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L'invention se rapporte à la détection d'une matière étrangère dans un liquide et sbecialement d'une impureté liquide transportée dans un courant de liquide, l'invention pouvant s'appliquer particulièrement à la détection de la présence d'eau dans un combustible hydrocarbure liquide tel que du pétrole, du kérosène ou un combustible d'aviation.
Dans le cas de liquides pouvant contenir des impu- ratés liquides, on a rencontre la difficulté qu'avec les types connus de filtres utilisant des empile cents fil- trants formés 'de feuillets absorbants, ces derniers se
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gonflent jusqu'au /oint de satration, et après cela le liquide contamine passe a travers le filtre, ou bien les empilements filtrants deviennent infranchissables.
L'objet de la présente invention est d'obvier à cet inconvénient signe'le plus hout et d'apporter des moyens améliorés permettant de détecter aisément la présence d'une impureté dans un liquide en écoulement et de protéger les filtres principaux.
Suivant l'invention, les moyens pour détecter la présence d'impureté dans un liquide comprennent un milieu solide sur lequel et/ou à travers lequel le liquide est amené à s'écouler, milieu dans lequel un changement physi- que est produit par l'impureté mais non par le liquide lui-même, et des moyens commandés par le changement physi- que dans ledit milieu pour actionner un dispositif qui interrompt 1'écoulement de liquide, pour faire fonctionner un dispositif soupape réglant l'écoulement, pour manoeuvrer un dispositif avertisseur, ou pour faire fonctionner plu- sieurs de ces dispositifs.
Suivant une forme de l'invention, un moyen pour détecter la présence d'une impureté liquide dans un liquide en écoulement comprend un corps de matière ayant la pro- priété de gonfler sous l'influence de l'impureté, et un élément mobile directement actionné par le gonflement dudit corps pour fermer un conduit et/ou pour actionner un dispositif avertisseur.
On va maintenant se rapporter aux dessins d'accompa- gnement dans lesquels :
La figure 1 est un schéma en coupe pour centrer les traits essentiels de l'invention.
La figure 2 est une vue verticale en coupe d'un appareil de détection construit conformément à l'invention.
La figure 3 est une vue verticale en coupe d'une
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unité d'arrêt d'eau comportant un appareillage de réglage construit conformément à l'invention.
La figure 4 est une vue en coupe détaillée a une échelle agrandie d'une soupape de dérivation co@@@ dans la figure 3.
La figure 5 est une vue en coupe détaillée à une échelle agrandie de la seconde soupape de dérivation comprise dans la figure 3..
La figure 6 est une vue détaillée du moyen pour actionner une soupape dans le. conduit principal de la figure 3.
. Se rapportant tout d'abord à la figure 1 des dessins, l'appareil représenté schématiquement comprend un boîtier 1 ayant une entrée 2 à la base pour l'admission du liquide, et une sortie 3 au sommet pour l'évacuation d'un liquide. séparé. La portion sommitale 4 du boîtier est construite amovible pour permettre l'inspection ou le remplacement descomposants que l'on va décrire.
Du centre 'du couvercle 4 pend une tige 5 à la base de laquelle est fixée une plaque 6 qui supporte une pile 7 de feuillets annulaires qui peuvent être constitués d'anneaux de papier imprégné comme décrit dans le texte du brevet britannique antérieur N 682.400, ou qui peuvent être constitués par une ma- tière cellulosique fibreuse ou cellulaire d'un type quelcon' que qui 'se dilatera ou se contractera par l'application ou l'enlèvement d'eau. Reposant sur le sommet de la pile 7 se trouve une plaque de soupape 8 conçue pour entrer en contact avec un siège de soupape constitué par une bride annulaire faisant saillie vers l'intérieur 9, formée sur le couvercle 4.
Les ouvertures centrales dans les éléments filtrants de la pile 7 sont de dimensions telles qu'elles forment à l'assemblage un passage annulaire 10 autour de la tige centrale 5, passage qui est continué par un
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passage 11 à travers la plaque de soupape 8, permettant ainsi au liquide filtré de s'écouler à l'intérieur du couvercle 4 vers la sortie 3 lorsque la plaque de soupape est sur son siège. Un ressort léger 12 est de préférence disposé entre la plaque de soupape 8 et la tête du couver- cle 4 dans le but de prevenir une fermeture prématurée de la soupape et de ramener la plaque desoupape à la position de non-fonctionnement montrée après usage.
