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La présente invention a trait à des réservoirs de stockage de liquides quelconques, fixes ou mobiles, tels que les citernes à carburant installées à poste fixe et les réservoirs à carburant des avions.
Le liquide est introduit ou soutiré de ces réservoirs par pompage.
Comme il subit dans le réservoir une décantation, il y a intérêt dans ces deux opérations à éviter de mêler à nouveau avec le liquide décanté les impuretés qui s'en sont séparéeso
C'est ainsi que les citernes à carburant contiennnent toujours une certaine quantité d'eau provenant de condensations et des impuretés solides introduises accidentellement, qui se séparent par gravité et forment une couche au fond de la citerne. Dans le but de soutirer le carburant à l'é- tat aussi pur que possible, on a proposé d'utiliser, comme tube de soutirage, un tube articulé comportant une partie fixe ou colonne et, en bout de cette partie fixe, sensiblement sur l'axe longitudinal de la citerne, un tube ar- ticulé à la colonne et terminé par un flotteur, ou "bras flottant".
On sou- tire ainsi le carburant au voisinage de sa surface libre, dans la partie du volume liquide qui est la première à se décanter.
Dans les constructions connues jusqu'ici, le bras flottant est attaché sous un flotteur de forme sphérique, car cette forme est celle, qui assure pour un certain poids le maximum de volume et donne par conséquent la plus grande force ascensionnelle. Or le diamètre du flotteur est limité par le diamètre du trou d'homme prévu par exemple sur les grandes citernes, pour l'introduction de l'équipement dans la citerne, si bien que sa forme ascentionnelle est nécessairement faible. Aussi a-t-on été conduit à sim- plifier cet équipement à l'extrême, de façon à réduire le poids du bras flottant au minimum. Celui-ci est généralement un simple tube raccordé à la colonne par un coude à joint tournant. Il sert uniquement au soutirage.
Pour son remplissage, la citerne comporte un tube vertical débouchant au voisinage du fond. Malgré l'utilisation proposée d'un déflecteur horizon- tal face au débouché de ce tube, ce moyen d'introduction de carburant cause des remous de liquide au voisinage du fond. En outre, il ne tient pas compte des variations possibles de la hauteur d'eau occupant ce fond.
La présente invention vise la construction d'un bras flottant et son agencement dans un réservoir pour servir à la fois de conduit de soutira- ge et de remplissageo Elle a notamment pour objet un dispositif de flotteurs capable d'exercer une grande force portante, et divers moyens, qui, tirant parti de cette propriété, assurent au bras flottant une construction plus robuste et lui permettent de commander par ses mouvements d'oscillation son propre débit de liquide.
L'invention a également pour objet des moyens qui sous la dépen- dance du flotteur assurent une obturation complète du bras au point haut afin d'arrêter le refoulement de liquide, lorsque le réservoir est rempli et le soutirage au point bas lorsque le réservoir est près d'être vide.
En outre l'invention a accessoirement pour objet des moyens qui malgré l'obturation du bras flottant au point haut en cours de remplissage du réservoir, permettent d'une part, d'en assurer le remplissage complet, en particulier s'il s'agit d'un réservoir mobile, tel qu'un réservoir de carburant sur un avion, d'autre part, de permettre d'amorcer le soutirage malgré l'obturation du bras effectuée au point haut par l'action du flotteur L'invention vise également des moyens qui, malgré l'obturation du bras flottant effectuée au point bas en fin de soutirage par l'action du flot- teur, permettent de refouler du liquide dans la citerne pour provoquer par élévation de niveau la réouverture du bras en vue du remplissage.
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L'invention a encore pour objet un moyeu de sécurité sensible à la différence de densité de deux liquidée qui en cours de soutirage détermine l'obturation de la conduite du bras flottant avant que ce dernier ne s'en- gage dans la couche de liquide sous-jacente.
