Dispositif pour indiquer à distance le niveau d'un liquide dans un récipient. L'objet de l'invention est un dispositif pour indiquer à distance le niveau d*un liquide dans un récipient.
Il comporte au moins deux conduites dont une est reliée à l'espace à liquide du récipient et contient une colonne de liquide variant avec la hauteur du liquide dans le récipient, l'autre contenant une colonne de liquide de hauteur fixe; ces deux conduites étant reliées par mue de leurs extrémités à un indicateur éloigné du récipient et, par l'autre extrémité; à un organe communiquant avec l'espace vide de liquide du récipient, la colonne de liquide à hauteur fixe étant alimentée continuellement, afin que sa hauteur soit maintenue et l'excès de liquide d'alimentation allant au récipient.
Ce dispositif se distingue de dispositifs du même genre déjà connus en ce que la colonne de hauteur fixe se termine au sommet de la conduite la contenant, ce sommet se trouvant au-dessus du niveau normal du liquide dans le récipient, et en ce que l'indicateur se compose de deux vases hermétiquement clos et communiquant l'un avec l'autre dans leur partie supérieure et dans chacun desquels aboutit une des colonnes de liquide, ces co lonnes étant tenues en équilibre et leurs têtes étant séparées l'une de l'autre par de l'air comprimé par ces colonnes dans la partie qui relie les deux vases,
la différence de pression produite par les deux colonnes sur l'air qui sépare leurs têtes permettant de déterminer le niveau du liquide dans le récipient.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un dispositif suivant l'invention, pour chaudière.
La fig. 1 représente schématiquement les parties essentielles de l'appareil et la façon de le relier avec la chaudière à vapeur; \ La fig. 2 est une élévation de l'indicateur proprement dit; La fig. 3 est une élévation latérale de cet indicateur; La fig. 4 est une coupe transversale de l'indicateur suivant 4--4 (fig. 2) en regardant de haut en bas; La fig. 5 est une élévation latérale d'un raccord qui fait partie de l'appareil, La fig. 6 en est un plan;
La fig. 7 en est une coupe longitudinale. Dans la fig. 1, l'extrémité antérieure d'une chaudière tubulaire est représentée par 11. Le tube du niveau d'eau ordinaire 12 est relié à la chaudière par le tuyau 13 avec l'espace à vapeur et par le tuyau 14 avec l'espace à eau. Sur le tuyau 13 est branchée la conduite de pression et de condensation 22, laquelle communique la pression de la vapeur au dispositif par le raccord 17 auquel elle est reliée en 21. Sur le tuyau 14 est bran chée la conduite 26 qui est-reliée au tuyau 16, lequel se remplit d'eau jusqu'à la même hauteur que le tube de niveau d'eau. Ce tuyau 16 est relié au raccord 17 en 20.
Sur cette dernière pièce est branché le tuyau 15 qui, de même que le tuyau 16, est rempli d'eau. Tous deux sont reliés à l'indicateur de niveau 18. Les fig. 5, 6 et 7 représentent en détail le raccord 17. Celui-ci est de forme cylindrique et porte à une de ses extrémités l'orifice 20 dans lequel s'engage le tuyau 16 et, à l'autre extrémité les orifices 21 pour la conduite 22, et 19 pour le tuyau 15. A cette dernière extrémité se trouve en plus un ro binet 172 permettant de donner accès à titi tuyau de vidange 173 qui s'engage dans l'ori fice 171 du raccord.
A l'intérieur de ce der nier, l'orifice 19 se trouve sur titi manchon 23 et forme ainsi un trop-plein pour le tuyau 15. Extérieurement, le raccord 17 est pourvu d'ailettes 25 placées à la même hauteur que la face supérieure du mamelon 23 et qui servent d'index, lors de l'installation de l'ap pareil.
II est essentiel qu'alors le rebord 23 se trouve au-dessus, ou tout au moins pas eu dessous du niveau d'eau normal de la chau dière et que le tuyau 26 soit relié à la tuyauterie 16 en un point situé en dessous de ce niveau.