Un appareil construit de la manière décrite ci-dessus peut s'employer pour détecter l'eau dans un courant de liquide hydrocarbure (désigné ci-après comme étant de l'huile), et dans ce cas les feuillets annulaires 7 sont constitués en une matière qui a la propriété.de gonfler lorsqu'elle est en contact avec de l'eau, mais non lorsqu' elle l'est avec de l'huile. Ces feuillets sent comprimés entre la plaque fixe 6 et la plaque de soupape 8, et, lorsque l'huile pénètre dans le bottier 1 à. travers l'en- trée 2, l'huile baigne l'empilement 7 et paut en partie passer à travers celui-ci, l'empilement n'en étant pas affecté.
Cependant, toute eau baignant -l'empilement ou passant à travers ce dernier tendra à être absorbée par les feuillets, lesquels gonfleront et causeront la dilata- tion et l'allongement de l'empilement, forçant la plaque de soupape 8 à se déplacer contre la résistance du ressort 12 jusqu'à ce que la plaque de soupape établisse un contact étanche au liquide avec le siège 9, l'écoulement du liquide dans la partie supérieure du boîtier entouree par le couvercle étant arrêté. Pa la suite, le seul écou- lement de liquide a lieu radialement vers l'intérieur, entre les feuillets, à la manière d'un filtre sur tranche.
S'il y a des particules solides dans l'huile, elles auront tendance à être retenues par l'empilement et à se rassembler sur l'extérieur des feuillets. On peut prévoir
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des moyens 41::S2.lli. du L.:;...lJj".1'lJ connue poui :J..n'l.'.1'i..;..:I' la c.lJ.I'8e'Lj01J do 1' t..o oulc ..;.# ni t 1'L.(J 'yi .. entre lut J. (! .i.L 1 ',i afin d'enlever Ici. j)i.1''t..L\;l1l0r; solides ra;;f. oj-.bDûcif: [J1r un balayage :1'e.Lll,l.JC vu su ut, inverse, L' absorption du liquide éti'Ciïoer (C'0Ct.-Ú-Lli.1'e. l'eau) qui provoque le bOllJ:'l.:,l.dl1t Úcli:> J.'0uillG'L:..1 ne sera ;:<.l1-: ç,l::L'C:t:ti:E: par 1; in- ve l'i:..J.Oll uG .1.'C.LUL ,iI l1t. La réduction de cOüla¯,xtt uas D.
1'tasy7.l.catZOl1 ue u i¯<1ne de soupape o sur ton Lifce h est un avex'Ll:wam,..rJt et sert ainsi de protection contre une alimentation d'huile contaminée par de l'eau à un
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uoteur ou autre eppareildans lequel elle. doit être uti- lisée. Si de l'huile contenant de l'eau continue à être pompée, la soupape s'appuiera étroitement contre son siège et l'écoulement à travers les feuillets sera réduit dans une mesure telle qu'an fait toute l'opération est amenée a un point ruort, ce qui est absolument souhaitable dans un cas pareil.
On peut utiliser l'invention dans une position immédiatement avant la sortie d'une raffinerie pour être certain d'avoir uneessence exempte d'eau, ou sur un aérodrome dans la canalisation maîtresse circulaire pour assurer l'élimination de l'eau avant 1' introduction dans un avion.
On représente dans la figure 2 une forme de cons- truction de l'appareillage représenté schématique ment dans la figure 1, dans laquelle les composants opératoires sont enfermés à l'intérieur d'un bottier comprenant une portion supérieure 13 pourvue d'une entrée 14 et d'une sortie 15, et une portion de base 16 ayant une bride 17 pour la connexion amovible à une bride 18 à la base de la portion de boitier 13.
Une tige 19 s'etend axialement à travers le boîtier et son extrémité inférieure repose dans un manchon 20 formé dans le couvercle de base 21 du
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boîtier, au voi&iu# ou de l'oxt:I'L...,ite inicriburc (le la tige lt> se trouve un disque fi,%., lui supporte la colonne de feuillets :...:.:. formée co.,..; '-' précédpfmttent de composants annulaires de dimensions telles quelle forment un passade annulaire 24 entourant la tige 19. bur le sommet de la colonne 23 repose un organe de soupape 25 monté librement sur la tige et prévu pour engager un sièe 26 fixé dans la portion de bottier supérieure 13 entre!'entrée et la cortie.
