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INSTALLATION DE REFOULEMENT D UN LIQUIDE SOUS PRESSION.
La présente invention est relative à une installation de refoule- ment d'un liquide sous pression, par exemple, pour l'alimentation d'une tur- bine et comporte notamment un perfectionnement aux organes de distribution du fluide comprime.
De nombreux types de distributeurs de fluide comprimé sont connus, mais ils sont en général d'une construction difficile, comprenant de nombreux organes distincts dépendants l'un de l'autre; leur fonctionnement est, de ce chef, sujet à des troubles rendant leur emploi peu pratique et donnant lieu à des pannes et des défections. Un des objets de la présente invention est d'obvier à ces inconvénients et de procurer un distributeur de fluide comprime de construction simple et présentant toute sécurité de fonctionnement.
En principe, le distributeur de fluide comprimé qui fait l'objet de la présente invention est actionné par le fluide comprimé lui-même et com- prend, en ordre principal, un tiroir de distribution imfinencé par le niveau, dans un réservoir approprié, du liquide à refouler sous pression et conçu de manière à faire agir le dit fluide comprimé alternativement sur l'une et l'autre face d'un piston flottant dans un cylindre, piston qui est rigi- dement relié à un autre piston circulant dans le cylindre principal de dis- tribution et masquant et démasquant, suivant les besoins, les lumières d'ad- mission et d'échappement correspondant à l'action envisagée de refoulement d'un liquide sous pression.
De nombreuses applications d'une installation de refoulement d'un liquide sous pression équipée d'un tel distributeur de fluide comprimé sont possibles. Sont cités à simple titre indicatif; l'exhaure des eaux de mines, le déplacement des berlines dans les mines par l'intermédiaire d'un treuil', l'actionnement d'une machine motrice, telle par exemple, une turbine à eau; dans ce cas particulier, l'eau sous pression circule en circuit fermé; c'est- à-dire qu'après avoir actionné la tuchine, elle est recueillie dans un réser- voir d'où elle est renvoyée sous pression dans l'ouïe d'admission de la tur- bine, en réalisant de cette manière un cycle continu sans apport d'eau.
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Une forme d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif, est représentée aux dessins annexés, dans lesquels :
La fig. 1 est une représentation schématique d'une pulso-pompe à débit constant et continu, équipée d'un distributeur de fluide comprimé sui- vant l'invention et actionnant, suivant un cycle continu et en circuit fermé, une turbine à eau.
La fig. 2 est une coupe longitudinale du distributeur de fluide comprimé.
La fig. 3 est une coupe transversale du même distributeur.
Dans la fig. 1, une pulso-mompe 1, actionnée à l'air comprimé et équipée d'un distributeur de fluide comprimé 2 suivant l'invention, actionne une turbine à eau 3. L'eau sous pression débitée et refoulée par la pompe 1 dans la tuyauterie 4, pénètre par l'ouïe d'admission 5 dans la turbine 3 et après avoir actionnée cette dernière, s'échappe en 6 et est recueillie dans un réservoir 7 d'où elle s'écoule vers la pompe 1 qui la refoule à nou- veau vers la turbine 3. Comme connu, la pulso-pompe comporte deux compar- timents l'et 1" qui sont alternativement remplis et vidés, l'un de ceux-ci se remplissant pendant la vidange de l'autre.
Dans une telle installation, l'eau qui est le fluide moteur, circule en circuit fermé et réalise un cycle continu ne nécessitant aucun apport d'eauo 11 est à remarquer, en outre, que dans une telle installation, l'air comprimé, entrant en 9 et ayant servi à la mise sous pression et au refoulement de l'eau vers la turbine, peut participer, après son échappement du distributeur de fluide comprimé, à l'actionnement de la turbine, si comme représenté, il est admis au moyen d'une tuyauterie 9 spécialement prévue à @cet effet, dans l'ouïe d'admission 5 de la turbine. La poulie 10 placée sur l'axe prolongé 11 de la turbine, permet d'utiliser à toutes fins la puissance développée par cette dernière.