L'indicateur de niveau représenté par les fig. 2 et 3 comprend un tube extérieur 27 et un tube intérieur 28 en matière transparente, par exemple en verre. Le tube 27 est fermé en haut et le tube 28 est ouvert aux deux bouts. Ces tubes sont montés dans tin châssis 280, tel que représenté en coupe par la fig. 4. Ce châssis est pourvu d'oreilles 29, par les- quelles on le fixe à l'endroit prévu. Il se termine en bas par une partie tubulaire- 30 et en haut par une partie semblable 34, toutes deux taraudées intérieurement. Dans la partie inférieure 30 s'engage le bouchon de base 31 fileté extérieurement à son extré mité supérieure.
Ce bouchon est pourvu, à sa face supérieure, d'un évidement 32 contenant une rondelle 33 de matière molle, élastique et imperméable, par exemple de caoutchouc. Cette rondelle supporte l'extrémité inférieure, ouverte, du tube 27 et fait joint hermétique avec le bord de celle-ci.
A l'extrémité supérieure du châssis 280, dans la partie 34, est vissé un bouchon for mant chapeau 35 qu'un trou taraudé traverse de part en part. L'extrémité supérieure close du tube 27 s'étend dans la partie 34 et est en prise avec un bloc élastique 36, constitué par exemple de caoutchouc, capable d'exercer une pression sur le tube sans le détériorer. Le bloc 36 est logé dans- un évidement d'une pièce 37 qui l'empêche de se dilater latérale ment quand il est comprimé.
Une vis de serrage 37 se visse dans le trou taraudé du chapeau et porte sur la pièce 37 de façon à exercer sur celle-ci une pres sion suffisante pour tenir fermement le tube 27 et, en même temps, faire appuyer ferme ment son extrémité inférieure contre la ron delle 32, de manière que l'étanchéité du joint en ce point soit assurée. L'ouverture pratiquée dans la partie supérieure 34, en forme de manchon, dans laquelle le chapeau 35 est vissé, est assez grande pour permettre au tube 27 et à la pièce 37 d'y passer.
Le tube intérieur 28, ouvert aux deux bouts, est relié par son extrémité inférieure, au moyen d'un morceau de tube souple 39, <B>avec</B> tin tube rigide -10 assujetti au bouchon de base. (:'extrémité supérieure du tube est stabilisée par une tige ou broche 42 qui est assujettie à l'intérieur du tube extérieur, et pénètre dans le tube intérieur. Cette broche, en matière suffisamment molle pour ne pas briser le verre lorsqu'elle vient porter avec force sur elle petit être par exemple en caoutchouc; elle stabilise l'extrémité supé- rieure du tube interne et le tient à distance des parois du tube externe.
Dans le bouchon de base 32; il existe deux passages désignés par 43 et 44, respec tivement, dont le premier débouche dans le tube 40 et communique de là, avec le tube intérieur 28 de l'indicateur, alors que le se cond débouche dans l'évidement 32 et com munique par l'intermédiaire<B>dé</B> celui-ci, avec le tube extérieur 27 de l'indicateur. Le pas sage 43 rejoint un passage latéral 45 ayant deux branches 46 et 47, à la jonction des quelles se trouve un robinet à trois voies 48. De même le passage 44 est relié à un pas sage 49 ayant des branches 50 et 51 et contrôlé par un robinet à trois voies 52. Le tuyau 16 est assujetti par un raccord à la partie du bouchon de base qui contient la branche 46, tandis que le tuyau 15 est relié, d'une façon similaire, à la partie qui contient le passage 50.
Les branches 47 et 51 cons tituent des orifices d'échappement qui débou chent dans des tuyaux de vidange 53 et 54 qui ont par exemple un orifice de sortie com mun. Des robinets d'arrêt â6 et 57 sont pré vus prés des extrémités des tuyaux qui sont reliées à l''indicateur, afin de les fermer lors qu'on détache l'indicateur.
Pour rendre possible, sur l'indicateur, une lecture directe d'une variation momentanée du niveau de l'eau, on se sert d'une échelle mobile. Cette échelle consiste en une plaque 59 disposée pour glisser sur une glissière 60 qui est formée par une plaque assujettie au châssis 280. Cette plaque 59 possède, sur l'un de ses bords, une lèvre 61 qui embrasse la plaque-guide 60 et, sur l'autre côté, elle est pourvue d'un crochet 62 embrassant le bord opposé de la plaque-guide et possédant une queue sur laquelle est vissé un bouton moleté 63. De la sorte cri peut soulever ver ticalement l'échelle et l'assujettir dans une position quelconque.
