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La présente invention se rapporte à une disposition de Mesure et d'indication à distance du niveau de liquides emmagasines dans des réservoirs industriels 'sous pression ou ouverts à l'air libre.
Il existe déjà plusieurs appareils pour la mesure et l'indication à distance du niveau de liquides dans des réservoirs industriels. Cependant, tous les appareils connus présentent des inconv nients.
Il existe par exemple un type d'appareil de mesure atilicant un flotteur accouplé à une chaîne ou à un ruban,
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flotteur dont les variations de niveau provoquent des déplacements verticaux qui sont transformés par un organe mécanique en vue d'obtenir une indication à l'extérieur du réservoir. Une transmission a distance, le plus souvent par l'intermédiaire d'un système électrique, utilise ce déplacement mécanique pour commander une résistance variable. L'appareil d'indication à distance est un galvanomètre monté dans le circuit de cette résistance variable.
Cet appareil présente les inconvénients suivants : la chaîne ou la ruban sont des organes fragiles. Il est nécessaire d'en compenser le poids par un contrepoids, et en outre le poids du brin du côte du contrepoids, dont la longueur est variable, fausse la mesure si on ne prend pas la précaution de le compenser par des moyens généralement compliqués.
Dans les réservoirs sous pression, la sortie du mouvement vers l'extérieur pose des problèmes de bourrage, du fait que ceux-ci, dans un appareil à fonctionnement exact, ne peuvent provoquer des frottements entravant le déplacement,tout en devant assurer une étanchéité parfaite.
En outre la limitation du cadran de lecture des appareils indicateurs à distance, cadran qui est généralement très petit par rapport à la hauteur du réservoir, donne une précision de lecture assez faible, sans tenir compte du fait que les galvanomètres les meilleurs ont une précision qui ne dépasse pas plus ou moins 1,5%.
Enfin il y a le danger de transmissions électriques dans les atmosphères explosives.
Les appareils de mesure à système pneumatique à barbotage font appel à un tube plongeur qui est introduit dans le réservoir, tandis que de l'air comprimé, ou tout autre gaz sous pression, est envoyé dans ce tube sous un très faible débit (quelques bulles par minute).Au moment où les bulles s'échangent, l'air ou le gaz à l'intérieur du tube est à la pression de la
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colon..e de liquide qui surmonte l'air ou le gaz. Si cette colonne de liquide se trouve dans un réservoir sous pression, la pression intér eure du réservoir doit être retranchée de la pression de l'air ou du gaz dans le tube 'pour obtenir la pression proprement dite résultant de la col'onne .de.liquide uniquement.
L'inconvénient de' cet 'appareil réside dans le fait au'il est nécessaire d'introduire'un,fluide étranger dans le réservoir, ce qui souvent n'est pas souhaitable; ce système nécessite une consommation continue de fluide comprimé. En outre, dans les réservoirs sous pression, il faut employer un appareil manomé- trique de lecture du type différentiel, .pour tenir compte de la pression au-dessus du liquide. Enfin, des quantités de vapeur parfois considérables sont entraînées dans la tuyauterie de prise de pression de l'atmosphère qui surmonte le liquide, et en s'y condensant provoquent des erreurs de lecture.
Dans les appareils à système hydraulique à pressions directes, un appareil de mesure de pression différentielle est relié directement à la partie inférieure et à la partie supérieure du'réservoir. La prise d'influence supérieure est soumise à la somme des pressions du liquide et de l'atmosphère qui le surmonte. La prise d'influencé inférieure est reliée au'bas du réservoir.
L'inconvénient de ce système-réside dans le fait que l'indication ne peut être ,donnée qu'aune distance généralement faible du point de mesure, et que la tuyauterie de prise d'influence de la partie supérieure du réservoir, lors de la mesure de fluides'volatils, se remplit de vapeurs condensables.
Ces produits de condensation donnent naissance à une colonne de liquide dans la prise d'influence qui contrebalance en partie la colonne résultant du niveau du liquide et faussent par conséquent ,la mesure d'une manière considérable.' les appareils de mesure à système électrique faisant
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appel aux propriétés physiques. t lies que les variations de
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résiwL:ce ou de capacité ci'urm ::':ullc1e eu fonction des variations de niveau, du liquide, la lecture manque de précision à cause de la ,:S:ï.: 'd,., disproportion entre la hauteur mesurée et 1 longueur de l'échelle des indic#1,i=euz.s à distance. En outre les transmissions électriques présentent des dangers en atmosphère explosive.