La coupe longitudinale du distributeur de fluide comprimé, repré- sentée par la fig. 2 et complétée par la coupe transversale donnée par la fig. 3, fournit les éléments nécessaires à la bonne compréhension de la cons- titution et du fonctionnement de cet organe.
Le distributeur de fluide comprimé comporte, suivant la présente invention, un tiroir de distribution 12 dans lequel circule le piston 13, solidaire de la tige 15 du flotteur 14 installé-, dans la forme d'exécution représentée par la figa 1, dans le compartiment l' de la pulso-mompe 1, d'un cylindre auxiliaire 16 dans lequel circule le piston flottant 17 et du cylin- dre principal 18 dans lequel circule le piston flottant 19.
Le distributeur 12 porte latéralement une chambre d'admission d'air comprimé 12', reliée à l'installation de distribution d'air comprimé au moyen du tuyau 20, cette chambre d'admission 12' communique avec l'espace intérieur du distributeur 12 (formant cylindre) par deux lumières 21 et 22 qui sont alternativement découvertes et obturées par le piston 13 qui est muni d'une rainure circulaire 13' au travers de laquelle passe l'air comprimé admis par l'une ou l'autre des dites lumières 21 et 22.
Dans la position du piston 13, représentée au dessin et qui correspond à la position la plus élevée du flotteur 14 dans le compartiment 1' de la pulso-pompe 1, la rainure 13' du piston 13 permet le passage de l'air comprimé venant de la chambre 12', au travers de la lumière 21, vers le canal 23 percé dans l'épaisseur de la paroi du cylindre auxiliaire 16 disposé perpendiculairement au distributeur 12; cet air comprimé pénètre par la lumière 24 dans l'espace intérieur du cylin- dre 16 et agissant sur la face 17' du piston 17 repousse ce dernier à fond de course vers la gauche (voir fig. 2). Sous le cylindre auxiliaire 16 et parallèlement à celui-ci (et, par conséquent, perpendiculairement au distri- buteur 12) est disposé le cylindre principal 18, comportant le piston flottant 19.
Le piston 17 du cylindre auxiliaire 16 est rendu solidaire du piston 19 du cylindre principal 18 au moyen de la broche 25 traversant une lumière 26 percée dans la paroi 27 commune aux deux cylindres 16 et 18. La longueur de la lumière 26 correspond à la course du piston.17 et limite, par conséquent, la course du piston 19 dans le cylindre principal 18. Le piston 19 est muni
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de deux groupes de deux rainures circulaires 28-29 et 30-31.
Comme représenté à la fig. 3, le cylindre principal(-, 18 est flanqué par deux chambres longitudinales 32 et 33 qui sont diamétralement opposées.
La chambre 32 est la chambre d'admission de l'air comprimé amené par la con- duite 8 et communique, avec l'espace intérieur du cylindre 18, par les lumiè- res 34 et 35.
En regard, ou dans le même plan vertical que chacune des lumières
34 et 35, sont percées dans la paroi du cylindre principal 18, respectivement, les lumières 36 et 37 qui communiquent, la première, avec le compartiment l' de la pulso-pompe 1 et la seconde avec le compartiment 1" de la même pompe.
Similairement, la chambre 33 est la chambre d'échappement du cylin- dre principal 18 par laquelle reflue l'air comprimé ayant agi dans l'un et/ou l'autre compartiment de la pompe.
Cette chambre d'échappement 33 communique avec l'espace intérieur du cylindre principal 18 par les lumières 38 et 39. A ces dernières corres- pondent, respectivement, les lumières 40 et 41 percées dans la paroi du dit cylindre principal et qui communiquent, la première (40) avec le compartiment 1' de la pulso-pompe 1 et, la seconde (41) avec le compartiment 1" de la dite pompe.
De ce qui précède et en concordance avec les figs. 1 et 2; l'air comprimé: entrant par la conduite 8 dans la chambre d'admission 32, est ad- mis dans le cylindre principal 18 par la lumière 34, celle-ci étant découver- te par la rainure circulaire 29 du piston 19 et passe, par la lumière 36 dans le compartiment l' de la pulso-pompe 1 et refoule sous pression'l'eau conte- nue dans ce compartiment au travers de la tuyauterie 4 dans l'ouïe d'admission 5 de la turbine 3.
