CH194382A - Dispositif hydraulique à flotteur, sensible à de petites variations de niveau. - Google Patents

Dispositif hydraulique à flotteur, sensible à de petites variations de niveau.

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CH194382A
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Piccard-Pictet Neyret-Beylier
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Neyret Beylier & Piccard Picte
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Description


  Dispositif hydraulique à     flotteur,    sensible à de petites variations de niveau.    La présente invention a pour but la réali  sation de dispositifs hydrauliques à flotteur,  sensibles à de     petites    variations de niveau et  applicables en particulier dans les canaux       ouverts    et les,     conduits    d'irrigation par exem  ple, et     destinés    à     permettre    par exemple des  indications de niveau, des détections de va  riations de niveau, ou soit directement, soit  par l'intermédiaire d'organes de régulation  appropriés, le maintien d'un niveau ou d'un  débit constant ou variable entre des limites  prédéterminées.  



  La     présente    invention a pour objet un       dispositif    hydraulique à     flotteur,    sensible à       .de    petites     variations    de niveau, caractérisé  par une combinaison d'un flotteur oscillant  à immersion variable, et d'au moins un or  gane exerçant un couple antagoniste à celui  dudit     flotteur.     



  Les     fig.    2 à 17 du     dessin    annexé repré  sentent, à titre d'exemple,     quelques    formes  d'exécution et applications .du dispositif sui  vant la revendication.         La        fig.    1 montre schématiquement le       fonctionnement    d'un flotteur ordinaire;  La     fig.    2     représente    un dispositif établi       conformément    à l'invention, en équilibre in  différent, et pour lequel le niveau critique       passe    par l'axe d'oscillation, le couple opposé  .à celui :du flotteur étant dû à un poids;

    La     fig.    3     représente    un     dispositif    analo  gue à celui qui est montré à la     fig.    2, le  couple     antagoniste    étant dû à une capacité  immergée;  La     fig.    4     représente    un dispositif analo  gue à celui qui est montré à la     fig.    2, le  couple antagoniste étant dû à un ressort  spiral;

    La     fig.    5 représente un     dispositif    ana  logue à celui montré dans les     fig.    2, 3 et 4,  mais     susceptible    d'une     course    .d'amplitude  double, du fait que les deux couples anta  gonistes     s'exercent    -dans. des sens. différents  selon que     l'ensemble    du dispositif est situé      dans la première ou la seconde     moitié    ,de sa  course totale;

    La     fig.    6     montre    un     dispositif    analogue  à celui montré à la     fig.    2, mais dans lequel  le niveau critique est supérieur au plan de  l'axe;  La     fig.    7     représente    un dispositif ana  <B>l</B>     ôgue    à celui montré à la     fig.    2, mais non  en équilibre indifférent, .et susceptible de  fonctionner avec un décrément positif ou né  gatif;

   dans cette figure, le dispositif est éga  lement montré pourvu d'un organe amortis  seur     d'oscillation;     La     fig.    8 représente une réalisation cir  culaire ou en tambour du dispositif objet -de       l'invention,    fonctionnant également avec ren  versement du sens     -des    deux couples antago  nistes, comme il en est à la     fig.    5, et assu  rant également un amortissement     des    oscilla  tions;

    La     fig.    9 représente une vanne oscillante  fonctionnant suivant un     principe    analogue à  celui des dispositifs     précédents;     La     fig.    10 représente de face     l'obturateur     d'une vanne du type de celle montrée à la       fig.    9, fonctionnant en     combinaison    avec un  canal ouvert de section évasée;  La     fig.    11 représente une     vanne    oscillante  avec une évacuation aval en     conduite    fermée,  l'amont étant à l'air libre;

    La     fig.    12 représente l'application d'une  vanne oscillante suivant     fig.    10, en cas de  dénivellation importante entre amont et aval,  l'installation représentée assurant le niveau  constant en amont;  La     fig.    13 représente une vanne analogue  à celle montrée à la     fig.    11, mais dans la  quelle le flotteur et la vanne se trouvent       situés    de part et d'autre de l'axe d'oscilla  tion, l'installation représentée assurant le ni  veau constant en aval;  La     fig.    14 représente un dispositif établi       conformément    à l'invention, dans une appli  cation     particulière    à un bac à niveau cons  tant;

    La     fig.    15     montre    schématiquement, en    plan, le mode d'utilisation .de     vannes    de ré  glage de niveau amont, dans un système de  prises d'irrigation;  La     fig.    16 est une vue en élévation de  l'installation montrée à la     fig.    15;  La     fig.    17 représente     schématiquement,     en coupe longitudinale, un canal divisé en       tronçons    dont chacun est commandé par une  vanne     oscillante.     