La présente invention a pour objet la création d'une disposition de mesure ± distance du niveau des liquides dans les réservoirs industriels qui ne présente pas les inconvénient; précités.
Suivant l'invention, ce but est obtenu par le fait que le niveau du liquide est traduit par la pression d'un gaz comprimé qui équilibre la poussée hydrosta tique du liquide sur un plongeur disposé dans le liquide. La pression du gaz comprimé, lue sur un appareil de mesure disposé à distance, est alors proportionnelle à la hauteur du liquide dans le réservoir. Le gaz s ous pression n'est jamais en contact avec le liquide, Le plongeur placé dans le réservoir de liquide est de section constante et est attaché à une tige qui sort du réservoir à travers un joint élastique et qui est solidaire d'une membrane clôturant une chambre de pression à laquelle aboutissent des conduites d'admission et d'échappement de gaz comprimé.
La tige reliant la membrane au plongeur commande en outre une valve d'admission et une valve d'échappemmetn de gaz comprimé. La tige est soumise à deux forces
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amt¯ç,on.istes, à savoir la moussée d'Archiinède due au liquide déplace par le plongeur dans le réservoir, et à la. pression du gaz comprime au-dessus de la membrane. Tant oue la tige n'occupe pas
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sa positicn d' C11111bre ou nLLztYe, 1 1 lu--rie ou 11 3utre de;: valves d'admission et C.'0C:-12..;.)..-,:::uml-G sont ouvertes. Ce n'3::t que lorsque la Big=- enz 1. d;:=-r 'ja uo'jition dl 6clni-lil)re (l1.:.e les ciew valves sont i'era,'>a5.
Dans ce cas la pression régnant dans la chambre au-dennufj dn 1'--" L:l.Jl,-tJJ:\1.ne es t; p::opo:c Liol1nelle à 1 :a. IJoussè î.1' .ï'GhIaCCLC due au plongeur, donc proportionnelle au niveau du
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lique de dans le réservoir. Cette pression peut donc être lue à distance sur un nanomètre, qui donne'par conséquent des indications du r@veau du liquide dans le réservoir.
D'autres détails et caractéristiques de l'invention sont indiqués dans la description qui va suivre d'une forme de réalisation préférée de la.disposition, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif , avec référence au dessin annexé dans lequel : la figure estune coupe transversale schématique à travers une disposition de mesure surmontant un réservoir industriel.
Dans la. figure, le chiffre de référence 1 désigne le réservoir contenant le liquide 2 dont le niveau doit être mesuré à distance. La base ou fond du réservoir est désigné par 3 tandis que le chiffre.. de référence 4 désigne la paroi supérieure du réservoir 1. Dans ce réservoir est disposé un plongeur 5 à section constante et de forme cylindrique. Ce plongeur, qui occupe presque toute la hauteur du réservoir, est attaché à une tige 6 qui sort du réservoir, par le dessus, par l'intermédiaire d'un fond 7 solidaire d'un soufflet élastique 8 jouant le rôle de joint. Comme le fond 7 est solidaire de la tige et du soufflet, la fermeture est complètement hermétique.
Au-dessus de la paroi supérieure 4 du réservoir, un levier de manoeuvre de valves 9 est articulé en 10 sur la tige 6.
Ce levier 9 peut manoeuvrer des valves 11 ét 12. La valve 11 est une valve d'admission d'air comprimé arrivant par la conduite 13 d uns source quelconque, non représentée, d'air comprimé. Lorsque la valve 11 est ouverte, elle admet l'air comprimé par la, conduite 14 vers une .chambre de pression 15. La valve 12 est une vulve d'échappement d'air comprimé. Lorsqu'elle est ouverte, elle permet que l'air comprimé s'échappe de la chambra de pression 15 par la conduite 16 pour passer à l'atmosphère libre par la conduite 17.
Lorsque le levier de manoeuvre 9 occupe la position
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d'équilibre ou neutre, les deux-valves. 11 et 12 sontfermées.
Sur la tige- 6 est égaloment articulé en 18'un levier 19 monté sur couteaux, -et portant un contrepoids'20. Lorsque le réservoir ne-contient pas de liquide, ce contrepoids 20 équilibre exactement le poids du plongeur. 5', de aorte que le levier 9 occupe sa position, neutre.
La tige 6 est en outre solidaire, '-en' 21, d'une membrane 22 fermant par le.dessous la chambre de -pression 15. La tige 6 traverse cette.-chambre de pression 15' et est solidaire également, à son extrémité supérieure,-en 23, d'un fond 24 @ d'un soufflet élastique 25 surmontant la -chambre de pression 15.