Sur cette échelle se trouve une marque 64 représentant le niveau d'eau normal dans la chaudière et un index 65 situé à une distance, au-dessus de la gra duation correspondant au niveau normal, égale à la distance à laquelle le rebord 23 de l'appareil se trouve au-dessus du plan en lequel on désire maintenir la surface de l'eau dans. la chaudière, c'est-à-dire au-dessus du niveau d'eau normal réel de la chaudière. Il y a en plus d'autres graduations mesurant des distances au-dessus et au-dessous de la graduation 64 de manière à mesurer la -dis tance réelle dont le niveau d'eau momentané peut. s'élever au-dessus, ou tomber au-dessous du niveau normal.
Pour faciliter la lecture de l'indicateur, il est prévu un flotteur coloré 66 qui repose sur la colonne contenue dans le tube inté rieur et est aisément visible à travers la colonne annulaire d'eau qui l'entoure dans le tube extérieur.
Dans le fonctionnement, les tuyaux 15 et 16 sont sensiblement remplis d'eau. Lorsqu'on installe l'appareil pour la première fois, il est désirable de les remplir avant de les faire fonctionner, afin de raccourcir le temps qui doit s'écouler jusqu'à ce qu'il soit prêt à marcher: mais même sans cela les condui tes en question se remplissent rapidemént d'eau, le tuyau 15 étant rempli par l'eau provenant de la condensation de vapeur ve nant de la chaudière et le. tuyau 16, par l'eau qui est refoulée directement de la chaudière.
En supposant que les robinets d'arrêt 56 et 57 soient ouverts et que les robinets à trois voies 48 et 52 soient réglés de façon à relier les tuyaux 15 et 16 avec le tube extérieur et le tube intérieur, respec tivement, de l'indicateur, la pression de va peur de la chaudière refoule alors l'eau de ces tuyaux dans les tubes en question en comprimant l'air qui y est emprisonné jus qu'à ce que la pression soit égale à la pression de la chaudière plus ou moins la différence de charge entre la chaudière et l'indicateur, suivant que l'indicateur se trouve au-dessous ou au-dessus de la chaudière.
Les deux tubes sont en libre communication par leurs parties supérieures; les pressions pneu matiques dans les deux sont donc les mêmes, mais les niveaux de l'eau dans les deux tubes sont différents en raison de la différence qui existe dans la hauteur des colonnes qui se trouvent dans les tuyaux 15 et 16. Dans le tuyau<B>15,</B> la colonne s'élève à la hauteur du rebord 23 qui est au-dessus du niveau d'eau normal de la chaudière. La condensa tion de vapeur provenant de la chaudière par la conduite 22 maintient la tête de cette colonne à la hauteur du rebord 23 et cette hauteur est fixe. La colonne ne peut s'élever plus haut que cela parce que tout excès d'eau déborde par dessus le rebord et coule, par le raccord 17, dans le tuyau 16.
Ce raccord constitue en fait un trop-plein pour la tête de la colonne d'eau dans le tuyau 15. Dans le tuyau 16, la colonne d'eau ne s'élève qu'à la hauteur du niveau d'eau momentané réel dans la chaudière en raison du fait que ce tuyau est relié au-dessus du sommet de la colonne, par l'intermédiaire du raccord 17, avec l'espace à vapeur de la chaudière et est relié en un point situé au-dessous du niveau de l'eau dans la chaudière avec l'espace à eau de cette dernière.