  Les flotteurs     utilisés    habituellement pour  détecter des variations de niveau sont à im  mersion quasi     constante,    la variation d'im  mersion ne provenant que de l'effort -de ma  noeuvre     nécessaire    pour déplacer les appareils  commandés et vaincre     les        frottements    de la       transmission.     



  Un tel flotteur est représenté     fig.    1. Pour  une variation de niveau H, le déplacement  du flotteur est, dans les conditions     optima,     de H; quand il s'agit de commander des ap  pareils avec -de très faibles variations -de ni  veau, on est donc obligé de donner au flot  teur -de grandes dimensions pour     obtenir    le  travail disponible nécessaire pour faire par  courir aux appareils commandés leur course  utile.  



  A     titre    d'exemple, on a représenté à la       fig.    2 un     dispositif    comprenant le     flotteur     proprement dit     F,    porté par un bras     W,    oscil  lant     autour    de l'axe 0; le volume du flot  teur est limité par deux parois cylindriques       C',        CZ    d'axe 0, par deux faces     latérales     planes perpendiculaires à l'axe 0 et par un  fond plat A dont le plan X passe par l'axe.  



  Un couple antagoniste est créé par un  contrepoids P porté par un bras     Bz,    et situé  de telle façon que le centre de     gravité    G de  l'ensemble de l'appareil se trouve sur     une    per  pendiculaire au plan X passant par 0.  



  Quand on enfonce le, flotteur en le fai  sant     tourner    autour de son axe 0, le couple  correspondant à la poussée d'Archimède sur  le flotteur augmente, mais le couple antago  niste augmente également. On peut établir  l'appareil de façon que les deux couples oppo  sés soient égaux pour toutes ses positions  quand le niveau passe par l'axe.      Pour un appareil établi dans ces condi  tions, si le niveau monte légèrement, le couple  appliqué au flotteur l'emporte et l'appareil  tourne jusqu'à ce que la face A du flotteur  vienne affleurer la surface de l'eau.  



  Si, au contraire, le niveau vient à baisser  au-dessous de l'axe, le couple antagoniste  l'emporte, et l'appareil tourne de toute sa  course possible, cette course pouvant être  limitée au moyen d'une butée ou d'un flot  teur supplémentaire f     (fig.    2). Dans le cas  de la fi-. 2, cette course sera au maximum  d'un angle droit.  



  La     variation    de niveau H nécessaire pour  faire tourner l'appareil, dans un sens ou dans  l'autre, suivant le sens. de la variation de  niveau par rapport à l'axe, devra être suffi  sante pour vaincre l'effort de     manoeuvre    des  appareils commandés et les frottements. La  course utile étant beaucoup plus grande que  celle du flotteur de la     fig.    1, le travail dis  ponible pour une. même variation de niveau  et un flotteur de même section sera considé  rablement plus grand.  



  On voit donc qu'il suffit que le niveau  varie d'une très petite quantité H, au-dessus  ou au-dessous du niveau de l'axe, pour que  l'appareil fasse toute sa course. Le niveau de  l'axe est donc un niveau critique.  



  Dans l'exemple de la     fig.    2, le couple       antagoniste    résulte de l'action d'un contre  poids. Sans sortir du cadre de l'invention, on  peut réaliser le couple antagoniste conjugué  de toute autre manière appropriée.  



  A titre d'exemple, on a représenté à la  fi-. 3 un appareil où le couple antagoniste  est obtenu par l'effet de la poussée de l'eau  sur un corps complètement immergé M; c'est  donc ici le poids d'eau déplacé par M qui  joue le rôle du contrepoids de l'exemple de  la     fig.    2. On voit que le corps M est monté  réglable sur son levier pour pouvoir modifier  le couple antagoniste.  



  On a montré à la     fig.    4 un appareil où  le couple antagoniste est réalisé au moyen  d'un ressort spiral     S    attaché, d'une part, à  l'ensemble mobile et, d'autre part, à un point  fixe N, la forme du flotteur étant calculée    pour correspondre à la loi de variation du  couple antagoniste du ressort avec l'angle.  