Pendant ce temps, l'eau accumulée dans le réservoir 7 s'é- coule vers le compartiment 1" de la pompe qui est vide et chasse l'air y con- tenu au travers de la lumière 41, la rainure 31 du piston 19, la lumière 39 et la chambre d'échappement 33, soit, vers l'admission de la turbine 3 où il participe, comme décrit plus haut, à l'actionnement de cette dernière, soit vers une tuyauterie d'échappement à l'air libre.
Lorsque toute l'eau contenue dans le compartiment 1' de la pulso- pompe 1 est chassée, le flotteur 14 occupe son point mort bas et a ramené vers le bas le piston 13 du distributeur 12. Dans cette position du piston 13, l'air comprimé venant de la. chambre d'admission 12', traverse la lumière 22 qui, à ce moment, est découverte par la rainure 13' du piston 13, passe par la lumière 42 percée dans la paroi séparant le distributeur 12 du cylin- dre auxiliaire 16 et vient agir sur la face 17" du piston 17 qui est repous- sé à fond de course vers la droite.
Dans sa course, le piston 17 entraine, comme défini plus haut, le piston 19 logé dans le cylindre 18 également vers la droite. Par ce dépla- cement, le dit piston 19 démasque les lumières 38 et 35 ainsi que les lumiè- res correspondantes 40 et 37 et obture les lumières 34-39 et 3600±la Dans cette position du piston 19, l'aU!' comprimé entrant dans la chambre d'admission 32 est admis dans le cylindre principale 18 par la lumière 35, celle-ci étant découverte par la rainure circulaire 30 du piston 19 et passe par la lumière 37 dans le compartiment 1" de la pulso-pompe 1, il refoule sous pression l'eau contenue dans ce compartiment au travers de la tuyauterie 4 dans l'ouïe d'ad- mission 5 de la turbine 3.
Simultanément, l'eau accumulée dans le réservoir 7 s'écoule vers le compartiment 1' de la pompe 1 qui est vide et chasse l'air y contenu au travers de la lumière 40, la rainure 28 du piston 19, la lumière 38 et la chambre d'échappement 33. Après vidange du compartiment 1" et rem- plissage du compartiment 1' le flotteur 14 inverse la position du piston 13 dans le tiroir de distribution et le circuit décrit plus haut se poursuit.
Il est expressément spécifié que la présente invention n'est pas exclusivement limitée à la forme d'exécution décrite et représentée et que des modifications peuvent être apportées à la forme, à la constitution et à la disposition de ses éléments constitutifs pour autant que ces modifica-
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tions ne soient pas contredites par les revendications qui suivento
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Distributeur de fluide comprimé, caractérisé en ce qu'il est actionné par le fluide comprimé même et qu'il comporte un tiroir de distri- bution constitué par un piston circulant dans un cylindre et influencé par le niveau, dans un réservoir approprié, du liquide à refouler sous pression et en ce que le dit distrubuteur est conçu de manière à faire agir le fluidé comprimé qui l'actionne alternativement sur l'une et l'autre face d'un piston flottant dans un cylindre auxiliaire, ce dernier piston étant rigidement re- lié à un autre piston flottant circulant dans le cylindre principal de dis- tribution et qui masque et démasque, suivant les besoins, les lumières d'ad- mission et d'échappement correspondant à l'action de refoulement d'un liqui- de sous pression.
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PRESSURIZED LIQUID DISCHARGE SYSTEM.
The present invention relates to an installation for delivering a pressurized liquid, for example, for supplying a turbine, and in particular comprises an improvement to the members for distributing the compressed fluid.
Many types of compressed fluid distributors are known, but they are in general of difficult construction, comprising many separate members dependent on one another; their operation is, therefore, subject to disturbances making their use impractical and giving rise to breakdowns and defections. One of the objects of the present invention is to overcome these drawbacks and to provide a compressed fluid dispenser of simple construction and having full operating safety.