Entre l'organe de soupape 25 et un collier 27 a pas de vis sur la tige 19 en vue d'un réglage, il y a un ressort 28 qui normalement s'op- pose à la fermeture de l'organe de soupape. Un second ressort 29 plus léger est également disposé entre le collier 27 et un collier 30 pouvant coulisser l'arbre dans le but d'amortir un mouvement de soupape brusque.
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L'extrémité supérieure de la tige 19 est uletee; elle fait saillie, à travers une ouverture 31 dans le sommet du bottier) au-dehors de celui-ci; elle y est en prise avec un écrou de réglage 32 au trio.-en duquel on peut faire varier la pesée des ressorts.
Un agencement comme décrit plus haut s'emploie avan- tageusement comme élément séparé du filtre principal et disposé en amont de ce dernier comme dispositif d'aver- tissement et d'arrêt d'écoulement dans le but de protéger le filtre principal au cas où il y a une entrée d'eau dans le courant d'huile et de permettre ainsi de remédier à la contamination de l'huile par l'eau sans qu'il soit nécessaire de changer les empilements filtrants princi- paux. Du fait de sa dimension relativement petite, le changement de l'empilement sensible à l'eau du disposi- tif détecteur peut constituer une opération plus simple et moins onéreuse que le changement des empilements du filtre principal.
Au cours du fonctionnement de l'appa-
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de soupape 41 entre lequel et un collier 42, fixé à la tige 38, est disposé un ressort 43 qui tend à pousser l'organe de soupape vers le siège de soupape. A l'extré- mité du conduit d'embranchement 34 éloignée de la soupape
37-41, il y a une séparation fixe 44 comportant un passa- ge central evase vers l'extérieur 45, à travers lequel la tige 38 passe et, à proximité de l'extrémité de ce passage se trouve le second organe de soupape 40 (voir figure 5) ;
congu pour opérer conjointement avec un siède
47 formé sur le cote extérieur de la séparation 44, entre lequel et une bride 48, formée à l'extrémité extérieure de la tige 38, est disposé un ressort 49 qui tend à pousser l'organe de soupape 40 à l'écart de son siège.
La surface interne de la séparation 44 forme ,une butée fixe pour l'empilement de feuillets 39 dont l'extrémité opposée s'appuie contre un-disque 46 monté librement sur la tige 38. Le bord du disque 46 est évidé pour fournir un passage libre au liquide.
A l'intérieur de l'ouverture de l'étranglement Venturi 35 il existe une fenêtre 50 communiquant par,une tuyauterie 51 avec l'intérieur d'un soufflet métallique flexible 52 (voir figure 6) disposé à l'intérieur d'un bottier 63 monté sur l'intérieur du conduit d'écoulement principal 33 et communiquant avec lui à sa base. Un ressort 54 tend à dilater le soufflet 52 dont la base est raccordée par une tige 55 et une articulation 56 à un organe de soupape à papillon 57 monté sur pivot en.58 dans le conduit 33 qui peut ainsi être fermé ou partiellement où-complètement ouvert suivant la position occupée par l'organe de soupape 57.
En cours de fonctionnement de l'appareil représenté dans la figure 3, l'huile s'écoule à travers les con- duits 33 et 34, la chute de pression causée par l'étran- glement Venturi 35 ayant pour effet de contracter le
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reillage représente dans la figure 2, l'eau présente dans le courant d'huile provoquera le gonflement des feuillets 23 et tendra par conséquent à fermer la soupape 26-26 pour restreindre ou, dans un cas extrême, pour arrêter l'écou- lement. Les feuillets toutefois continueront à agir comme filtre et une certaine quantité d'huile exempte d'eau passera à travers le passage annulaire 24 vers la sortie 15.
De ce fait, l'arrêt ou la diminution du courant d' huile sera une indication de contamination par l'eau et en même temps protégera le filtre principal des effets d'un excès d'eau.
-Il èst de pratique courante d'enlever périodiquement -les dépôts solides de l'extérieur d'un empilement de feuil- lets filtrants par un balayage en sens inverse et une vi- dange de l'empilement ; onpeut adopter ce procédé dans le cas présent pour nettoyer- simultanément le filtre détecteur comme dans la figure 2 et le filtre principal, évitant ainsi la nécessité d'operations de nettoyage séparées.