  La forme du flotteur décrite dans l'exem  ple de la     fig.    2 n'est pas la seule possible; il  suffit que la loi de     variation    du couple appli  qué au     flotteur    soit convenablement conju  guée avec la loi de     variation    du couple anta  goniste pour obtenir l'effet désiré, ce qui per  met bien des     variantes    de réalisation.  



  On a représenté à la     fig.    5 un flotteur où  les parois cylindriques     C',        CZ    et les faces  latérales ont été prolongées au-dessous du  fond A, pour former un caisson E à orifice  inférieur rectangulaire R par où l'eau accède  à la face<I>A</I> en remplissant le caisson<I>D</I> ainsi  formé.  



  Les prolongements des parois     étant    très  minces n'introduisent pas de couples supplé  mentaires appréciables, et l'appareil peut  fonctionner comme celui de la     fig.    2 quand  la face A est plus bas que le niveau.  



  Au cours de l'oscillation de l'ensemble, la  face active A du     flotteur        F    peut monter plus  haut que le niveau, en aspirant de l'eau dans  le caisson E.<I>La</I>     face   <I>A</I> se trouve     alors    en  dépression, et le couple dû à l'ensemble  flotteur-caisson est changé de signe. Le couple  dû au poids de l'appareil est lui aussi changé  de signe,     puisque    le centre de     gravité    G est  passé -de l'autre côté -de     1a    verticale de l'axe.  L'équilibre est donc toujours possible.  



  De cette façon, la course utile du     flotteur     peut être portée à environ deux angles droits.  A fin de course,     l'orifice    R se découvre et le  caisson E se vide     brusquement;    cet effet peut  être utilisé dans certains appareils, ce qui  permet de disposer intégralement du     côuple     antagoniste. Dans d'autres cas, on peut éviter  cet effet au moyen d'une butée limitant la  course, ou tout autre dispositif     produisant    le       même    effet.  



  Le niveau critique des appareils décrits  en référence aux     fig.    2, 3, 4 et 5 est le niveau  de l'axe de rotation. On peut réaliser un ap  pareil dont le niveau critique soit différent  de celui de     l'a-xe.    A titre     d'exemple,    on a  représenté,     fig.    6, un appareil suivant l'in  vention qui n'est autre que celui de la     fig.    2      auquel on a adjoint un contrepoids supplé  mentaire p suspendu par un câble à un tam  bour T solidaire de l'appareil et     casé    sur l'axe.  



  Si le contrepoids p est disposé du même  côté que le flotteur, comme représenté, le nou  veau niveau critique est au-dessus de l'axe;  si le     -contrepoids    p     eàtdisposé    -de     l'autre     côté, le nouveau niveau est plus bas que l'axe.  On peut régler le niveau en changeant le  poids<I>p</I> ou le diamètre du tambour<I>T.</I>  



  On peut obtenir le même résultat sans       introduire    d'erreur importante en remplaçant  le     contrepoids   <I>p</I> et son tambour<I>T</I> par une  masse     additionnelle        V        (fig:    6) fixée à l'ap  pareil et passant par l'horizontale de l'axe  dans la     position    moyenne. Ceci revient à dé  placer le centre de gravité de G en G'.

   On  peut     calculer        ;la        position    de G' et le poids       total    de     l'appareil    de telle façon que le nou  veau niveau critique reste sensiblement le  même pour toutes les positions de l'appareil.  En rendant la masse     additionnelle        V    coulis  sante sur une barre rectiligne passant par  l'axe, on peut disposer d'un moyen simple  dé réglage de niveau critique.  



  Dans certains cas,     il    peut être commode  de changer le     niveau    critique à distance; la  masse     V    peut alors être commandée électri  quement par exemple.  



  On a représenté à la     fig:    7 un appareil  analogue à     celui    de la     fig.    2, mais où le     bras          BZ        portant    le poids P ne passe pas par l'axe  O et se trouve     vertical    dans la position re  présentée.  



  Dans     cette    position, si l'on déplace le  poids de P en P', le centre de gravité de l'en  semble se déplace     verticalement    de G en G',  et le couple -dû au poids total appliqué en G'  reste le même que quand     il    était appliqué  en G. Si toutefois on fait tourner l'appareil  dans le sens qui enfonce le     flotteur,    le niveau  étant à l'axe, le couple -dû au flotteur sera le  même que dans le cas de la     fig.    2,     alors    que  le couple dû au poids sera visiblement plus  petit. Le     flotteur    l'emportera donc et ramè  nera l'appareil à la position de la     fig.    7, où  l'équilibre est réalisé.