L'invention sera illustrée dans ce qui suit par la description de divers exemples d'exécution du réservoir à bras flottantequi en est l'objet en référence aux dessins annexés dans lesquels-, la figure 1 représente, sons forme schématique, en coupe longitudi- nale, l'installation d'une citerne équipée d'un bras flottant suivant l'in- vention; la figure 2 est une coupe longitudinale partielle de la citerne à travers une tubulure formant trou d'homme et montre en élévation, mais raccourcie, la colonne au bas de laquelle le bras flottant est articulé, ainsi que cette articulation et un dispositif de transmission des mouvements du bras;
la figure 3 est une coupe horizontale partielle, suivant la ligne III-III de la figure 2, montrant les pièces de l'articulation; la figure 4 montre l'extrémité du bras flottant et les organes as- sociés, vus de côté dans un plan de coupe vertical passant par l'axe du bras; la figure 5 est une vue en bout du bras flottant et des organes associés, avec coupe partielle suivant la ligne V-V de la figure 4; la figure 6 est une coupe transversale du bras flottant suivant la ligne VI-VI de la figure 4; la figure 7 représente un organe associé au bras, à titre de varian- te de la figure 4;
la figure 8 est une vue correspondant à la figure-4 dans une varian- te d'exécution des organes associés au bras; la figure 9 est une coupe axiale du bas de la colonne fixe et de son articulation dans le plan longitudinal et montre une autre forme d'exé- cution des organes associés au -!iras; la figure 10 et la figure Il représentent deux variantes d'exécution de l'extrémité du bras flottant, par des vues correspondant à la figure 5, mais partielle; la figure 12 est une 'vue en coupe suivant la ligne XII- XII de la figure 11;
la figure 13 représente une forme d'exécution simplifiée du bras flottant et des organes associés en vue de l'application de l'invention par exemple à un réservoir d'avion, le bras flcttant étant représenté en coupe axiale; la figure 14 est une vue en plan correspcndant à la figure 13 dans un plan de coupe suivant la ligne XIV-XIV de la figure 13; la figure 15 est une vue partielle en coupe longitudinale d'une forme d'exécution d'un réservoir comportant un bras flottant semblable à celui qui a été décrit en référence aux figures 13 et 14 mais comportant en outre des moyens pour assurer le s sage total du réservoir, ce bras flottant n'était coupe que dans sa paître d'extrémité;
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la figure 16 est une vue en coupe transversale de la partie supé- rieure du réservoir montrant en bout le bras flottant, avec coupe partielle suivant la ligne XVI-XVI de la figure 15; la figure 17 montre en coupe longitudinale une partie inférieure d'un réservoir à bras flottant suivant l'invention comportant des moyens de sécurité pour éviter le soutirage d'eau sous-jacente, le bras'flottant étant représenté en élévation latérale depuis un plan de coupe de sa tubu- lure transversale situé entre les deux flotteurs;
La figure 18 montre une autre forme d'exécution des moyens de sé- curité contre le soutirage de l'eau dans une citerne à bras flottant sui- vant l'invention, représentée en partie et en coupe longitudinale, le bras flottant étant vu en élévation latérale sauf une coupe locale dans la ré- gion de l'articulation du bras; la figuré 19 est à plus grande échelle une vue locale en plan depuis le plan de coupe horizontale défini par la ligne XIX-XIX de la figure 18.
La citerne à poste fixe,prise comme exemple et représentée à la figure 1, est un réservoir de tôle 1 de fort diamètre et de grande longueur,, Enterrée sous un talus 2, elle est accessible aux extrémités par deux puits de visite couverts 3 et 4 protégeant des trous d'homme 5 et 6. Le premier est délimité par une tubulure 7; tous deux sont fermés par couvercles 8 et 9. Dans leur intervalle, la citerne porte une cheminée d'aération 10; elle présente au point bas une ouverture de nettoyage 11, obturée,,Une conduite 12 relie la citerne à une pompe non représentée par une vanne d'isolement 13.
La conduite 12 aboutit à la tubulure 7, qu'elle traverse par un coude, et se prolonge par un tube vertical fixe ou colonne 14 jusqu'au ni- veau de l'axe de la citerneo Au bas de cette colone, s'articule un tube continuant la conduite, ou bras flottant 15, débouchant à son extrémité et supporté par flotteurs 16. La conduite pourrait arriver dans l'axe du corps de citerne cylindrique et aboutir à un tube horizontal axial 17 rem- plaçant la colonne 14. Le bras flottant 15 serait alors articulé à l'extré- mité de ce tube.
La conduite 12 et le tube fixe 14 ou 17 avec son bras flottant 15 constituent ici un conduit servant à la fois au remplissage de la citerne et au soutirageoOn décrira ci-après les moyens qui caractéri- sent la construction et l'agencement de ce bras flottant Comme le montrent les figures 2 et 3, l'articulation se fait, non plus par un simple coude comme dans les constructions connues, mais par une lyre, ce qui assure une attache symétrique par rapport au plan verti- cal d'oscillation du bras flottant.Une tubulure en té 18 termine la colon- ne.
Sur chacune de ses brides latérales symétriques 19 est centré et fixé un manchon 20 servant de pivot fixe à un manchon rotatif 21. Aux deux manchons symétriques 21 sont bridés deux coudes semblables 22 reliant ces manchons aux branches 23 d'une tubulure de jonction 24, à laquelle est bri- dé le tube 15 du bras flottant.
Les manchons tournants 21 sont portés par les manchons fixes 20, chacun par une couronne de billes 25, qui, du fait d'un montage particulier, constituent des roulements de butée. Les manchons ont entre eux une diffé- rence de rayon juste suffisante pour assurer un libre jeu et les billes sont engagées presque pour moitié dans les gorges en regard formant leurs chemins de roulement dans ces manchons. Elles fixent donc exactement les positions relatives axiales de ceux-ci.Un trou radial 26 de chaque manchon tournant 21 permet, une fois celui-ci engagé, d'introduire les billes en
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succession, ce qui a pour effet à la fois de constituer le roulement et d'assurer la retenue axiale du manchon tournant 21 sur le manchon fixe 20. Ce trou 26 est alors obturé par un bouchon 27.