In principle, the compressed fluid dispenser which is the object of the present invention is actuated by the compressed fluid itself and comprises, in main order, a dispensing spool limited by the level, in a suitable reservoir, of the fluid. liquid to be delivered under pressure and designed so as to cause said compressed fluid to act alternately on either side of a piston floating in a cylinder, which piston is rigidly connected to another piston circulating in the cylinder main distribution and masking and unmasking, as required, the inlet and outlet ports corresponding to the intended action of delivery of a liquid under pressure.
Many applications of a pressurized liquid delivery installation equipped with such a compressed fluid distributor are possible. Are cited for information only; the extraction of mine water, the movement of sedans in the mines by means of a winch, the actuation of a prime mover, such as for example a water turbine; in this particular case, the pressurized water circulates in a closed circuit; that is to say that after having actuated the tuchine, it is collected in a reservoir from which it is returned under pressure into the inlet opening of the turbine, thereby achieving a continuous cycle without water supply.
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One embodiment, given by way of non-limiting example, is shown in the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a schematic representation of a constant and continuous flow pump, equipped with a compressed fluid distributor according to the invention and actuating, according to a continuous cycle and in a closed circuit, a water turbine.
Fig. 2 is a longitudinal section of the compressed fluid dispenser.
Fig. 3 is a cross section of the same distributor.
In fig. 1, a pulso-pump 1, actuated with compressed air and equipped with a compressed fluid distributor 2 according to the invention, actuates a water turbine 3. The pressurized water delivered and delivered by the pump 1 in the pipe 4, enters through the inlet 5 into the turbine 3 and after actuating the latter, escapes at 6 and is collected in a tank 7 from where it flows to the pump 1 which delivers it to again to the turbine 3. As is known, the pump has two compartments 1 and 1 which are alternately filled and emptied, one of these filling up while the other is emptied.
In such an installation, the water, which is the driving fluid, circulates in a closed circuit and performs a continuous cycle requiring no water supply. 11 should also be noted that in such an installation, the compressed air entering in 9 and having served for the pressurization and delivery of water to the turbine, can participate, after its escape from the compressed fluid distributor, in the actuation of the turbine, if, as shown, it is admitted by means a pipe 9 specially provided for this purpose, in the inlet opening 5 of the turbine. The pulley 10 placed on the extended axis 11 of the turbine allows the power developed by the latter to be used for all purposes.
The longitudinal section of the compressed fluid distributor, shown in fig. 2 and completed by the cross section given by FIG. 3, provides the elements necessary for a good understanding of the constitution and functioning of this organ.
The compressed fluid dispenser comprises, according to the present invention, a dispensing spool 12 in which circulates the piston 13, integral with the rod 15 of the float 14 installed, in the embodiment shown in FIG. 1, in the compartment. 1 'of the pump 1, of an auxiliary cylinder 16 in which the floating piston 17 circulates and of the main cylinder 18 in which the floating piston 19 circulates.
The distributor 12 laterally carries a compressed air intake chamber 12 ', connected to the compressed air distribution installation by means of the pipe 20, this intake chamber 12' communicates with the interior space of the distributor 12. (forming a cylinder) by two openings 21 and 22 which are alternately uncovered and closed by the piston 13 which is provided with a circular groove 13 'through which passes the compressed air admitted by one or the other of said lights 21 and 22.
In the position of the piston 13, shown in the drawing and which corresponds to the highest position of the float 14 in the compartment 1 'of the pump 1, the groove 13' of the piston 13 allows the passage of the compressed air coming from from the chamber 12 ', through the slot 21, to the channel 23 pierced in the thickness of the wall of the auxiliary cylinder 16 arranged perpendicular to the distributor 12; this compressed air enters through the opening 24 into the interior space of the cylinder 16 and, acting on the face 17 'of the piston 17, pushes the latter back fully to the left (see FIG. 2). Under and parallel to the auxiliary cylinder 16 (and therefore perpendicular to the distributor 12) is the main cylinder 18, including the floating piston 19.
The piston 17 of the auxiliary cylinder 16 is made integral with the piston 19 of the main cylinder 18 by means of the pin 25 passing through a slot 26 pierced in the wall 27 common to the two cylinders 16 and 18. The length of the slot 26 corresponds to the stroke of the piston. 17 and therefore limits the stroke of the piston 19 in the main cylinder 18. The piston 19 is provided with
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of two groups of two circular grooves 28-29 and 30-31.