      Pour obtenir     l'équilibre    pour une position  plus basse du flotteur, il faut     diminuer    le  couple du     flotteur,    et par conséquent abaisser  le niveau.  



  On voit donc que l'appareil de la     fig.    7,  avec son poids décalé en P', a une position  d'équilibre différente pour chaque niveau, et  n'est plus en équilibre indifférent à un niveau  déterminé. La position de l'appareil étant  liée au niveau, on peut utiliser cette propriété  pour transmettre à distance des variations de  niveau, ou actionner des appareils dont la  position doit dépendre du niveau et doit va  rier régulièrement avec     celui-ci.     



  On appellera "décrément" de l'appareil la  variation de niveau pour laquelle il fait toute  sa course     utile.     



  Suivant que G' sera au-dessus ou au  dessous de G, le décrément changera de signe.       Il    est     évidemment    réglable en déplaçant P.  



  La possibilité de régler le niveau critique  comme il a été montré     fig.    6, ou de créer  un décrément réglable suivant     fig.    7,     est    évi  demment également possible dans le cas où  le couple     antagoniste    conjugué est réalisé par  un corps immergé, un     ressort,    etc.; il suffit  de conjuguer convenablement les lois de va  riation du couple du flotteur et du couple  antagoniste.  



  On a représenté à la     fig.    8 un appareil  muni .d'un dispositif amortisseur des oscilla  tions.     Il    se compose d'un tambour     creux    dont  une partie     F,    formant un compartiment étan  che, joue le rôle de flotteur grâce aux cloi  sons d'étanchéité Ci,     CZ.    L'eau peut pénétrer  dans l'intérieur du tambour par l'orifice b  et agir ainsi sur la cloison     C''';

      l'air passe par  l'orifice<I>a.</I>     L'orifice   <I>a</I> est ainsi placé par  rapport à l'orifice b, que le premier peut se  substituer au second, à une certaine position  angulaire de l'ensemble, pour     permettre    au  dispositif de travailler avec un couple inversé.  Les     orifices    a et b sont calculés de façon à  ralentir suffisamment les échanges par b,  si bien que, lorsque le niveau extérieur oscille,  le tambour se met à la position correspondant  au niveau moyen. L'appareil de la     fig.    8  peut fonctionner comme celui de la     fig.    5.

        Le contrepoids P est calculé de manière à  donner tel décrément que l'on veut, corres  pondant à la course totale utile qui est voi  sine de deux angles droits.  



  Cet appareil peut servir à la mesure des  niveaux ou à la commande d'appareils divers.  Bien entendu, sans sortir du cadre de l'in  vention, on peut utiliser tout autre dispositif  amortisseur approprié. A titre d'exemple, on  a représenté en     fig.    7 une palette     amortis-          seuse    D qui se révèle particulièrement effi  cace et simple.  



  Les     appareils.    du genre de ceux décrits  aux     fig.    7 et 8 peuvent servir à commander  le limiteur d'ouverture d'une turbine hydrau  lique, ou tout autre organe approprié du ré  gulateur de cette machine, de façon que le  niveau amont reste entre des limites impo  sées qui correspondront au décrément de l'ap  pareil.  



  La commande peut être réalisée directe  ment par des moyens mécaniques, axes, câbles,  etc. ou par l'intermédiaire d'une commande  à distance, électrique, pneumatique, hydrau  lique ou autre, d'un type connu.  



  De la même façon, les appareils suivant  l'invention peuvent commander des vannes  régulatrices de niveau, actionnées par servo  moteur. Dans ce cas, l'appareil de commande  sera placé     -dans    le bassin dont le niveau doit  être réglé, ou dans tout autre puits ou bassin  communiquant; il commandera     directement     ou au moyen de relais le distributeur des  servomoteurs des vannes.  



  La source d'énergie du servomoteur est  indifférente quant à l'objet de l'invention, qui  peut s'adapter à tous les types connus de  vannes automatiques de réglage de niveau à  servomoteur.  



  L'appareil suivant l'invention peut aussi  être utilisé à la commande directe de vannes  automatiques     'Vans    relais ni servomoteurs.  La vanne doit être alors d'un type rotatif  ou oscillant, quasi équilibré, et montée direc  tement sur l'arbre de l'appareil qui se trouve,  par exemple, dans un puits latéral au pertuis  de la vanne, puits communiquant. avec le  côté de la vanne où le niveau doit être réglé.    Au lieu de disposer l'appareil de commande  dans un puits latéral, il est souvent commode  d'incorporer l'appareil suivant l'invention à  la vanne même, dont il fait alors partie inté  grante.  



