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SIPHON PNEUMATIQUE A LIQUIDES,POUR-GRANDES,HAUTEURS D'ELEVATION.
On connaît déjà des siphons pneumatiques à liquides dans lesquels on oobtiént l'élévation du liquide à des hauteurs relativement grandes en in- troduisant par intermittence de l'air comprimé dans le tuyau élévateur ou en produisant l'admission, dans ce tuyau élévateur, de l'air comprimé même qui refoule le liquide du réservoir dans le tuyau, et cela pendant un certain laps de temps après ce refoulement de telle sorte qu'on parvient ainsi à éle- ver le liquide à des hauteurs correspondantes.
Jusqu'ici les siphons pneumatiques de ce type étaient peu utili- sés, d'une part parce que leur construction était compliquée et, par consé- quent, coûteuse, et d'autre part parce qu'ils ne donnaient pas une sécurité suffisante de fonctionnement en raison de multiples possibilités de dérange- ment,qui dérivaient de cette construction compliquéeo
La présente invention a pour objet de permettre la réalisation d'un siphon pneumatique à liquides pour grandes hauteurs d'élévation, du gen- re indiqué mais qui supprime complètement les inconvénients et les difficul- tés des siphons connus jusqu'icio
Le siphon pneumatique pour liquides suivant l'invention qui fonc- tionne suivant le principe de la pompe submergée, se compose de deux chambres de refoulement munies chacune d'une soupape d'admission, d'une tubulure de re- foulement munie d'une valve de retenue,
les deux tubulures étant agencées de fagon à alimenter une conduite commune pour l'élévation du liquide, et d'une conduite d'air, les deux conduites d'air étant reliées alternativement, par l'intermédiaire de soupape commandées par un régulateur hydraulique, à l'ar- rivée d'air comprimé et à l'atmosphère extérieure.
Dans le dispositif de commande du siphon selon un mode de réali- sation de l'invention, les tiges des soupapes disposées verticalement dans le boîtier de commande s'articulent chacune par leur extrémité supérieure sur une extrémité d'un balancier oscillant pivoté par le milieu autour d'une axe fixe et leur extrémité inférieure se, prolonge à l'intérieur d'un cylindre
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où elle est soumise à l'action d'un piston coulissant dans ce cylindre, les deux pistons agissant par'leur face inférieure sur un liquide de transmission (par exemple de l'huile) commun aux deux cylindres, tandis que leur face su- périeure est alternativement soumise à l'action de l'air comprimé admis aux chambres de refoulement.
L'intervalle de temps nécessaire au liquide de transmission pour passer d'un cylindre à l'autre correspond à celui durant lequel l'air compri- mé agit sur un réservoir de refoulement plein et refoule ainsi le liquide ac- cumulé dans ce réservoir dans la conduite d'élévation, pour circuler ensuite lui-même derrière- ce liquide dans la conduite d'élévation afin de le refouler à une hauteur relativement grande.
Pour permettre de modifier cet intervalle de-temps en fonction de la hauteur d'élévation nécessaire et de la pression. disponible dans la conduite d'air comprimé. On a incorporé un robinet modérateur dans la con- duite de transfert prévue entre- les cylindres pour le passage du liquide de transmission, ce robinet permettant de régler la vitesse d'écoulement de ce liquide.
Les chambres de refoulement du siphon peuvent être constituées par des récipients séparés ou par des compartiments déterminés d'un récipient commun.
On a représenté sur le dessin annexé, à titre d'exemple non limi- tatif, un mode possible de réalisation de siphon pneumatique- pour liquides, à grandes hauteurs d'élévation l'appareil étant vu schématiquement en éléva- tion et en coupe partielle.
Dans le mode de réalisation représenté on a prévu deux récipients a, a' qui constituent les chambres d'accumulation et de refoulement du siphon, Chaque récipient comporte un clapet b d'admission pour l'eau ou autre liquide, ainsi qu'une tubulure de sortie c. Les deux tubulures de l'ensemble représen- té sont reliées, au moyen de valves de retenue d et d'un raccord en Y désigné en f, à un tuyau élévateur commun g. En outre, un tuyau d'air h, h' part de chaque récipient soit pour y introduire de l'air comprimé, soit pour faire com- muniquer l'intérieur de ces récipients avec l'atmosphère extérieure pour les évacuer.