As shown in fig. 3, the main cylinder (-, 18 is flanked by two longitudinal chambers 32 and 33 which are diametrically opposed.
The chamber 32 is the chamber for the admission of the compressed air supplied by the duct 8 and communicates with the interior space of the cylinder 18 by the ports 34 and 35.
Opposite, or in the same vertical plane as each of the lights
34 and 35, are pierced in the wall of the main cylinder 18, respectively, the openings 36 and 37 which communicate, the first, with the compartment 1 of the pump 1 and the second with the compartment 1 "of the same pump .
Similarly, the chamber 33 is the exhaust chamber of the main cylinder 18 through which the compressed air which has acted in one and / or the other compartment of the pump flows back.
This exhaust chamber 33 communicates with the interior space of the main cylinder 18 through the openings 38 and 39. The latter correspond, respectively, the openings 40 and 41 pierced in the wall of the said main cylinder and which communicate, the first (40) with compartment 1 ′ of the pump 1 and the second (41) with compartment 1 ″ of said pump.
From the above and in accordance with figs. 1 and 2; the compressed air: entering through line 8 into the intake chamber 32, is admitted into the main cylinder 18 through the aperture 34, the latter being discovered through the circular groove 29 of the piston 19 and passes, through the opening 36 in the compartment 1 ′ of the pulso-pump 1 and delivers the water contained in this compartment under pressure through the pipe 4 into the inlet opening 5 of the turbine 3.
During this time, the water accumulated in the tank 7 flows towards the compartment 1 "of the pump which is empty and expels the air contained therein through the aperture 41, the groove 31 of the piston 19 , the port 39 and the exhaust chamber 33, either towards the inlet of the turbine 3 where it participates, as described above, in the actuation of the latter, or towards an air exhaust pipe free.
When all the water contained in the compartment 1 'of the pump 1 is expelled, the float 14 occupies its bottom dead center and has brought down the piston 13 of the distributor 12. In this position of the piston 13, the compressed air coming from the. intake chamber 12 ', passes through the aperture 22 which, at this moment, is exposed by the groove 13' of the piston 13, passes through the aperture 42 pierced in the wall separating the distributor 12 from the auxiliary cylinder 16 and acts on the face 17 "of the piston 17 which is pushed back fully to the right.
In its stroke, the piston 17 drives, as defined above, the piston 19 housed in the cylinder 18 also to the right. By this movement, the said piston 19 unmasks the openings 38 and 35 as well as the corresponding lights 40 and 37 and closes the openings 34-39 and 3600 ± 1a In this position of the piston 19, the aU! ' compressed entering the intake chamber 32 is admitted into the main cylinder 18 through the opening 35, the latter being discovered by the circular groove 30 of the piston 19 and passes through the opening 37 into the compartment 1 "of the pump 1, it delivers the water contained in this compartment under pressure through the pipe 4 into the inlet 5 of the turbine 3.
Simultaneously, the water accumulated in the tank 7 flows towards the compartment 1 'of the pump 1 which is empty and expels the air contained therein through the port 40, the groove 28 of the piston 19, the port 38 and the exhaust chamber 33. After emptying compartment 1 ″ and filling compartment 1 ′, float 14 reverses the position of piston 13 in the distribution spool and the circuit described above continues.
It is expressly specified that the present invention is not exclusively limited to the embodiment described and shown and that modifications may be made to the form, constitution and arrangement of its constituent elements as long as these modifications -
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tions are not contradicted by the following claims:
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1.
Compressed fluid dispenser, characterized in that it is actuated by the compressed fluid itself and that it comprises a dispensing spool formed by a piston circulating in a cylinder and influenced by the level, in a suitable reservoir, of the liquid to be delivered under pressure and in that said distrubutor is designed so as to cause the compressed fluid to act which actuates it alternately on one and the other face of a piston floating in an auxiliary cylinder, the latter piston being rigidly connected to another floating piston circulating in the main distribution cylinder and which masks and unmasks, as required, the intake and exhaust ports corresponding to the discharge action of a liquid. of under pressure.