  A     titre    d'exemple, on a représenté à la       fig.    9 une vanne automatique destinée à ré  gler à niveau constant la partie amont du  canal dans lequel la vanne est placée.  



  La vanne est du type à     secteur    tournant  autour d'un axe 0. Le tablier de la     vanne     est réalisé au moyen du flotteur F de com  mande à immersion variable, dont la paroi     Cz     a été prolongée latéralement et par-dessous,  de manière à s'adapter exactement aux parois  du canal, dans la position fermée.  



  Grâce au prolongement     K    de la paroi C2,  la face A du     flotteur    se trouve dans une zone  d'eau morte où la pression est sensiblement  la pression moyenne amont; la paroi     C2    étant  cylindrique et d'axe 0, le niveau aval ne  peut créer aucun couple.  



  Outre le contrepoids principal P, la vanne  peut être munie de deux masses réglables     Vl     et     V2.    L'ensemble de ces contrepoids et du  poids de la vanne réalise le couple antago  niste opposé à celui du flotteur.  



  La masse     Yl    peut servir à changer le ni  veau critique de réglage, comme il a été vu  dans la description de la fi-. 6.  



  La,     masee        VZ    peut servir à .créer un décré  ment de niveau dans un sens ou dans     l'autre,     ou au contraire à corriger un décrément exis  tant, par suite d'une malfaçon de la     vanne,     ou pour toute autre raison.  



  Quand le débit amont varie, le niveau  amont tend à     varier,    ce qui rompt l'équilibre  de la vanne: celle-ci se déplace alors dans  le sens qui     rétablit    le niveau. Pour un .débit  donné, la vanne ne peut avoir qu'une posi  tion d'équilibre, c'est celle qui donne à la  vanne l'ouverture nécessaire pour laisser pas  ser le débit venant de l'amont en maintenant  le niveau à la cote fixe.

       Le    dispositif de  commande     étant    réglé comme     darse    le cas     @de     la     fig.    2, la vanne n'est plus en équilibre  indifférent en toute position, comme ce serait      le cas     -ën    eau dormante, mais à sa position  asservie au débit.  



       Ira        position    -de la vanne     se    trouve donc  liée au débit, et la vanne peut régler à ni  veau     constant    quand le débit     varie    de zéro à  la valeur maximum dont le canal est capable.  La vanne est également stable si l'on intro  duit un décrément -de niveau, décrément qui  est alors lié au débit. On dit que le décré  ment est positif quand le niveau     monte    avec  le     débit,        et.qu'il    est négatif dans le cas con  traire.  



  La vanne peut ainsi fonctionner avec un  décrément positif ou négatif. La réalisation  d'un fonctionnement stable avec décrément       négatif,    jugée     impossible    avec les types con  nus de vannes automatiques, est susceptible  d'applications     industrielles    intéressantes,  comme il sera indiqué ci-après.  



  On a représenté à la     fig.    10 une vanne  vue de face, .du type de     celle    montrée à la       fig.    9,     agissant    dans un canal ouvert a parois,  évasées.  



       Le    canal étant de section semi-circulaire,  la     face        CZ    a été prolongée comme il a été dit       plus    haut. Avec     cette    disposition, on voit que,  dès que la vanne est     ouverte,    elle laisse un  jeu important     j    entre son contour extérieur  et les parois du canal; il en     résulte    que les       frottements    ne sont pas à craindre, et que la       sensibilité    de la vanne est très grande.  



  Dans la position fermée, la vanne pour  rait avoir     tendance    à se coincer; tout au  moins, les     frottements    sur les parois devien  nent de     toute        façon    importants. Le flotteur  supplémentaire f     (fig.    '9) a été prévu de  façon à décoller la vanne au -départ. Comme  il sort     aussitôt    de l'eau, il n'introduit pas  d'erreur dans le réglage automatique.  



  La vanne a été représentée     fig.    9 avec son  axe à l'aval; sans sortir du cadre de l'in  vention, on     peut    aussi disposer l'axe à  l'amont, ce qui revient, sur la     fig.    9, à per  muter     les        niveaux    amont et aval. Dans ce  cas, c'est la paroi     C'    qu'il faut prolonger au  lieu de     C,    de façon que le flotteur f soit  disposé 'du côté du pivot o.

