un tube de remplissage ou par une petite ouverture situés dans la par- tie supérieure du réservoir, il est souvent difficile, pour la per- sonne chargée de l'opération de remplissage, de savoir quand le ré- servoir est rempli au niveau désiré. De plus, il arrive souvent que l'opérateur chargé de l'opération est à une certa.ine distance du réservoir et il n'a pas d'autre moyen de savoir quand le réservoir est rempli qu'en déterminant personnellement le niveau du fluide, ce qui est une opération qui demande du temps et qu'il est bon d'éviter.
Même lorsqu'il est prévu sur les réservoirs des niveaux de liquide, il est souvent impossible pour l'opérateur chargé du rem- plissage de voir le niveau et, par suite, le réservoir peut être
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trop ou trop peu rempli.
En conséquence, un des buts de la présente inven- tion est de réaliser un dispositif de signalisation acoustique indiquant à l'opérateur quand le liquide dans le réservoir a atteint un niveau determiné.
L'invention a encore pour but de realiser un dispo- sitif de signalisation acoustique, utilisable dans un réservoir fermé de n'importe quel type dans lequel l'air ou le gaz s'échappe de ce réservoir par un tuyau d'échappement ou autre ouverture analogue relativement faible.
L'invention a encore pour but de réaliser -Lui signal acoustique pour un réservoir de ce genr ep fonctionnant continuel- lement jusqu'à ce que le niveau du liquide ait atteint un point déterminée le signal cessant alors de fonctionner.
L'invention vise, en outre, un signal acoustique pour un réservoir que l'on ne peut entendre jusqu'au moment où le niveau du liquide a atteint un point déterminée après quoi le signal fonctionne de façon à indiquer à l'opérateur que le réser- voir est rempli.
On sait que l'on a déjà utilisé précédemment des dispo- sitifs de signalisation acoustique en vue d'indiquer le moment où le liquide contenu dans un réservoir a atteint un niveau déter- miné mais les dispositifs selon l'invention, du fait de leur simplicité et de leur faible prix de revient et de leur nouveau mode de fonctionner.lent, ainsi que de leur susceptibilité d'adap- tation à tous les types de réservoirs fermés, constituent un per- fectionnement sensible par rapport aux dispositifs antérieurs.
D'autres avantages et particularités de l'invention ressortiront de la description qui va être faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : La. figure 1 représente un réservoir-type contenant un
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liquide et un dispositif de remplissage et d'échappement d'air comportant le dispositif de signalisation selon l'invention.
La figure 2 est une coupe transversale d'un type de dispositif de signalisation.
La figure 3 est une coupe transversale faite suivant la ligne 3-3 de la figure 2.
La figure 4 est une coupe en élévation d'une variante.
La figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 4.
La figure 6 est une coupe d'une autre-variante.
La figure-,7 est une coupe en élévation d'une autre variante.
La figure 8 est une coupe en élévation d'encore une autre variante.
Sur la figure 1, on voit un réservoir 2 destiné à recevoir un liquide de n'importe quel type. Un tuyau de remplis- sage 4 est fixé au réservoir 2, en 6. Dans le cas représenté, 'le tuyau 4 passe à travers la paroi 8.du bâtiment et porte à son extrémité extérieure, un chapeau 10 que .1'on peut enlever lorsque l'on désire remplir le réservoir.
Evidemment, à mesure que le liquide pénètre dans le réservoir, des moyens doivent être prévus pour permettre l'échap- pement de l'air ou du gaz qui s'y trouve, et ce résultat est ob- tenu au moyen du tuyau d'évacuation 12 qui, dans le cas représenté, comporte'son extrémité ouverte de l'autre côté de la paroi 8, au voisinage de l'extrémité du tube de remplissage 4.
Toutefois, il doit être bien entendu, que l'emplace- ment des extrémités du tube de.remplissage et du tube d'évacua- tion n'a aucune importance en ce qui concerne l'invention.