De part et d'autre de chaque roulement sont intercalés deux dispositifs d'étanchéité 28 et 29 protégeant le roulement et isolant le conduit de l'extérieur.
Sur un des manchons tournants 21 est fixé un segment de poulie à gorge 30. A 1''extrémité basse de celui-ci s'attache un câble 31 s'enroulant dans la gorge et montant verticalement le long de la colonne 14. Ce câble passée dans un guide 32, fixé à la bride supérieure de la tubulure en té 18.
Il s'engage par une ouverture de fond dans un pot 33, porté par le couver= cle 8 de la tubulure de trou d'homme 7 et s'attache à un plateau 34, rele- vé par un ressort 35 en appui sur le fond de ce pot 33. Un soufflet 36, fixé de manière étanche à ce fond et au plateau 34, empêche que l'atmos- phère de la citerne ne soit en communication avec l'atmosphère extérieure par le trou d'entrée du câble dans le pot 33. Le plateau 34 porte sur le dessus une chape 37 permettant l'articulation d'une pièce d'attache d'un câble 38 actionnant un indicateur. Le boitier 39 de celui-ci est bridé sur le pot 33.
L'indicateur comporte une aiguille 40, qui se déplace de- vant un cadran 41, gradué en niveaux ou en volume,13,et dont un bras 42 porte un segment 43, sur lequel s'enroule le câble 38, un ressort spiral 44 assure la tension de ce dernier. Le segment 43 solidaire de l'aiguille peut servir de contacteur électrique pour la commande des pompes par l'in- termédiaire de relais. On a représenté schématiquement à titre d'exemple un contact 45, qui en bout de course vient en contact de plots 46, 47, pour .fermer le circuit de relais commandant un dispositif de pompage et de vanna- ge pour le remplissage ou le soutirage.
Le bras flottant 15, articulé au bas de la colonne 14, par le dis- positif décrit, est fermement maintenu dans le plan vertical passant par l'axe de la citerne et l'articulation est soumise à des efforts symétriques, ce qui assure son fonctionnement correct. Lorsque le bras d'abaissé, par suite d'une baisse du niveau du carburant dans la citerne, le câble 31 se déroule du segment 30, le plateau 34 remonte sous la poussée du ressort 35 et 1-'aiguille 40 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Inver- sement, lorsque le bras s"élève, le câble 31 exerce une traction sur le plateau 34 et fait tourner l'aiguille vers les graduations croissantes de niveaux ou de volumes.
A l'extrémité du tube 15 du bras flottant (figure 4 à 6) est bridée une tubulure 48, présentant un renflement 49 contenant un obturateur.Sur la bride extrême de cette tubulure est bridée la branche centrale 50 d'une tubulure en té, dont la traverse 51 constitue une tubulure symétrique hori- zontale (voir figure 5), débouchant par ses extrémités de part et d'autre.. du plan moyen d'oscillation. Deux bossages symétriques 52 de cette tubu- lure portent un axe 53, sur les bouts saillants duquel s'articulent des pièces 54 à plateaux, sur lesquels sont bridés les flotteurs 16. Ceux-xi sont de forme quelconque mais de grand volume, par exemple cylindriques.
En effet si leur diamètre est limité au diamètre de la tubulure du trou d'homme de la citerne leur longueur peut être plusieurs fois ce diamètre.
Du fait de leur disposition symétrique, la force ascensionnelle résultante est située dans le plan moyen d'oscillation. L'articulation autour de 1' axe transversal 53 permet à ces flotteurs de rester toujours horizontaux, donc parallèles au niveau du liquide, tandis que le bras flottant oscille verticalement.
Les flotteurs 16 peuvent être constitués par des corps creux en métal ou de préférence en une matière artificielle neutre et inattaquable,
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telle qu'un tissu de verre imprégné de polyester, connu dans le commerce sous la dénomination "fibre de verre stratifiée".
Les flotteurs peuvent également être des corps pleins en matière légère quelconque, notamment en matière plastique alvéolée connue sous le nom de Klégesel, etc.. D'ailleurs les tubulures plongeant dans la citerne ne sont pas nécessairement métalli- ques et peuvent être faites également en matière plastique,
La chambre, formée par le renflement 49 de la tubulure 48 et l'ex- trémité du bras flottant, est divisée par une paroi annulaire 55 s'étendant sur la partie moyenne de sa longueur, ouverte à ses extrémités et tenue par des nervures radiales 56, en un cylindre axial et en un passage péri- phérique constitué par les canaux compris entre les nervures 56. La paroi supérieure du renflement 49 présente, entre deux nervures 56, une courte tubulure verticale 57, en communication avec l'un des canaux périphériques.