      <B>lino</B>     vanne    telle que celle qui est repré  sentée à la     fig.    9 créée une     perte    de charge  très faible au débit maximum, car alors la  face A du     flotteur    affleure le niveau, et  seule la partie     K    de la paroi     CZ    trempe en  core .dans l'eau.  



  Si,     exceptionnellement,    le débit dépassait  la valeur maximum prévue, la vanne conti  nuerait à lever sans introduire de perte de  charge supplémentaire.  



  On pourrait d'ailleurs. réaliser une perte  de charge rigoureusement nulle à plein débit  en commandant la vanne à secteur par un  flotteur conjugué, monté dans un puits laté  ral, comme il a été dit plus haut.     Cette    com  plication sera généralement inutile dans les  canaux à faible pente tel que celui repré  sent6 à la     fig.        1,0,        car,    dans ce cas, les, vi  tesses sous la vanne sont     assez    faibles pour  que le prolongement     K    -de la paroi     CZ    n'ait  pas besoin     d'être    très long pour que la pres  sion sur la face A soit pratiquement égale  à la pression amont.  



  Quand l'aval est à     forte        pente,    les:     vitesses     seront plus     grandes    et il sera     nécessaire    de  disposer d'un prolongement     K    plus long pour  ne pas     introduire    d'erreurs, ou de compenser  ces erreurs par le réglage approprié de la  masse     Y'.     



  On a représenté à la     fig.    11 une vanne  de réglage ,de niveau amont, le départ aval  ayant lieu en conduite fermée. Le fonction  nement     est    analogue à celui de la vanne re  présentée     fig.    9. On a indiqué une cloison  fixe ou écran L     destinée    à éviter de     trop     grandes vitesses près de la face A du flot  teur; celui-ci peut être muni d'une     palette          amortisseuse   <B>D</B>, comme il a été déjà vu     fig.    7.  



  On peut -disposer des tôles de renfort U  si cela est nécessaire, à condition qu'elles  soient assez minces pour ne pas introduire  d'erreur appréciable ou que cette erreur soit  compensée     exactement    dans le calcul -du flot  teur. La cloison L devra naturellement être  pourvue des     fentes        nécessaires    au passage     des     renforts U.  



  On a     représenté    à la     fig.    12 une vanne  de réglage de     niveau    amont, où le niveau à      régler est considérablement plus haut que  l'axe de la vanne; dans ce cas, il peut être  commode d'amener le liquide à la vanne par  une embouchure, ou même une     conduite.     



  La cloison Q est fixe, ainsi que la cloi  son L,     cette    dernière étant destinée à réduire  les vitesses sur la     face    A du     flotteur.    Le  fonctionnement se fait de la même façon que  pour     les    vannes.     précéd        emmment    décrites.  



  On a représenté     fig.    13 une vanne .desti  née à régler     automatiquement    un niveau aval,  l'eau arrivant, dans le cas considéré, par une  conduite. On voit que, quand le niveau monte,  le flotteur fait aussitôt fermer la vanne     C3     qui, ici, se trouve de l'autre côté de l'axe 0  par rapport au flotteur     F.    Le .débit dimi  nuant, le niveau revient à la     cote    normale.  



  La vanne     peut    être     construite    comme ré  glant à niveau exactement constant, ou avec  tel décrément que l'on veut. Ces éléments,  niveau -de réglage ou décrément, étant d'ail  leurs réglables comme dans le cas des vannes  à réglage de niveau amont précédemment       décrites.     



  Si le débit s'écoule à l'aval par un orifice  ou un déversoir, le niveau étant maintenu  constant par la vanne,<B>le</B> débit est lui-même  constant. On voit donc que la vanne de ré  glage -de niveau aval peut     être    utilisée pour  régler à débit constant. Ceci peut être utilisé  dans les     restitutions    à -débit constant de bar  rages en rivière, les prises d'eau     d'irrigation,     les alimentations de filtres. -à sables, etc.  



  La     fig.    14 représente un     flotteur    oscil  lant     F    à couple antagoniste suivant l'inven  tion, utilisé pour maintenir constant le ni  veau dans un bac Y se vidant par un petit  orifice, le débit de cet orifice étant ainsi  rendu constant.  



  L'appareil est réglé, comme celui .de la       fig.    2, pour être en équilibre indifférent  quand le     niveau    est à une cote critique, celle  de l'axe par exemple.     Le    volume du     flotteur     constituant une fraction     importante    de la ca  pacité du bac, on ne saurait     déplacer    le flot  teur sans changer le niveau.