Le dispositif de commande des deux récipients de refoulement se compose d'une bottier de commande 1± entouré, de préférence, par un capot de protection 1 et contenant les soupapes de commande. Les tuyaux d'air h, h' sont raccordés à des chambres m, m' prévues dans le... boitierâ k. Dans ces chambres se déplacent des soupapes n, n' guidées verticalement et par l'in- termédiaire desquelles les tuyaux d'air h, h' sont mis en communication, se- lon la position de ces soupapes, soit avec des ouvertures o, o' qui débou- chent à l'air libre, soit avec l'arrivée de l'air comprimé qui se produit par les canaux.]2, p', le collecteur .9. et la conduite r.
Les deux soupapes n et n' sont reliées entre elles par l'intermédiaire d'un balancier dont les extrémités s'articulent chacune sur l'extrémité supérieure des tiges des soupapes n, n'. Les extrémités inférieures des deux tiges de soupape s'éten- dent à l'intérieur des cylindres respectifs t, t' dans lesquels se déplacent librement les pistons correspondants u Au-dessous de ces pistons, les cylin- dres sont remplis d'une colonne d'huile v qui peut être refoulée d'un cy- lindre à l'autre à travers une canalisation de transfert w munie d'un robi- net modérateur x. Les cylindres t, t' sont reliés par des passages v, v' aux chambres m, m' à air comprimé.
Pour obtenir un fonctionnement satisfaisant de ce dispositif de com- mande il est nécessaire que, dès que les soupapes n, n' sont soulevées par le piston u correspondant, la soupape sollicitée exécute le mouvement de recul ainsi amorcé de manière? fermer complètement une ouverture, par exemple l'ou- verture o, tout en ouvrant complètement l'autre ouverture, par exemple l'ou- verture o', par l'intermédiaire du balancier- On obtient ce résultat du fait de l'aménagement, sur les tiges des soupapes n, n', de soupapes z, z' dites d'accélération. Le siège de ces soupapes z, z' est prévu dans le boîtier k
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leurs dimensions sont telles que leur face inférieure présente une surface plus importante que leur face supérieure.
Ainsi, lorsqu'une tige de soupa- pe est soulevée par un piston u et que l'air comprimé peut agir' sur la face inférieure de la soupape ou z', la tige de la soupape considérée se -trou- ve ensuite soulevée à une allure accélérée en raison de la plus grande pres- sion exercée sur la majeure surface de cette face inférieure et la soupape n ou n' se forme rapidement. Grâce à cette disposition, la soupape n ou n' ne reste jamais dans une position intermédiaire dans laquelle l'air compri- mé fuirait en partie par l'ouverture o ou 05 et en partie à travers les con- duites h, y ou h', y', ce qui serait de nature à introduire un point mort dans le fonctionnement du dispositif.
Sur le dessin, les récipients a, a' et le dispositif de. commande se trouvent dans la position où le récipient a s'est rempli de liquide tandis que la conduite h est reliée à l'arrivée d'air comprimé r- par l'intermédiaire des passages q, p et de la chambre m, attendu que la soupape n se trouve en. position haute. Dans ces conditions, l'air comprimé afflue dans la chambre - constituée par le récipient a et refoule l'eau qui s'y est accumulés à tra- vers la tubulure c, la valve de retenue correspondante d et le raccord en Y f dans le tuyau élévateur g. Derrière l'eau refoulée, l'air comprimé s'enga- ge dans ce tuyau élévateur aussi longtemps que la soupape n se trouve dans sa position haute.
Durant l'admission d'air comprimé dans le récipient a, @ l'air comprimé afflue également à travers le passage V dans le cylindre t @ et propulse le piston u vers le baso La face inférieure de ce piston refou- le l'huile v à travers la canalisation w dans l'autre cylindre t', de maniè- re à faire monter le piston u qui s'y trouve. Ce piston finit par lever la soupape n', ce qui permet à l'air comprimé d'agir sur la face inférieure de la soupape d'accélération z' pour fermer rapidement l'ouverture o'. Cepen- dant, étant donné la liaison mécanique entre les deux tiges de soupape par le balancier s, la première soupape n est simultanément abaissée en position d'ou- verture de la lumière o.
Cela ferme l'admission d'air comprimé dans la chambre m et, par suite, dans la conduite h celle-ci communiquant avec l'atmosphère extérieure par l'ouverture précitée o. Le récipient a peut ainsi libérer l'air qu'il contient et le décharger dans l'atmosphère tout en permettant l'admis- sion d'une nouvelle masse d'eau qui la remplira complètement. Pendant ce temps, la soupape n' se trouve dans la position inférieure où elle est représentée sur le dessin.