Sur cette tubulure est bridée une cage de soupape 58, dont les parois la- térales sont percées de trous 59. La cage forme intérieurement un siège pour le plateau 60 d'une soupape de décharge à ressort taré 61. La tige verticale 62 de cette soupape, guidée dans un bossage du dessus de la cage, saille vers le haut.
Dans le cylindre 55 peut glisser un piston obturateur 63, de même longueur, qui est muni d'un fond face au débouché du tube 15 et dont la jupe vient obturer la communication du passage périphérique avec l'extré- mité de la tubulure 48 lorsque le piston est déplacé jusque dans cette extrémité. Le déplacement du piston obturateur est commandé par le mécanis- me ci-après.
Sur une axe transversal 64, tenu à mi-longueur de la jupe de ce piston dans deux bossages intérieurs 65 de celle-ci, s'articule une bielle longitudinale 66, centrée avec un petit j'au par deux bossages 67 de ses deux faces. Dans une chape extrême 68 de cette bielle s'articule le bras supérieur d'un levier coudé 69, qui passe dans une lumière de la paroi in- férieure de la branche centrale 50 de la tubulure terminale en té et s' articule dans une chape 70 portée par cette paroi. Le bras inférieur de ce levier, terminé en arrondi formant talon 71, porte une masse 72 servant de contrepoids, qui maintient normalement ce bras dans la position représentée en traits pleins, pour laquelle le piston obturateur 63 est rentré à l'in- térieur de son cylindre.
Autour du bras supérieur du levier à contrepoids est engagée une plaque 73 coulissant librement, entraînée dans le mouve- ment de ce bras et obturant la lumière de passage de ce bras.
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Le fond du piston est percé d'une ouverture 79 normalement obturée par une soupape d'aspiration 80, soumise à la poussée d'un ressort taré 81. Celui-ci prend appui contre une pièce en pont 82 fixée au fond du piston et servant de guide à la tige 83 de ladite soupape. Cette soupape constitue, ainsi qu'on le verra, un moyen de soutirage de secours pour le cas où.la limite de remplissage de la citerne serait atteinte.
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Lorsque le bras flottant oscille verticalement par suite des va- riations de niveau du carburant dans la citerne, la tubulure 51 se déplace en hauteur en restant horizontale et à faible distance sous la surface libre. Ses débouchés étant dirigés horizontalement et symétriquement, à l'aspiration comme au refoulement, la zone intéressée par le mouvement du carburant est toujours proche de la surface. En outre les plateaux des pièces 54 d'articulation des flotteurs forment au-dessus de ses débouchés des écrans toujours horizontaux, qui évitent la formation d'un tourbillon, par lequel de l'air serait entraîné avec le liquide aspirée Au soutirage, l'aspiration se fait au sein d'une masse de carburant pur, même si la citer- ne vient d'être remplie depuis peu de temps, car le liquide de surface est le premier à subir la décantation.
Au remplissage, le liquide étant intro- duit dans un plan horizontal proche de la surface, les remous ne risquent pas d'intéresser le fond de la citerne, et de remélanger l'eau et les boues au carburant décanté.,
Lorsque le bras flottant, en suivant les variations de niveau du carburant, arrive près de la paroi inférieure de la citerne à la vidange, ou de la paroi supérieure au remplissage, les leviers 69 et 75 sont les premiers à rencontrer ces paroiso
Dans le premier cas, le talon 71 du levier 69 glisse sur la paroi inférieure, tandis que le bras flottant s'abaisse encore et le levier 69 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, en exerçant par la bielle 66 une traction sur le piston obturateur 63.
A la limite, lorsque par rapport au bras la paroi inférieure a la position relative lA, les flotteurs la position 16A et le levier 69 la position 69A, le piston obturateur 63 occu- pe sa position extrême représentée en traits mixtes, dans laquelle il est arrêté par une butée 84. Il obture la tubulure extrême 48 du bras flottant.
La pompe ne peut plus aspirer de carburant ; le bras flottant est arrêté à une position basse limite, pour laquelle ses débouchés sont encore au- dessus de la couche sous-jacente d'eau ou de boueo Cette position n'est d'ailleurs pas nécessairement atteinte avant un nouveau remplissageo
Toutefois, si, du bout du remplissage, le bras flottant est dans la position limite dont il vient d'être question, le piston obturateur est alors en position d'obturation, si bien que le carburant refoulé ne peut sortir par la voie normale, que constitue la tubulure transversale 51.
