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DISPOSITIF POUR MAINTENIR CONSTANTE LA HAUTEUR DU NIVEAU DE LIQUIDE DANS
LES RESERVOIRS.
Dans la technique, on a très souvent à résoudre le problème qui consiste à alimenter un procédé chimique d'une quantité exactement dosée de liquideo
Pour réaliser ce but, il est de pratique courante d'utiliser des pompes à doser qui, par suite des divers éléments en mouvement,, donnent soit- vent lieu à des perturbations dues, par exemple, à des défauts d'étanchéité se manifestant aux soupapes et presse-étoupe.
Les perturbations sont très fréquentes notamment lorsque on se sert de liquides ayant une forte action cor- rosive et en opérant à des températures auxquelles les liquides mis en oeuvre approchent de leur point d9évaporationo
Pour obvier à ces inconvénients, il y a avantage à utiliser les dispositifs de dosage connus dans lesquels les liquides passent à travers des diaphragmes, ajutages de jauge ou tubes capillaires.
Dans ce case- il est indispensable que la pression devant le dispositif de dosage soit maintenue constante, puisque, dans le cas d'un écoulement libre, le débit est, suivant le type du dispositif de dosage!, quadratiquement ou linéairement proportion- nel à la hauteur de la pressiono
Le but de la présente invention est de maintenir le niveau de liquide d'un réservoir à une hauteur constante par rapport à un point fixe dans l'espace, par exemple l'orifice de sortie du dispositif de dosage, in- dépendamment de la quantité de liquide se trouvant à un moment donné dans le réservoiro Ce but est réalisé conformément à l'invention par le fait que le réservoir flotte tel quel ou réuni à un flotteur creux dans un deuxiè- me récipient,
la dimension et la forme des récipients étant adaptées l'une à l'autre corrélativement aux densités des deux liquides. En principe, les récipients mis en oeuvre peuvent prendre n'importe quelle forme, à condition d'accorder celle-ci corrélativement les unes sur les autreso Dans la prati-
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que et surtout pour en faciliter la fabrication , il y a avantage à utiliser des récipients cylindriques.
Sur le dessin annexé sont représentées schématiquement, à titre d'exemple, quelques formes de réalisation de la présente invention.
La figure 1 montre la disposition fondamentale d'un dispositif suivant l'inventiono Le liquide à doser d'une densité =$4 est placé dans le réservoir de forme cylindrique V (coupe transversale F1) qui est solidai- re avec le récipient flotteur cylindrique S (coupe transversale F3).
Le ré- cipient S flotte dans un liquide ayant une densité de 82 et dont une quanti- té déterminée préalablement est introduite dans le récipient cylindrique Z (coupe transversale F2)
En remplissant le récipient V, le flotteur S plonge davantage dans le liquide du récipient Z, ce qui fait que le niveau de liquide H2 monte dans le récipient Z et la force ascensionnelle du flotteur S augmenteo On peut démontrer par voie de calcul que le niveau de liquide dans le récipient V se règle automatiquement à la hauteur Ho, indépendamment de la quantité de li- quide admise dans le récipient V, lorsque l'équation est la suivante :
EMI2.1
La disposition suivant la figure 1 peut entraîner certaines difficultés lors- que le liquide dans le récipient Z se trouve sous une pression de vapeur trop élevée donnant lieu à une évaporation notable du liquide Dans ce cas la quantité du liquide dans le récipient Z diminue progressivement avec le temps et la hauteur Ho change peu à peu, à moins de vérifier de temps à autre le contenu et de la compléter au besoin,,
On peut éviter cet inconvénient lorsque le récipient Z présente une section infinie,ce qui fait que le deuxième terme disparaît de l'équa- tion 1 pour donner le rapport suivant
EMI2.2
Si le récipient Z présente un diamètre se prolongeant à l'infini, la hauteur du niveau H demeure constante,
lorsque le récipient flotteur S présente une section finieo
Le même résultat peut être obtenu en adoptant pour le récipient Z une section finie et en prenant soin de maintenir le niveau de liquide H à une hauteur constante par l'intermédiaire d'un trop-plein. Dans ce cas,. on peut choisir un diamètre quelconque pour le récipient Zo
La figure 2 est un exemple d'exécution de cette alternativeo Les dispositions représentées dans les figures 1 et 2 s'appliquent en principe à tous les cas qui peuvent se présenter dans la pratique, la densité 91 du liquide à doser pouvant être plus grande ou plus petite que la densité 52 du liquide servant de baino
En ce qui concerne les formes d'exécution illustrées dans les figures 1 et 2,
il se peut que la position élevée du centre de gravité des deux récipients V et S réunis l'un à l'autre, donne lieu à des perturbations dues à l'instabilité du système de flotteuro On peut alors rétablir la sta- bilité au moyen d'un contrepoids G tel qu'il est représenté dans la figure 20 Dans ce cas, le contrepoids G peut servir à équlibrer entièrement ou en partie le poids à vide des récipients V et S.