Le dispositif de signalisation 14 peut comporter dif- férentes formes qui sont représentées sur les figures 2, 4, 6, 7
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et 8. On remarquera que le dispositif de signalisation est placé dans la. canalisation d'échappement d'air, dans une position tellequ'une partie du dispositif puisse pénétrer dans le ré- servoir.
Dans le mode de construction représenté sur les fi- gures 2 et 7, il est prévu une bride 16 autour de 1''ouverture d'échappement 17 du réservoir 2. Dans cette bride, qui est ta- raudee, se visse un manchon fileté 18 dont le col droit 20 se prolonge par une partie plus large 21. La partie étroite 20 constitue un siège contre lequel se place un dispositif de signa- lisation acoustique ou sifflet, désigné dans son ensemble par 22.
En se référant plus particulièrement à la forme de réalisation représentée sur la figure2, on voit que la pièce 22, dont les dimensions peuvent varier à volonté:, constitue un sif- flet ou dispositif de signalisation et elle est faite de .façon à donner des sons audibles lorsque de l'air ou autre gaz passe par les trous centraux 24, sous une gamme de pressions de grande amplitude. Sous le sifflet 22, sont disposés des organes de liaison, par exemple des barres 26 et 28 guidées par un anneau 29, qui portent à leurs extrémités inférieures un flotteur 30 qui peut être en liège ou être une boîte métallique creuse Fermée ou de tout autre type.
Le flotteur doit avoir une capacité de flot- tement sufisante pour pouvoir soulever les barres 26 et 28 et le sifflet 22 lorsque la montée du liquide soulève le flotteur 30.
Le tuyau d'aeration 12 est relié au manchon 18 par les filetages 32. Etant donné que le tuyau d'aeration 12 est le seul passage par lequel l'air ou autre gaz peut s'échapper du réser- voir, il en résulte que, lorsque le réservoir se remplit de li- quide arrivant par le tuyau 4, l'air qui se trouve dans le ré- servoir est sous une légère pression et sort dans l'atmosphère par le sifflet 22 et le tube d'aération ,12.
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Etant donné, Gomme indiqué ci-dessus, que ce sifflet fonctionne dans une gamme étendue de pressions, la pression qui rétablit immédiatement dans le réservoir du fait de l'entrée de liquide est.suffisante pour.provoquer des sifflements d'une in- tensité suffisante pour être entendus à l'extrémité extérieure du tuyau d'aération. En conséquenceà partir du moment où du liquide commence à,pénétrer dans le réservoir, on entend un sifflement continu dans le tuyau d'aération, jusqu'à ce que le liquide monte au niveau du flotteur 30.
En arrivant à ce point, le flotteur 30 monte en même temps que le niveau du liquide et soulève le sifflet 22 de sur son siège 20, ce qui permet à l'air de s'échapper du réservoir en pas- sant autour du sifflet 22 aussi bien que par les trous centraux 24. Dès que le sifflet 22 est soulevé de sur son siège 20, le changement qui se produit dans le pa.ssage de l'air fait que le . sifflet cesse de donner un son audible ou que l'intensité ou la valeur du son se modifie sensiblement suivant le type de sifflet utilisé:- Lorsque cela a lieu, l'opérateur chargé du remplissage du réservoir sait immédiatement'que le niveau du liquide a atteint le flotteur 30 qui, évidemment, est suspendu à une distance déter- minée en-dessous du'dessus du réservoir..
Ayant été avisé par la cessation ou.la modification du sifflement que'le réservoir est rempli jusqu'au niveau désiré, l'opérateur arrête l'arrivée de liquide.
Il est prévu dans le manchon 18 une butée constituée par une barre 38. Ceci a pour but d'empêcher une montée excessive du sifflet 22. Si la montée du sifflet 22 n'était pas limitée dans une certaine mesure, le sifflet pourrait venir dans une position voisine de l'extrémité du tuyau 12, en réduisant sensiblement le débit d'air qui s'échappe en réalisant ainsi 'un état de chose dangereux. La butée 38 est utilisée dans le dispositif représenté n
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sur la figure 2 et peut également être utilisée avec celui de lafigure 7 que l'on décrira plus loin. Toute fois, dan:..les deux cas le but est le même.