Il se produira une élévation de pression suffisante pour lever la soupape de décharge et le carburant pourra néanmoins s'écouler par cette soupapeo Lorsque le niveau du liquide se sera élevé avec le bras flottant, assez pour que le levier à contrepoids 69 bascule vers sa position normale, le piston d'obturation sera ramené dans son cylindre, ce qui rouvrira au car- burant sa voie normale vers la tubulure 51.
Quand, en fin de remplissage de la citerne, la tête 77 du levier 75 rencontre la paroi supérieure de celle-ci, elle glisse sous cette paroi et le levier 75 tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre, en en- traînant par son goujon 76 le bras supérieur du levier à contrepoids 69 dans une rotation de même sens qu'en fin de soutirage. Le piston obturateur 63 se déplace vers sa position d'obturation représentée en traits mixtes.
Lorsque, par rapport au bras flottant, la paroi supérieure de la citerne a la position relative 1B, les flotteurs la position 16B et le levier 75 la position 75B, ce levier, dont la plaquette 78 a rencontré la tige de soupape 62, bloque cette soupape à la fermeture et son pivotement est ar- rêté. Le piston obturateur 63 est alors en position d'obturation. Ainsi, toute issue du liquide refoulé est fermée et le remplissage cesse. Afin d'éviter une surpression dans la conduite de carburant, la pompe comporte bien entendu un by-pass de décharge. On a vu d'ailleurs que son arrêt peut
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être commandé automatiquement lorsque le remplissage atteint un certain ni- veau.
Cependant, si le bras flottant a atteint au remplissage la position haute limite, dont il vient d'être question, le piston obturateur 63 sera maintenu à sa position d'obturation, tant que le niveau du carburant restera inchangé. Le soutirage ne peut donc se faire normalement, mais la soupape de secours 80 se lève pour ouvrir un passage au carburant aspiré. Lorsque le niveau du liquide se sera abaissé avec le bras flottant, assez pour que le levier 75 permette au levier à contrepoids 69 de basculer vers sa posi- tion normale, le piston obturateur sera ramené dans son cylindre, ce qui rouvrira au carburant soutiré la pleine section de la tubulure 500
Dans la variante du levier à contrepoids que représente la figure 7, ce levier est en deux parties; un levier 85 portant le contrepoids 72 est articulé en 86 au milieu d'un levier 87 articulé à la bielle 66.
A 1' extrémité de ce dernier levier et en un point du levier 85 également distant de l'articulation 86 sont attachés respectivement le câble intérieur 88 et la gaine 89 d'un câble à gaine, qui, sortant de la citerne par exemple par la tubulure de trou d'homme 7, peut être actionné de l'extérieur pour modi- fier l'écart angulaire de ces leviers. Ceci¯permet de modifier la position du talon 71 du levier à contrepoids par rapport à celle du piston obturateur et par suite de changer le niveau limite d'abaissement du bras flottant suivant la hauteur de l'eau au fond de la citerne.
Dans la variante que représente la figure 8, le fond du piston ob- turateur 63 porte une tige axiale rigide 90, coudée et contre-coudée pour former à son extrémité un logement limité à deux parois verticales 91, 92.
Deux leviers verticaux parallèles 93 et 94, traversant la paroi supérieure de la tubulure transversale 51, par une lumière, sont articulés dans des chapes latérales 95 et 96 d'une barre transversale 97 reliant les supports oscillants 54 et rendant ainsi les flotteurs 16 solidaires. Leurs extrémités basses sont logées entre les parois 91 et 92 et présentent, face à celles- ci mais à une certaine distance, des butées transversales 98 et 99. A leurs extrémités supérieures sont attachés respectivement le câble intérieur 100 et la gaine 101 d'un câble à gaine, semblable à celui qui a été mentionné à prop,os de la figure 7.
Au cours de l'oscillation du bras, le mouvement d'oscillation rela- tif de l'ensemble des flotteurs détermine une inclinaison relative des deux bras 93 et 94, dont l'écartement est maintenu par le câble à gaine. Pour une certaine inclinaison du bras flottant vers le bas ou vers le haut, la butée 98 du levier 93 rencontre la paroi 91 ou la butée 99 du levier 94 la paroi 92. Dès lors, si le bras flottant continue son mouvement dans le même sens, le levier 94 ou le levier 93 déplace le piston obturateur vers la droite ou vers la gauche de la figure 8. En fin de course d'oscillation, il obture la communication entre le passage périphérique et la partie de droite ou de gauche de la tubulure 50.
Bien qu'on n'ait représenté à la figure 8 ni soupape de décharge, ni soupape d'aspiration, de telles soupapes sont nécessaires pour les rai- sons indiquées à propros de la forme d'exécution selon les figures 4 à 6.
Comme le montre la figure 9, le piston obturateur peut aussi être monté dans la colonne 14. Une tubulure intermédiaire 102, présentant un renflement latéral 103, a sa section divisée en une partie cylindrique 104 dans l'axe de la colonne et en un passage latéral de même section totale 105 par une paroi cylindrique intérieure 106, ménageant à chaque bout une communication entre les deux parties de la section. Le piston obturateur 63, logé dans la partie cylindrique, peut venir obturer l'une ou l'autre
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de ces communications par un déplacement axial vers le haut ou vers le bas.