   On voit donc  que le     flotteur        réglera    le niveau     constant    en       s'enfonçant    progressivement .dans le bac de    manière     @à        compenser    exactement le débit de  l'orifice. Grâce à     cette        disposition,    un débit  intermittent provenant du robinet R peut  être rendu     constant    à l'orifice de sortie du  bac. La position du flotteur, étant liée à la  quantité de liquide dans le bac, peut servir  à indiquer cette quantité.

   Quand le flotteur  arrive à fin de course     vers    le bas, il cesse de  régler, il faut alors ouvrir le robinet     B    pour  faire le plein et il faut     ensuite    le refermer  quand le flotteur arrive à fin de course vers  le haut.     Cette        manaeuvre    !de fin de course  peut être commandée par le flotteur     lui-          même,    par des procédés connus. En mesurant  le temps     mis    par le flotteur pour parcourir  une fraction ou la totalité de sa course vers  le bas, on peut étalonner     l'orifice    de vidange  du bac.  



  On a représenté aux     fig.    15 et<B>16,</B> en plan  et en élévation, un schéma d'utilisation d'une  vanne -de réglage de niveau amont dans un  système .de     prises    d'irrigation.  



       Les    prises ont été réalisées sur le canal  amont au moyen d'orifices     Z',        ZZ,        Z3    débitant  dans des canaux latéraux. L'emplacement -de  la vanne de réglage est marqué W.

   Par suite  des pertes -de charge, la pente superficielle  du canal varie avec le débit, et l'on voit que,  pour que l'erreur dans le réglage du niveau  de la prise     Z3    ne soit pas trop grande, il  faut     consentir    une légère     erreur    de signe  contraire à la prise     Zl.        Dans,    ce<I>cm,</I> le ni  veau s'établira suivant     SI    à plein débit et  suivant     S2    à petit débit.  



  Quand on dispose d'un canal d'amenée  d'une assez grande longueur, comme on l'a  conventionnellement représenté à la     fig.    17,  et par suite de la pente nécessaire à l'écou  lement, le niveau à débit nul se tiendra en     S ,     de telle façon que le canal sera presque vide  vers l'amont.     ,Si    l'on veut     utiliser    la capacité  d'accumulation -du canal, on peut disposer  de vannes de réglage de niveau en     -des:

      points       Wi,        WZ,        W3,        W4,    et le niveau     ià    débit nul  s'établira alors en échelons,     permettant    d'uti  liser convenablement la capacité de débit du  canal. Suivant le mode d'application prévu,  il pourra être plus commode d'utiliser soit      des     vannes    de réglage de niveau aval, soit  des vannes de réglage de niveau amont, les  premières     étant        employées    quand on règle  le débit, à l'extrémité aval du canal, et les  secondes quand on règle le débit à l'origine  amont du canal.  