Dans l'une quelconque des formes de réalisation re- présentées, dans laquelle le sifflet 22 est normalement place sur le siège 20, la construction est telle qu'il peut s'écarter de son siège du fait d'une pression excessive de gaz ou de vapeur et dans le cas des formes de réalisation représentées sur les fi- gures 2 et 6, le sifflet s'écarte de son siège sous l'action de la montée du niveau qui agit sur le flotteur relié à ce sifflet,
Lorsque la pression du gaz qui s'échappe est faible, la totalité de ce gaz passe par les trous 24 du sifflet.22. Lors- que la pression de soulèvement qui s'exerce contre le dessous du sifflet 22 dépasse le poids du sifflet et des pièces qui ysont reliées:
, le sifflet se soulève légèrement sur son siège 20 pour laisser passer le gaz autour du sifflet. Il s'établit alors une condition d'équilibre, le sifflet flot ta n t sur les ga.z qui s'échep- pent par l'ouverture 17. La pression qui règne sur le dessus du sifflet est moindre que celle qui règne en dessous. En consequen- ce, le gaz s'ochappe par les trous 24 et le sifflement continu.
En conséquence, que le sifflet 22 repose sur son si::[,\' 20, ce qui est le cas lorsque le gaz s'échappe à faible vitesse, ou qu'il se soulève de sur son siège et flotte sur le courant de gaz, ce qui est le cas lorsque le taux d'échappement est plus élevé, le sifflet fonctionne pour produire un son audiole.
Si, d'autre part, le sifflet se soulevé de sur son siège 20 par suite de la montée du flotteur 30 à un moment où la pression de gaz est insuffisante pour modifier la position du sifflet., mais suffisante pour faire fonctionner celui-ci, l'ou- verture produite entre le sifflet et le siège 20 est suffisante pour donner un passage sensiblement libre aux gaz qui s'échappent,
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d'où il résulte que les pressions qui r.ègnent des deux côtés du sifflet deviennent sensiblement égales, ce qui fait que le siffle- ment cesse.
De la même façon, le sifflet qui peut fonctionner.lors- qu'il flotte dans le courant de gaz devient inopérant lorsqu'il est soulevé au-dessus de sa position d'équilibre du fait de l'action positive du flotteur 30 lorsque ce dernier est soumis à l'action de la montée du niveau du liquide. Ceci est dû à ce que le pas- sage créé entre le sifflet 22 et la partie élargie 21 est suffi- sant pour permettre un passage du gaz sensiblement sans obstruc- tion, ce qui supprime les différences de pression auxquelles est dû le sifflement. Il n'est pas nécessaire que le sifflet 22 soit soulevé jusque contre la butée 38 avant que le sifflement cesse.
Il suffit que soit créée une. ouverture suffi'sante entre le sifflet et le siège 20 pour supprimer les différences de pression.
La présence de la butée 38 fait que le'sifflet 22 ne. peut boucher le tuyau 12 lorsque le sifflet est soulevé par le liquide qui déborde. Le passage entre le sifflet 22 et la partie élargie 21 est aussi grand que le passage par l'ouverture 17 ou par le tuyau 12.
En conséquence, lorsque le dispositif fonctionne comme dispositif d'échappement pour des gaz ou des liquides de trop-plein, il ne nuit à la sécurité du réservoir en aucune façon.
On a représenté une variante de l'invention sur les figures 4 et 5. Dans .ce mode de construction, le sifflet 22 ne fonctionne pas normalement p'endant que l'on remplit le réservoir et il ne siffle que lorsque ,le niveau du liquide a atteint le point désiré. Sur la figure 4,,on voit le manchon 18 qui diffère de celui représenté sur la figure 2 du fait que font saillie intérieurement sur le col du manchon deux bossages 40 .et 42. Le bossage 40 porte une tige 44 descendant vers le bas, sur 1?extré- mité inférieure de laquelle pivote un levier 46. Ce levier com-
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porte, à une extrémité, une fente 50 dans laquelle se trouve un axe 52 fixé à l'extrémité inférieure d'une tige coulissante 54.