Comme dans les formes d'exécution précédentes, il est prévu une soupape d'aspiration 80 dans le fond du piston et une soupape de décharge 60 sur la paroi de la tubulure dans une position telle, que l'orifice allant à cette soupape soit aveuglé par le piston obturateur à sa position haute.
Une bielle 107 relie ce dernier à une barre 108, reliant''deux bossages 109 des manchons tournants .de- l'articulation et de position telle, qu'elle soit dans le plan commun aux ages de l'articulation et .du. bras flottant.
L'oscillation du bras flottant s'accompagne donc, suivant son sens, d'un déplacement du piston obturateur, soit vers le haut, soit vers le bas. Lors du soutirage, l'abaissement du bras déplace le piston obtura- teur vers le bas jusqu'à une position limite, pour laquelle l'obturation est complète. Le remplissage peut se faire à partir de cette position grâce à la soupape de décharge 60, jusqu'à ce que l'élévation du niveau du carburant et du bras soit suffisante pour que le piston découvre de nou- veau la communication entre la colonne 14 et le bras 15. A la limite de remplissage, le piston, relevé au cours de la montée du bras flottant, obture la communication du haut et l'entrée de la soupape de décharge.
Le soutirage, à partir de cette position, peut se faire par la soupape d'aspiration 80, jusqu'à ce que l'abaissement du niveau du carburant et du bras soit suffisant pour que le piston découvre de nouveau la communi- cation qu'il obturait.
Dans la forme d'exécution décrite précédemment on a vu que le bras flottant se termine par une tubulure en té, dont la traverse horizontale présente des débouchés symétriques, et qu'au-dessus de chaque débouché le plateau de la pièce d'articulation d'un flotteur forme un écran évitant la formation d'un tourbillon de surface.
La figure 10 montre à titre de variante un déflecteur situé juste au-dessus du débouché de la tubulure transversale 51, formé par une plaque 110 solidaire de la pièce 54. Cette plaque est fixée au moyen d'articula- tion de la pièce 54 sur l'axe 53 parallèlement à l'axe du flotteur. Elle reste donc toujours horizontale. Dans ce cas l'assise du flotteur sur la pièce 54 peut être constituée par un berceau 11 par exemple, sur lequel le flotteur est attaché.
Dans une autre variante, que représente la figure 11, l'axe d'ar- ticulation des flotteurs est un axe 112 coaxial à la tubulure transversale 51 et porté par des paliers 113 tenus par nervures radiales 114. Dans cha- que débouché de la tubulure 51 est engagée librement une tubulure de rac- cordement 115 d'une boite plate cylindre à fonds pleins 116 présentant dans sa paroi latérale des ouvertures 117 à 45 de la direction transversale.
La tubulure 115 est centrée sur l'axe 112 par un moyeu 118 à bras radiaux 119 et peut tourner sur celui-ci. Elle porte soudé un colier 120 solidaire du berceau lll,sur lequel le flotteur est attaché. L'axe du flotteur est parallèle aux fonds de la boite 116, qui forment ainsi deux écrans toujours horizontaux, entre lesquels les courants de liquide ont des directions rayonnantes. Ainsi il ne peut pas se produire de tourbillons de surface et les remous déterminés par le mouvement du liquide refoulé ou aspiré par les débouchés du bras flottant sont diminués du fait de la division des courants et de leur étalement dans la couche horizontale de liquide où se trouvent les boîtes 116.
S'il s'agit d'un réservoir mobile, comme par exemple un réservoir à carburant pour avion, le bras flottant et les organes associés peuvent avoir une construction simplifiée, moins encombrante et par conséquent mieux appropriée aux dimensions d'un del réservoir.
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Dans la forme d'exécution du bras flottant, que les figures 13 et
14 représentent et qui est spécialement approprié à cette application, les flotteurs ne sont plus constitués par des corps distincts mais par des éléments flotteurs rapportés et fixés autour du tube 15 et de sa tubulure transversale 51 d'extrémité. On a représenté à titre d'exemple des éléments flotteurs formés par une couche épaisse 121 d'une matière très légère. Une double paroi limitant autour des tubes des capacités étanches remplies d'air rempliraient le même rôle.
Les organes obturateurs sont constitués par des clapets rotatifs
122, 123, disposés l'un derrière l'autre dans le tube 15, chacun rappelé en position d'ouverture par la traction d'un ressort 124 ou 125, ratta- chant à un goujon 126, fixé au tube 15 extérieurement, un bras 127 ou 128 fixé à l'axe 129 ou 130 de rotation du clapet. Ces clapets sont normalement ouverts sous la traction de leur ressort, et chacun d'eux est actionné à la fermeture par un levier fixé à son axe et basculé par contact avec la paroi du réservoir lorsque le bras atteint sa position limite basse ou haute sui- vant le cas.