Il v a ainsi une dif férence de hauteur entre les colonnes qui se trouvent dans les deux conduites et cette différence est exactement représentée dans l'indicateur parce que le niveau de l'eau dans te tube extérieur est plus élevé que le niveau de l'eau dans le tube intérieur d'une quantité exactement égale à cette différence. Puisque les deux colonnes d'eau sont soumises à l'ac tion de la même pression de vapeur à leurs sommets et sont équilibrées par la même pression pneumatique égale dans l'indicateur, la différence de charge entre les deux colon nes est libre de produire une différence cor respondante entre les niveaux de l'eau dans les deux tubes de l'indicateur et,
lorsque la hauteur de la colonne dans la conduite 16 change, la hauteur de la colonne d'eau dans le tube intérieur de l'indicateur change éga lement et presque simultanément. Ce résultat est obtenu quelle que puisse être la position de l'indicateur; qu'il se trouve au-dessus ou au-dessous de la surface de l'eau dans la chaudière, ou air même niveau que cette sur face.
La seule limite à la position de l'indi cateur est qu'il rie peut être placé au-dessus de la hauteur à laquelle la pression de la chaudière refoule titre colonne d'eau: mais on peut le placer à une profondeur quelconque au-dessous de la chaudière, la distance, théo riquement saris limite, à laquelle on petit le placer au-dessous de cette dernière n'étant pratiquement limitée que par la force avec laquelle l'indicateur et les connexions peuvent résister à la pression intérieure.
Lorsqu'on installe complètement l'appareil au début, on déplace l'échelle 59 jusqu'à ce que l'index 65 se trouve à côté du sommet de la colonne dans le tube extérieur de l'in dicateur. Après cela, le sommet de la colonne dans le tube intérieur représente automati quement, concurremment avec les graduations de l'échelle, la variation exacte et la quan tité dont le niveau d'eau momentané de la chaudière varie par rapport au niveau normal, dans un sens ou dans l'autre.
Les tubes de l'indicateur peuvent être facilement vidés en tournant les robinets 48 et 52 de façon à relier ces tubes respective ment avec les tuyaux de vidange 53 et 51 et à isoler en même temps les tuyaux 15 et 16. Les robinets à trois voies peuvent également être disposés de façon à isoler l'indicateûr; tarit des tuyaux 15 et 16 que des orifices de vidange. En ouvrant les com munications entre les tuyaux 15 et 16 et l'indicateur après que ce dernier a été vidé, il est possible que ceci se passe de telle façon que l'eau pénètre si rapidement que le flot teur ainsi brusquement soulevé et chassé au sommet de l'iirdicateur risque de briser le tube extérieur.
La tige ou broche 42 en ma tière molle, sert, dans ce cas de tampon pour le flotteur et l'arrête dans son mouvement ascendant sans risque de rupture.
Il v a naturellement sans dire aussi que les connexions entre les tuyaux 15 et 16 et l'indicateur peuvent être disposées à l'inverse de celles représentées, de telle sorte que le tube intérieur peut indiquer le niveau fixe et le tube extérieur le niveau momentané.
Le tube de niveau d'eau ordinaire de la chaudière peut être conservé et utilisé si on le désire, concuremment avec l'appareil indi cateur qui fait l'objet de l'invention. L'invention a pour but, entre autres, d'of frir un indicateur que l'on peut placer à une hauteur appropriée dans la chaufferie, ou les chaudières s'élèvent à une grande hauteur, ou qui peut être placé dans une salle diffé rente, telle que la salle des machines de l'ins tallation de force motrice fixe ou marine, ou dans un bureau distinct si on le désire, et qui est relié avec la chaudière de manière à indiquer avec exactitude, à chaque instant le niveau de l'eau de celle-ci,
que l'indicateur se trouve au-dessus ou au-dessous de la sur face de l'eau contenue dans la chaudière ou se trouve au même niveau que cette surface.
Cet indicateur est essentiellement basé sur le principe des vases communicants et a, dans sa forme primitive, sensiblement la forme d'un<B>U</B> renversé.
Dans la forme d'exécution représentée par les fig. 2 et 3 du dessin, l'une des branches est faite assez grande pour renfermer l'autre. Cette disposition est préférable à une dispo sition dans laquelle les branches sont côte à côte, en particulier dans les navires à vapeur où des changements dans l'inclinaison du navire introduiraient des erreurs dans les in dications d'un tube de ce genre. Ces erreurs sont éliminées par la disposition coaxiale des branches représentées ici.
L'alimentation de la colonne à hauteur fixe peut se faire par exemple au moyen d'\une pompe.