La tige 54 est maintenue en position du fait qu' elle coulisse dans un guide 56 porté par la tige 44. L'extromité supérieure de la. tige 54 passe à coulissement dans le bossage 42 et porte à son extrémité supérieure le sifflet 22, ainsi que cela est représenté sur le dessin.
Lorsque le réservoir est vide, les pièces sont dans la position représentée en trait plein sur la. figure 4; toutefois, lorsque le niveau du liquide monte suffisamment;, le flot'leur 18 est soulevé pour venir dans la position représentée en pointillé et le sifflet 22 vient se placer contre le siège 20. Dans cette position, le gaz d'échappement est obligé de passer par les trous 24 et le sifflement se produit. De cette façon, dès que -,-'opéra- teur entend le sifflet, il saitque le réservoir est plein.
Lorsque le sifflet est dans la position représentée sur la figure 4, on n' entend pas de sifflement, car la surface qui se trouve autour du sifflet 22 est suffisante pour permettre le libre passage de l'air qui s'échappe sans qu'il se produise des différences de pression suffisantes sur les côtés opposés du sifflet pour qu'il se produise un son.
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Si 1'o;>ir,;tc;.:r, par inadvertance, ne fe-=,-.i>1."= ., 1,'é11"- rivée de liquide, le mode de construction de la figure 4 ',st tel que rien ne.'pêche l'r:coi;1e-;n.o;at normal de se produire. Lorsque le liquide atteint le sifflet 22 lorsque il repose sur son siège 20, 1"' pression de SOL1.1 -\TeT,î2't S'e;.,rC: , ' contre le înl( du sifriet est SUE'1'1Sc¯lt 6'tit grande pour I::6'-22r le e s 1 1 1 1 e dans la position 1.. : ..i t ; , représentée sur 1,J, figure 4. Lorsque le sifflet est ainsi placé, 1' le liquide qui déborde peut : aci7¯eaent s'É;C1j:ppsr en passant au- tour de lui. Le. résistance offerte par le sifflet 22 au liquide qui monte est déterminée par la. capacité de flottement du flotteur
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48.
Ce dernier est disposé de façon qu'il n'ait qu'une légère ca- pacité de flottement, d'où il résulte qu'une très légère pression de soulèvement s'exerçant contre le sifflet 22 est suffisante pour faire descendre le flotteur de la position représentée en poin- tillé à la position représentée par le trait plein.
De même, si le niveau du liquide a soulevé le flotteur 48 dans la position représentée en pointillé et qu'il y ait ensuite une forte décharge de gaz, la pression de soulèvement du gaz s'exer- çant sur le dessous du sifflet 22 est suffisante pour soulever le sifflet et plonger le flotteur 48 dans le liquide, en donnant ain- si une capacité d'écoulement de gaz suffisante.
On peut voir. que la va.riante de la. figure 4 ne gêne, en aucune façon, le dispositif de sécurité constitué par un échap- pement normal et, en même témps, constitue un dispositif de signa- lisation qui' est silencieux pendant la plus grande partie de l'o- pération de remplissage.
Bien que la figure 4 représente un levier du premier genre, il est évident que l'on pourrait utiliser, avec' la même efficacité, un levier du deuxième genre. On a représenté un mode de construction de ce genre sur la. figure 6 dans laquelle les pièces analogues à celles de la figure 4 portent les mêmes ré- férences. Lorsque l'on. utilise cette disposition, le sifflet 22 porte sur le siège 20 lorsque¯le liquide est en dessous du ni- veau désiré et le sifflement a lieu pendant toute l'opération de remplissage. Lorsque le flotteur 48 est soulevé par le liquide qui monte, le sifflet 22 est soulevé de sur son siège et le sif- flement cesse.
L'utilisation d'un levier du premier ou du deuxième genre est une question de choix qui est déterminée par le fait de savoir si l'on préfère avoir le sifflement pendant toute l'opé- ration de remplissage ou inversement.