Le clapet 122 est un clapet de fin de soutirage, à levier pendant 131. Sa fermeture en position 131A détermine la position limite inférieure du bras flottant, pour laquelle le fond du réservoir ayant pris la position relative lA a fait pivoter le levier 131 jusqu'à la position 131A. Une soupape de décharge 132, portée par le clapet 122, permet le début du rem- plissage jusqu'à ce que, le bras flottant ayant amorcé son mouvement ascen- dant, ce clapet commence à s'ouvrir.
Le clapet 123 est un clapet de fin de remplissage à levier ascen- dant 133. Sa fermeture en position 123B détermine la position limite supé- rieure du bras flottant, pour laquelle le dessus du réservoir ayant pris la position relative 1B a fait pivoter le levier 133 jusqu'à la partie 133B. Une soupape d'aspiration 134, portée par le clapet 123, permet le dé- but du soutirage jusqu'à ce que, le bras flottant ayant amorcé son mouve- ment descendant, ce clapet commence à s'ouvrir.
On voit que le fonctionnement des organes obturateurs est tout à fait semblable à celui qui a été décrit dans la première forme d'éxécution en référence aux figures 4 à 6. Dans un réservoir à poste fixe les ressorts des clapets pourraient être remplacés par des contrepoids.
Toutefois et surtour s'il s'agit d'un réservoir mobile l'espace restant non remplis à la partie supérieure du fait de la fermeture du cla- pet de remplissage qui est commandée par la butée du bras 133 constitue une perte de capacité utile. Ceci pourrait être un inconvénient en particulier pour un réservoir d'avion dont l'encombrement doit être limité au plus jus- te eu égard à la provision de carburant transportéeo Pour éviter cet incon- vénient on peut adjoindre au mécanisme d'obturation qui vient d'être décrit les moyens, que représentent les figures 15 et 16.
Le tube 15 porte une tubulure 135, en communication avec ce tube par une ouverture, munie d'une soupape de décharge 136, normalement main- tenue sur son siège par un ressort 1370 Dans la tubulure 135 est monté un clapet rotatif 138, dont l'axe 139 porte de chaque côté de la tubulure deux bras parallèles 140 pour l'attache d'un organe de commande. Cet organe de commande comprend un étrier fil, qui chevauche le tube 15, dont les bran- ches 141 sont pivotées à leurs extrémités aux leviers 140 et dont la tra- verse 142 est prise dans une boucle d'extrémité 143 d'une tige verticale 144. Celle-ci est guidée avec jeu dans un manchon 145, porté par un sup- port 146 ,soudé sur le tube 15.
Elle est attachée au-dessus du niveau des
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flotteurs 16 à un flotteur sphérique 147, qui,dans la position haute du bras, se trouve à l'aplomb sous une tubulure fermée 148, ou dôme.
Tant que le bras flottant n'a pas atteint sa position limite supé- rieure, le flotteur 147 n'étant pas immergé repose par son poids sur le manchon 145 et le clapet 138 est alors ouvert. Ainsi un débouché subsiste par la tubulure 135 avec levée de la soupape de décharge 136, lorsque le clapet 123 se ferme par butée du levier 133. Cette soupape de décharge 136, qui est restée fermée tant que le bras flotteur avait son débouché normal par la tubulure 51, s'ouvre sous l'effet de la pression de refoulement, si bien que du liquide peut continuer à s'écouler dans le réservoir, après que le bras flottant s'est immobilisé à sa position limite supérieure.
Tandis que le remplissage se poursuit, le flotteur 147 s'élève dans le dôme 148. Son mouvement de montée par rapport au bras flottant arrêté fait tourner le clapet 138 vers sa position de fermeture. Le réglage est tal que celle-ci est atteinte lorsque le liquide arrive à l'intérieur du d8me 148 à un niveau 149, qui correspond à la limite de remplissage. La capacité du réservoir est alors totalement utilisée, et l'on évite la perte de volume utiles- que représentait l'espace situé au-dessus du niveau limite de flottaison des flotteurs 16.
La soutirage se fait au début par la soupape d'aspiration décrite en référence aux figure 13 et 14 (soupape 134 de ces figures), que l'on n'a pas représentée aux figures 15 et 16, et celà jusqu'à ce que le bras flottant se soit suffisamment abaissé pour l'ouverture du clapet 123. On remarquera que, dès le début du soutirage, le flotteur 147, abandonné par le liquide, retombe et replace le clapet 138 en position d'ouverture. Mais la soupape de décharge 136 est alors fermée, ce qui évite que le soutirage ne se fasse par la tubulure 135 en causant des remous. Le remplissage se fait de même normalement par cette tubulure 51, la soupape 136 restant fermée tant que le clapet 123 est ouvert.