Dans le cas où le liquide à doser est plus lourd que le liquide dans le récipient Z, à savoir S 1/29 2' on pourra prévoir une autre disposition convenant mieux pour le but envisagé et rendant superflue l'application d'un contrepoids pour équilibrer le système de flotteur.
La figure 3 montre une telle disposition dans laquelle le flot- teur'S est supprimé. Cette forme de réalisation est applicable, comme il ressort de l'équation, uniquement dans les cas où le récipient Z est chargé
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d'une quantité déterminée de liquide de la densité¯? - On ne pourra donc pas appliquer ici, dans le récipient Z, le niveau de liquide H2 maintenu cons- tant par l'intermédiaire du trop-plein Uo
Le niveau du liquide à doser ayant la densité # 1 demeure constant à la hauteur Ho, indépendamment de la quantité de liquide admise dans le ré- cipient 1,
lorsque Inéquation se présente comme suit
EMI3.1
Cette exécution très simple et pratique de l'idée inventive comporte toute- fois pour les liquides se volatilisant facilement dans le récipient Z le dan- ger d'un changement successif de la hauteur Ho. La disposition représentée à la figure 4 permet d'écarter ce danger,, Le récipient cylindrique V (coupe transversale F1) contenant le liquide à doser de la densité SI est solidaire avec un flotteur creux S entourant, de préférence concentriquement, sous for- me d'une enveloppe cylindrique, le récipient V. Le récipient V, entouré du corps flotteur;, flotte dans le récipient Z qui peut avoir un diamètre quel- conque.
Le récipient Z est rempli d'un liquide de la densité # 2 et dont le niveau est maintenu constant par l'intermédiaire d'un trop-plein Uo
Lorsqu'on ajoute au contenu du récipient V une nouvelle quantité de liquide de la densité # 1, il aura la tendance à plonger davantage dans le liquide de la densités 2. Cette 'tendance est cependant compensée partielle- ment par le flotteur S plongeant simultanément avec le récipient Z.
' Les.dimensions peuvent être choisies de telle façon que, indépen- damment de la quantité de liquide se trouvant dans le récipient V, la hauteur du niveau demeure constanteo Des considérations théoriques basées sur l'équa- tion 1 ont:permis de constater que ce but est réalisée lorsque
EMI3.2
(4) Fl/F3 est égal à ¯i2 1 Les exemples dexécution représentés aux figures 3 et 4 sont surtout utili- sables dans les cas où le liquide à doser dans le récipient V doit être main- tenu à une température déterminée,supérieure ou inférieure à la température ambianteo Le récipient V peut aussi servir par exemple de récipient de fusion.
Dans ce cas, la matière admise à l'état solide est'amenée sous la forme liqui- de au moyen de la chaleur transmise par le liquide contenu dans le récipient 2.
La figure 5 montre, à l'aide d'un exemple pratiquela mise en oeuvre de la présente invention!) Le liquide à doser de la densité # 1 est placé dans le récipient en forme d'entonnoir 1. Le robinet 2 sert à régler suivant les besoins et à certains intervalles l'admission du liquide dans le réservoir 3 pourvu d'une chemise de flotteur aux dimensions correspondantes.
Le réservoir 3 flotte dans le liquide de la densité-?2, par .exemple de 1-'eau, dans le récipient 4 dont le. niveau est maintenu à une hauteur constante par l'intermédiaire du trop-plein 5. La quantité d'eau s'écoulant par le trop- plein est compensée par une quantité correspondante d'eau admise par la con- duite d'amenée 6. Le liquide du réservoir 3 est envoyé au moyen du siphon 7 présentant une section de passage suffisamment large, dans le récipient 8 dont le niveau de liquide communique avec celui du récipient 3.
Au fond du récipient 8 est aménagé un ajutage de jauge 9, par lequel s'écoule, grâ- ce à la hauteur constante Ho, toujours la même quantité de liquide qui est recueillie dans l'entonnoir 10 et évacuée par la conduite 11 en vue de son utilisation ultérieure,
Le dispositif ci-dessus décrit destiné au dosage de liquides;, est utilisable dans la technique de mesure ou de réglage, partout là où il s'agit de maintenir constant un niveau de liquide indépendamment de l'admission et de la décharge.