Les agencement écrits jusqu'à présent sont disposés dans le conduit principal du courant du liquide; cependant on peut disposer l'agencement détecteur dans une dérivation où passe un embranchement du courant principal de liquide, l'embranchement étant un échantillon du courant principal.
On représente un exemple d'un tel agencement dans la figure 3 dans laquelle 3 est le conduit d'écoulement prin- cipal avec un conduit d'embranchement 34 ayant une entrée Venturi 35 et un raccordement de retour 36 au conduit @rincipal. Le courant s'écoulant à travers l'étranglent Venturi 35 passe par un organe de soupape auxiliaire 37 monté sur une extrémité d'une tige 38 passant a travers l'empilement de feuillets 3 et portant à son aure extra- mité un second organe de soupape 40. L'organe de soupape 37 (voir figuré 4) fonctionne conjointement avec un siège
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soufflet 52 et de maintenir l'organe de soupape 57 en une position partiellement ou complètement ouverte.
Tout gonflement des feuillets 39 occasionné par la présence d'eau dans l'huile exerce une pression sur le disque 46 et ainsi sur le collier 42 pour déplacer la tige 38 dans une direction faisant aller l'organe de soupape 40 sur son siège. Ceci restreint l'écoulement à travers le conduit d'embranchement 34 et l'arrêtera complètement si l'organe de soupape 40 s'appuie complètement sur son siège. L'élé- vation de pression résultante dans le conduit de dérivation 34 est transmise par la tuyauterie 51 à l'intérieur du soufflet 52 qui se dilate pour fermer l'organe de soupape 57 et interrompre l'écoulement à travers le conduit principal
33. Ceci est un signal de la présence d'eau et permet de prendre la mesure appropriée.
On peut raccorder le soufflet à un dispositif avertisseur visible ou audible qui est actionné au cas où l'organe de soupse 57 est fermé ou partiellement fermé dans une mesure prédéterminée. On peut également inclure un agencement pour une fermeture soudaine de la soupape actionnée par le soufflet, 57, en vue de prévenir la fermeture partielle de cette soupape et de la soupape 40-47 qui laisse passer un.courant restreint de liquide contaminé.
Etant donné que le courant à travers l'empilement sensible à l'eau 39 est seulement un courant dérivé, une partie seulement du contenu en solides sera filtrée par lui. Le restant des particules solides dans le courant principal de liquide, comprenant celles renvoyées dans le courant par balayage inverse de l'empilement sensible à l'eau, sera filtré par un filtre principal situé plus en aval dans le courant principal. Ce filtre peut également être du type sensible à l'eau., Cependant, l'empilement 39 absorbera une certaine partie de la teneur en eau et,
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avant que le restant puisse .affecter de manière apprécia- ble le filtre principal, il aura actionné le dispositif soupape ou le dispositif avertisseur ainsi commandé, servant ainsi de moyen de protection pour le* filtre prin- cipal.
Si l'on doit employer un filtre principal pour filtrer les particules solides et absorber l'eau, les feuillets de papier étant du genre à propriété de gonfle- ment minimum pour une absorption d'eau donnée, on peut employer un dispositif suivant l'invention alternativement ou supplémentairement en aval du filtre principal pour donner un avertissement au cas où ce dernier laisse passer de l'eau. La soupape 37 se comportera également comme un dispositif de sécurité au cas où l'appareillage est assemblé sans que l'on ait mis en position les empi- lements sensibles à l'eau 39. Dans un cas pareil la sou- pape .37 se fermerait et causerait l'arrêt complet du courant.
L'invention a une application particulière en rapport avec l'approvisionnement en combustible pour avion. En vue d'empêcher les difficultés de fonctionnement dans les unités de propulsion d'avion, il est essentiel que la teneur en eau du combustible soit réduite à une valeur très basse, bien que le combustible à pomper à partir des réservoirs,pipelines ou wagons-citernes de réapprovision- nement puisse contenir de l'eau au-dessus de la limite .acceptable. On peut efficacement enlever cette eau par des filtres connus du genre consistant en des empilements comprimés de disques, maisjusqu'ici on n'avait pas prévu de moyens pour stopper automatiquement 1* opération lors- que les empilements deviennent satures.
On obvie à cet inconvénient par la présente invention, laquelle assure la détection de la présence des plus faibles traces d'eau' et arrête aussi l'écoulement de combustible, entièrement
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et automatiquement, si un papprovisonnement de combustible vient à se contaminer à un degteanormal avec de l'eau.