Entre-temps, cependant, l'action du piston u du cylindre t' sur la soupape n' et de l'air comprimée sur la soupape d'accélération z' aura été telle que, désormais, l'air comprimé est dirigé, à travers les passages .9. et p', la chambre m'et la conduite h' vers la chambre a' de telle sorte que celle- :Ci est évacuée dans .le tuyau élévateur g etque de l'aircomprimé suit 1-'.eau - ain- si refoulée dans ce tuyau jusqu'au moment où la, soupape n' revient dans sa po- sition inférieure.- Cela se produit lorsque l'air comprimé, en pénétrant dans le cylindre t' à travers le passage v', a remonté, par l'intermédiaire de l'huile '3:
., l'autre piston dans le cylindre t, à un point suffisant pour soule- ver la soupape n, ce qui, par le jeu du balancier s, détermine le déplacement inverse, c'est-à-dire vers le bas, de la soupape n'. Dès lors, le cycle des mouvements décrits ci-dessus se répète à nouveau, et ainsi de suite. Chaque récipient a, a' est donc alternativement rempli et évacué., et à la fin de l'é- vacuation l'air comprimé continue de suivre l'eau refoulée dans le tuyau d'élé- vation durant le temps qu'il faut à la colonne d'huile v pour être refoulée du cylindre t dans le cylindre!' et inversement. Ce temps est réglable au moyen du robinet modérateur x.
REVENDICATIONS.
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PNEUMATIC LIQUID SIPHON, FOR-LARGE, HEIGHTS OF ELEVATION.
Pneumatic liquid siphons are already known in which the lifting of the liquid to relatively large heights is obtained by intermittently introducing compressed air into the riser pipe or by producing the inlet, in this riser pipe, of the same compressed air which forces the liquid from the reservoir into the pipe, and this for a certain period of time after this discharge, so that the liquid is thus raised to corresponding heights.
Hitherto pneumatic siphons of this type were little used, on the one hand because their construction was complicated and, consequently, expensive, and on the other hand because they did not give sufficient safety of operation due to multiple disturbance possibilities, which were derived from this complicated construction.
The object of the present invention is to enable the production of a pneumatic liquid siphon for large elevation heights, of the type indicated but which completely eliminates the drawbacks and difficulties of the siphons known hitherto.
The pneumatic siphon for liquids according to the invention, which operates on the principle of the submerged pump, consists of two discharge chambers each provided with an inlet valve, a discharge pipe fitted with a check valve,
the two pipes being arranged so as to supply a common pipe for raising the liquid, and an air pipe, the two air pipes being connected alternately, by means of a valve controlled by a hydraulic regulator, to the compressed air inlet and to the outside atmosphere.
In the siphon control device according to one embodiment of the invention, the valve stems arranged vertically in the control box are each articulated by their upper end on one end of an oscillating balance pivoted by the middle. around a fixed axis and their lower end extends inside a cylinder
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where it is subjected to the action of a sliding piston in this cylinder, the two pistons acting through their lower face on a transmission fluid (for example oil) common to the two cylinders, while their upper face lower is alternately subjected to the action of the compressed air admitted to the discharge chambers.
The time interval required for the transmission fluid to pass from one cylinder to the other corresponds to that during which the compressed air acts on a full discharge tank and thus forces the liquid accumulated in this tank back into the tank. the elevation pipe, to then itself circulate behind this liquid in the elevation pipe in order to deliver it to a relatively large height.
To allow this time interval to be changed depending on the required lift height and pressure. available in the compressed air line. A moderating valve has been incorporated in the transfer line provided between the cylinders for the passage of the transmission fluid, this valve making it possible to adjust the flow rate of this fluid.
The discharge chambers of the siphon can be formed by separate containers or by specific compartments of a common container.
There is shown in the accompanying drawing, by way of nonlimiting example, a possible embodiment of a pneumatic siphon for liquids, at great heights of elevation, the apparatus being seen schematically in elevation and in partial section. .
In the embodiment shown, two receptacles a, a 'are provided which constitute the storage and discharge chambers of the siphon, Each receptacle comprises an inlet valve b for water or other liquid, as well as a pipe output c. The two pipes of the assembly shown are connected, by means of check valves d and a Y connector designated at f, to a common riser pipe g. In addition, an air pipe h, h 'leaves from each container either to introduce compressed air therein or to communicate the interior of these containers with the outside atmosphere in order to evacuate them.