Ce soufflet est disposé dans une cloche 26 en communication avec le réservoir 1 par l'intermédiaire'd'une conduite 27.
Les superficies des fonds. 7 et 24 sont égales, tandis que la superficie de la partie active de la membrane 22 est supérieure à celle du fond 24 du soufflet 25. -
Une conduite d'air comprimé 28 part de la chambre de pression 15 et aboutit à un manomètre(non représenté) disposé à distance.
La chambre 29 disposée au--dessous de la'membrane 22 est à la pression atmosphérique..
La disposition suivant l'invention fonctionne de'la manière suivante :
Dans la position neutre or d'équilibre de la disposition, les deux valves 11 et 12 sont fermées, le levier de manoeuvre 9 n'exerce aucune action sur ces valves et de l'air comprimé ne pénètre dans ni ne sort de la chambre de pression 15 au-dessus de la membrane 22. Dans cette position, la base du- flotteur 5 est distante du fond 3 du réservoir 1 d'une distance correspondant à la course maximum qu'effectue le levier 9 pour ouvrir totalement la valve 12; cette course est d'ailleurs égale à celle nécessaire- pour l'ouverture maximum de la. valve 11, et la somme de ces deux courses est la course maximum que peut effectuer le plongeur 5 avec la tige 6.
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Si la pression dans la chambre de..pression. 15 est égale à la poussée du plongeur provenant de la hauteur du liquide qui l'entoure, le plongeur ne.bouge pas et la pression dans la chambre de pression 15,lue sur'un. dispositif manommétique à distance raccordé à la chambre.15 par la conduite 28, est figurative de la hauteur 'dû-liquide ¯ encourant le plongeur. Si le niveau du liquide vient à monter, la poussée du plongeur 5 sur la membrane 22 devient supérieure à là pression régnant dans la chambre 15 et le plongeur se déplace vers le haut. Ce mouvement provoque 1.' ouverture - de'la - valve d'admission d'air comprimé 11 qui par la conduite 14 admet de l'air comprimé dans la. chambre 15.
La pression dans cette chambre augmente, et lorsque son action dépasse la poussée antagoniste du plongeur, ce dernier redescend et-ferme la valve 11. La descente du plongeur provoque une légère augmentation de poussée due à l'immersion d'une portion un peu plus grande du plongeur 5 ; aumoment où cette augmentation arrive à'compenser l'augmentation de pression dans la chambre 15, qui avait repoussé le plongeur vers le bas, le plongeur s'arrête. A ce moment, la .pression dans la chambre 15 est devenue figurative de la nouvelle hauteur atteinte par le liquide.
Inversement,'si après un état d'équilibre, une baisse du niveau du liquide survient, la plongeur descend et ouvre la valve 12. Une partie de l'air comprimé de la, chambre 15 s'échappe à l'atmosphère. La membrane 22 est décomprimée et le plongeur remonte en fermant la valve '12, En remontant, la poussée du plongeur diminue et un nouvel état d'équilibre est atteint. 'A ce moment, la nouvelle pression régnant dans la chambre de pression équilibre la nouvelle valeur de la poussée corres- pondant à la hauteur du liquide dans le réservoir.
La disposition nécessite une source d'air comprimé à uns pression toujours supérieure à la pression maximum requise pour équilibrer le plongeur, c'est-à-dire à celle qui est
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nécessaire pour équilibrer la..poussée du plongeur' due.'au remplissage duréservoir à sa hauteur maximum. Toutefois l'air comprimé n'est consommé au'au moment de la-variation du niveau du liquide.
Si le réservoir est sous pression, la conduite 27 fait régner la pression du gaz surmontant le liquide dans la cloche 26 qui surmonte la chambre de pression 15. Les fonds 7 et 24 des soufflets 8 et 25 ont une superficie égale, de sorte que l'influence de la pression du gaz surmontant le liquide sur la tige 6 est annulée.
Il est bien entendu que la forme de réalisation décrite ci-dessus n'est donnée qu' à titre- d'exemple, et que d'autres formes de réalisation, appliquant le principe de la présente invention, peuvent être imaginées par les hommes .de métier.
REVENDICATIONS
1. Disposition pour la mesure à distance du niveau d'un liquide dans des réservoirs industriels, caractérisée en ce que le niveau du liquide est traduit par la pression d'un gaz comprimé qui équilibre la poussée hydrostatique du licuide , sur un plongeur placé dans le liquide.