  Des dispositifs de réglage     @à    distance du  niveau pourront être utilisés pour comman  der simultanément les vannes     W',        W2,        W3,          W4,    etc., et de     cette    façon     permettre    des dé  marrages rapides et des arrêts rapides de  l'écoulement dans le canal.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Dispositif hydraulique à flotteur, sensi ble à de petites variations de niveau, carac térisé par une combinaison d'un flotteur oscillant à immersion variable, et d'au moins un organe exerçant un couple antagoniste à celui dudit flotteur.
    SOUS-REVENDICATIONS 1 Dispositif suivant la revendication, carac térisé en ce que la combinaison d'un flot-, teur oscillant à immersion variable, et d'au moins un organe exerçant un couple antagoniste à celui dudit flotteur, .est telle que l'ensemble se trouve en équilibre indifférent pour un niveau critique dé- terminé. 2 Dispositif suivant la revendication et la sous-revendication 1,
    caractérisé en ce que l'organe créateur du couple antago niste est constitué par un contrepoids -de position réglable monté sur un bras de levier calé sur l'axe d'oscillation du flot teur. 8 Dispositif suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que l'organe créateur du couple antagoniste est réglable et est constitué par une ca pacité immergée, de position réglable, montée sur un levier calé sur l'axe d'oscil lation -du flotteur.
    4 Dispositif suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en<B>ce</B> que l'organe créateur du couple antagoniste est constitué -par un ressort spiral, dont une extrémité est figée à l'axe d'oscilla tion du flotteur, et l'autre extrémité à un point fixe extérieur au dispositif. 5 Dispositif suivant la revendication et la sous-revendication 1,
    caractérisé en ce qu'en vue d'augmenter sa coursa utile, le flotteur oscillant est prolongé vers le bas par un caisson étanche, mais ouvert à son extrémité inférieure normalement immer gée. 6 Dispositif suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un élément permettant .de régler la position de son niveau critique.
    7 Dispositif suivant la revendication et les sous-revendications 1 et 6, caractérisé en ce que l'élément permettant de régler la position de son niveau critique est un contrepoids agissant sur un levier calé sur l'axe d'oscillation du flotteur. 8 Dispositif suivant la revendication, carac térisé en ce que le flotteur -est chargé d'une masse réglable, mobile radialement par rapport à l'axe d'oscillation.
    9 Dispositif suivant la revendication, carac térisé en ce qu'en vue -de régler la posi tion de son niveau critique, il comporte un dispositif supplémentaire créant un couple additionnel de façon à élever ou abaisser le centre de gravité .de l'en semble.
    10 Dispositif suivant la revendication et la sous-revendication 9, caractérisé en ce que le couple additionnel est réalisé par l'ac tion d'un poide monté de façon réglable sur un bras de levier dont l'axe ne passe pas par le point d'oscillation de l'en semble. 1.1 Dispositif suivant la revendication et la sous-revendication 9, caractérisé en ce que le couple additionnel est réalisé par une capacité immergée montée de façon réglable sur un bras de levier dont l'axe ne passe pas par le point d'oscillation de l'ensemble.
    12 Dispositif suivant la revendication, carac térisé en ce qu'il est constitué par un tambour rotatif à axe horizontal portant le contrepoids donnant naissance au cou- ple opposé à celui dû au flotteur, tam bour dont une partie de la capacité in terne, formant un compartiment étanche, joue le rôle de flotteur, un orifice ménagé à la paroi externe circulaire du tambour permettant l'admission de l'eau à l'inté rieur du reste de celui-ci en vue de son action sur le flotteur, un orifice d'éva cuation d'air étant placé vis-à-vis de l'ori fice d'entrée d'eau,
    de façon telle que cet orifice d'air peut se substituer à l'orifice d'entrée d'eau, à une certaine position an- gulaire de l'ensemble, pour permettre au dispositif de travailler avec un couple inversé, le freinage du passage de l'eau assuré par les orifices assurant un amor tissement -des oscillations -du système. 13 Dispositif suivant la revendication, carac térisé en ce que le flotteur oscillant est pourvu d'une palette immergée formant frein en vue de l'amortissement des oscil lations de l'ensemble.
    14 Dispositif suivant la revendication, des tiné à assurer un niveau amont constant dans les canaux ouverts, caractérisé -en ce que le flotteur oscillant dont il est équipé comporte une palette en vue de faire tra vailler la. surface utile dudit flotteur dans une zone d'eau calme. 7.5 Dispositif suivant la revendication, des tiné à maintenir constant le niveau amont d'un canal, caractérisé en ce qu'il com- porte un flotteur additionnel assurant le décollement du dispositif à partir de sa position de fermeture complète, flotteur normalement situé au-dessus du niveau de l'eau.
    16 Dispositif suivant la revendication, des tiné à maintenir constant le niveau amont d'un canal, caractérisé en ce que son ob turateur agit dans une section d'un canal ouvert à parois évasées. 17 Dispositif suivant la revendication, des tiné à maintenir constant le niveau amont ,d'un canal, caractérisé en ce que le flot teur oscillant, travaillant dans une sec tion ouverte du canal, porte l'obturateur d'un conduit fermé de départ, une paroi fixe ou écran étant disposée au voisinage du flotteur pour en faire travailler la sur face utile dans une zone d'eau calme.
    18 Dispositif suivant la revendication, des tiné à assurer un niveau aval constant dans les canaux ouverts, caractérisé en ce que l'obturateur du canal d'arrivée est disposé à l'extrémité d'un bras, prolongé au delà de l'axe d'oscillation pour rece voir le flotteur.
    19 Dispositif suivant la revendication, des tiné à assurer un niveau constant, carac térisé en ce que le flotteur oscillant oc cupe une importante partie de la capacité d'un bac, et est relié à des moyens auxi liaires lui permettant d'ouvrir le robinet d'alimentation du bac, lorsqu'il arrive à fin de course vers le bas, et de fermer ledit robinet lorsqu'il atteint sa position haute extrême.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2616266A (en) * 1948-01-19 1952-11-04 John S Hale Dam spillway and method of operating the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US2616266A (en) * 1948-01-19 1952-11-04 John S Hale Dam spillway and method of operating the same

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