The device for controlling the two delivery receptacles consists of a control box 1 ± surrounded, preferably, by a protective cover 1 and containing the control valves. The air pipes h, h 'are connected to chambers m, m' provided in the ... box k. In these chambers move valves n, n 'guided vertically and through which the air pipes h, h' are placed in communication, depending on the position of these valves, or with openings o, o 'which emerge into the open air, or with the arrival of compressed air which is produced through the channels.] 2, p', the manifold .9. and driving r.
The two valves n and n 'are interconnected by means of a rocker whose ends are each articulated on the upper end of the valve stems n, n'. The lower ends of the two valve stems extend inside the respective cylinders t, t 'in which the corresponding pistons freely move u Below these pistons the cylinders are filled with a column of oil v which can be delivered from one cylinder to the other through a transfer pipe w fitted with a moderator valve x. The cylinders t, t 'are connected by passages v, v' to the chambers m, m 'with compressed air.
To obtain satisfactory operation of this control device, it is necessary that, as soon as the valves n, n 'are lifted by the corresponding piston u, the requested valve executes the recoil movement thus initiated in such a way? completely closing one opening, for example the opening o, while fully opening the other opening, for example the opening o ', by means of the pendulum. This result is obtained due to the arrangement , on the stems of the valves n, n ', of so-called acceleration valves z, z'. The seat of these valves z, z 'is provided in the housing k
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their dimensions are such that their lower face has a larger surface than their upper face.
Thus, when a valve stem is lifted by a piston u and the compressed air can act 'on the underside of the valve or z', the valve stem in question is then lifted up. an accelerated rate due to the greater pressure exerted on the major surface of this lower face and the valve n or n 'forms rapidly. Thanks to this arrangement, the valve n or n 'never remains in an intermediate position in which the compressed air would escape partly through the opening o or 05 and partly through the pipes h, y or h ', y', which would be likely to introduce a neutral point in the operation of the device.
In the drawing, the receptacles a, a 'and the device. control are in the position where the container a has been filled with liquid while the pipe h is connected to the compressed air supply r- via the passages q, p and the chamber m, whereas the valve n is in. high position. Under these conditions, the compressed air flows into the chamber - consisting of the container a and discharges the water which has accumulated there through the pipe c, the corresponding check valve d and the Y-connector f in the riser pipe g. Behind the discharged water, the compressed air engages in this lifting pipe as long as the valve n is in its upper position.
During the admission of compressed air into the container a, @ the compressed air also flows through the passage V into the cylinder t @ and propels the piston u downwards o The underside of this piston discharges the oil v through the pipe w in the other cylinder t ', so as to make the piston u therein rise. This piston ends up lifting the valve n ', which allows the compressed air to act on the underside of the acceleration valve z' to quickly close the opening o '. However, given the mechanical connection between the two valve stems by the balance s, the first valve n is simultaneously lowered to the opening position of the port o.
This closes the compressed air intake in the chamber m and, consequently, in the pipe h the latter communicating with the outside atmosphere through the aforementioned opening o. The container a can thus release the air which it contains and discharge it into the atmosphere while allowing the admission of a new body of water which will fill it completely. During this time, the valve n 'is in the lower position where it is shown in the drawing.
In the meantime, however, the action of the piston u of cylinder t 'on valve n' and of the compressed air on the acceleration valve z 'will have been such that, henceforth, the compressed air is directed, to through the passages. 9. and p ', the chamber m and the pipe h' to the chamber a 'so that this: Ci is evacuated in .the lifting pipe g and compressed air follows 1 -'. water - thus discharged in this pipe until the moment when the valve does not return to its lower position.- This occurs when the compressed air, entering the cylinder t 'through the passage v', has risen, through the 'oil intermediate' 3:
., the other piston in cylinder t, at a point sufficient to lift valve n, which, by the play of the balance s, determines the reverse displacement, that is to say downwards, of valve n '. Therefore, the cycle of movements described above repeats again, and so on. Each receptacle a, a 'is therefore alternately filled and evacuated., And at the end of the evacuation the compressed air continues to follow the water discharged in the elevation pipe for the time required. to the oil column v to be discharged from the cylinder t into the cylinder! ' and vice versa. This time can be adjusted using the moderator valve x.
CLAIMS.
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