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La forme de réalisation représentée sur la figure 6 fonctione, en ce qui concerne l'excès de pression et le trop-plein de liquide, de la même façon que dans le mode de construction de la figure 2.
On a représenté une autre variante de l'invention sur la figure 7 dans laquelle le réservoir fermé est indiqué en 2 et est muni d'un. tuyau de remplissage 4 et d'une ouverture d'échape- ment 17., comme dans les formes de réalisation précédemment décrites.
L'ouverture d'échappement d'air est reliée au tuyau d'échappement d'air 12 par le manchon 18 dans lequel est placé un signal acousti- que, lequel fonctionne suivant le même principe que celui décrit dans les formes de réalisation précédentes.
Dans la forme de réalisation représentée, sur la fi- gure 7, le manchon fileté 18 se termineà son extrémité inférieure, par une ouverture d'échappement 17 de dimension suffisante pour les besoins du réservoir et il est muni d'un siège 20 surlequel est normalement en prise un élément de soupape 58 de forme générale sphérique. Cet élément de soupape sphérique porte un tube descen- dant 60 qui fait saillie vers le bas dans le réservoir;, à une distance deterninee, la soupape 58 portant le tube:
' dans uneposi- tion déterminée pendant le fonctionnement normal. L'extremite supé- rieure du tube est reliée au sifflet 22. qui, comme cela est re- présentée est placé dans la soupape µil, Si on le désire, l'espace 62 compris entre le sifflet et la soupape peut être rempli de soudure de façon à alourdir le système età aider au maintien de la soupape sur son siège.
Dans le fonctionnement ordinaire du dispositif repré- senté sur la figure 7, lorsque le liquide pénètre dans le réser- voir. par le tuyau de remplissage 4, le gaz ou la vapeur sous pres- sion est expulsé par le tuyau 60 et, ensuite, par les trous 24 du sifflet 22 en créant un signal acoustique fonctionnant constamment.
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Ceci se continue jusqu'à-ce que le niveau du liquide représenté en 64 monte jusqu'en un point où l'extrémité inférieure du tube 60 est fermée. Ensuite, il est impossible que l'échappement du gaz continue à se faire à partir de la partie supérieure du réservoir, par le tube 60 et le sifflement cesse.
Pendant le remplissage préliminaire jusqu'au niveau donné, la 'soupape 58 repose normalement sur son siège et il en résulte que sensiblement tout le gaz passe par le sifflet ou dis- positif de signalisation. Toutefois, si la pression, du fait d'un remplissage rapide, dépasse une quantité déterminée, tout le sys- tème de tube est soulevé de sur son siège, ce qui permet à une partie de la vapeur de contourner le dispositif de signalisation.
En d'autres termes, le système flotte sur les gaz qui s'échap- pent entre le siège 20 et la soupape 58, mais lorsque la pression sur le dessus du sifflet 22 est supérieure à celle qui règne en dessous, le gaz continue à monter par le tube 60 et le sifflet 22, ce qui fait que le sifflement continue. Si, toutefois, après avoir fermé l'extrémité inférieure du tube 60, on continue le remplis- sage, la partie supérieure du réservoir peut laisser échapper l'air de la même façon par soulèvement du système de sur le siège 20.
On voit donc que la soupape de décharge joue un double rôle en assurant l'échappement de l'air lors d'une pression exces- sive jusqu'à ce que le niveau déterminé soit atteint, après quoi, il laisse échapper la pression si le remplissage du réservoir se continue dans la partie supérieure de celui-ci.
On voit égale- ment que, comme le type de réservoir avec lequel on utilise géné- ralement ce dispositif est, la plupart du temps, rond ou ovale en section transversale, l'emplacement de l'ouverture d'échappement n'est pas toujours telle que le tube pende verticalement et le perfectionnement dû à la soupape de forme générale sphérique per-
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met au tube de prendre une position normale sans qu'il soit né- cessaire d'avoir des guides ou autres dispositifset le fonction- nement du dispositif de signalisation est assuré, de même que celui de la soupape de décharge, sans avoir à craindre que la soupape se colle ou soit autrement gênée ou ne porte pas convenablement sur son siège.
Dans la variante représentée sur la figure 8, le mode de fonctionnement est le même que sur la figure 7, quoique le mode de construction soi t, en fait, un peu différent,sur cette figure 8, -on tuyau d'echappement 68 est vissé dans l'ouverture;
'échape- ment du réservoir et est muni d'un sifflet 70 à. son extremité inférieure.La paroi du tuyau d'échappement, en un point qui est sensiblement au-dessus de l'extrémité inférieure porte une soupape de décharge 72 qui est normalementmaintenue fermée par un ressort léger 74. Avec cette disposition, comme on le voit, il s'établit un signal acoustique lorsque le réservoir se remplit jusqu'à ce que l'extrémité inférieure du tuyau en saillie et le sifflet soient fermés par le liquide qui monte et, ensuite, s'il s'établit une pression excessive au-dessus du niveau du liquide,
le gaz ou le liquide peuvent s'échapper par l'ouverture automatique dela sou- pape 72 qui est placée au-dessus du point où l'air et les vapeurs sont normalement enfermés.
En fonctionnement des dispositifsselon l'invention, lorsque le sifflement cesse dans les modes de construction des figures 2,6, 7 et 8, l'opérateur arrête le remplissage. Grâce au dispositif de signalisation, 1'* opérateur peut être en un point éloigné du réservoir si le sifflement porte à une distance suffi- sante, soit directement, soit par le tuyau d'échappement.
Un autre avantage des modes de construction représentés est que l'opérateur peut déterminer, avant de remplir le réservoir et sans avoir à regarder le niveau de celui-ci, si le niveau du
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liquide est ou non dans le réservoir en dessous du niveau final désiré, simplement en soufflant dans l'extrémité du tuyau de remplissage 4. Ceci provoqué, dans le réservoir, une légère pres- sion et si le sifflet 22 est placé sur le siège 20; un sifflement sort immédiatement du tuyau d'échappement 12,.Si ceci est le cas, l'opérateur sait que l'on peut ajouter du liquide en supplé- ment 'dans le réservoir.
Vautre part, si le niveau du liquide est si élevé que les flotteurs 30 ou 48 ont soulevé le sifflet 22 en l'écartant du siège 20 ou que l'extrémité inférieure du tube 60 est fermée par le liquide, lorsque l'opérateur souffle dans le tuyau de remplissage 4 on n'entend pas de sifflement.
Lorsque le niveau du liquide tombe, les flotteurs descendent en entraînant avec eux le sifflet 22 qui se pose automatiquement sur le siège 20 et l'extrémité inférieure du tube 60 est ouverte, d'où il résulte que le dispositif est prêt pour aviser l'opérateur à n'importe quel moment ultérieur. Il résulte évidemment de ce qui précède que l'on peut utiliser le dispositif sur n'importe quel réservoir dans lequel l'air ou le gaz déplacé peut être amené à passer par un sifflet 22. Le 'tuyau d'échappement d'air utilisé en'combinaison peut avoir n'importe' quelle longueur appropriée, toutefois, en général, il est bon que l'extrémité du tuyau'd'échappement soit à une distance rai- sonnable de l'opérateur, de façon qu'il puisse entendre plus facilement le sifflet.
Bien que le dispositif ait été représenté en'combi- naison avec un. type particulier de système de réservoir, il est évident, comme on l'a dit ci-dessus, que l'on peut l'utiliser avec n'importe quelle disposition dans laquelle la vitesse de remplissage ou d'échappement des gaz fait que l'air ou le gaz est expulsé à une vitesse suffisamment grande pour actionner un sifflet, lorsque ce dernier est placé de façon à obstruer -l'écoulement dans une mesure suffisante.
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Le sifflet et les pièces qui y sont relises peuvent être placés en n'importe quel point de l'échappement, pourvu;, toutefois, que celles des pièces qui sont suspendues dans le réservoir et sur lesquelles agit la montée du liquide pour mo- difier les conditions produisant le sifflement puissent être atteintes par le liquide lorsque ce dernier est monté jusqu'au niveau déterminé.