Le dispositif qui est représenté à la figure 17 constitue dans le cas d'une citerne à combustible liquide une sécurité contre le soutirage d'eau en position basse du bras. La couche sous-jacente d'eau peut atteindre en effet une hauteur suffisante pour que la tubulure 51 s'y engage, si le mouvement d'abaissement du bras flottant n'est limité que par la butée du levier pendant 131 contre le fond de la citerne, Le clapet 122 n'étant pas encore fermé, on soutire alors de l'eau avec le combustible liquide.
Suivant l'invention, à la commande du clapet 122 par le bras pen- dant 131 est adjointe une commande auxiliaire par un flotteur densimétri- que, qui ne flotte pas lorsqu'il est immergé dans le liquide combustible seul, mais prend une position d'équilibre lorsqu'il est immergé en partie dans celui-ci et en partie dans l'eau. Ce flotteur 150 est fixé à un bras 151, articulé en 152 sur la tubulure transversale 51. Une bielle 153 le re- lie à l'un des bras 154 d'un levier angulaire fixé sur l'axe 129 du clapet 122. L'autre bras 155 de ce levier est rattaché par un ressort 156 à un goujon 157 du bras 15, de façon à être rappelé en position d'ouverture du clapet 122.
On a désigné par 158 la surface de séparation de l'eau avec le combustible liquide, étant supposé que la citerne contient une quantité d'eau anormale. Lorsqu'au cours du soutirage, les flotteurs 16 suivant l'abaissement du niveau libre du combustible liquide, le flotteur 150 s'en- gage dans l'eau avant que le levier 131 soit en contact avec le fond du réservoir 1, le flotteur 150 atteint bientôt une position d'équilibre et son mouvement de descente s'arrête. Le bras flottant poursuivant au con-
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traire son mouvement de descente, le levier 151 tourne par rapport à lui dans le sens des aiguilles d'une montre, ce qui ferme le clapet 152. Le dispositif est tel que celui-ci soit fermé avant que la tubulure 51 n'ait atteint la surface de séparation 158 du combustible liquide et de l'eau sous-jacente,comme représenté.
Si au contraire la quantité d'eau est fai- ble, ce qui est le cas normal, le levier 131 rencontre le fond de la ci- terne avant que le flotteur 150 ne soit arrêté et la fermeture du clapet
122 reste assurée par l'action du levier 131.Ainsi le flotteur 150 n'in- tervient que si la hauteur d'eau sous-jacente est excessive et le dis- positif auxiliaire qui vient d'être décrit constitue simplement un organe de sécurité.
Aux figures 18 et 19, qui montrent une autre forme d'exécution d'un dispositif de sécurité suivant l'invention, un clapet auxiliaire 159 est prévu dans la partie montante de la tubulure 18, qui termine la colon- ne fixe 14. L'axe 160 de ce clapet porte des bras 161, qui sont reliés par une tige 162 à l'extrémité de bras de levier 163 oscillant verticalement autour d'un axe 164 d'une tige verticale 165 pendant sous la colonne 14 jusqu'à proximité du fond de la citerne. En un point intermédiaire des le- viers 163 s'articulent en 166 des bielles 167 pivotées en 168 sur un flot- teur densimétrique 169 coulissant sur la tige verticale 165.
Lorsque le niveau de l'eau sous-jacente élève le flotteur densi- métrique 169 vers la position représentée, les leviers 163 tournent dans le sens des aiguilles d'une montre, élèvent la tige 162 et font tourner le clapet 159 vers la position de cermeture représentée. Au niveau atteint alors par le flotteur correspond une hauteur maximum admise de la couche d'eau sous-jacente, que-delà de laquelle la conduite 14 est fermée aussi bien pour le soutirage que pour le remplissage.
Un tube plongeur 170 débouchant près du fond permet d'aspirer et d'évacuer l'excès d'eau par pompage.
Bien entendu le dispositif qui vient d'être décrit doit être réglé de façon que le clapet 159 étant encore ouvert, c'est-à-dire le niveau de l'eau n'ayant pas atteint sa limite supérieure 158, le bras flottant ne puisse pas en cours de soutirage s'abaisser assez pour que sa tubulure 51 s'engage dans l'eau. Or la limite d'abaissement du bras est fixée par le levier 131 qui vient buter contre le fond de la citerne en fermant un obtu- rateur du bras, par exemple, comme précédemment un clapet 122. Il faut donc que cet obturateur soit fermé et le bras arrêté au moment où la tubulure 51 atteint le niveau 171.
Les clapets 122 et 159 assurent ainsi indépendamment l'un de l'au- tre l'obturation de la conduite, mais leurs fonctions sont différentes.
Le clapet 122 assure seul cette obturation à la position limite inférieure du bras flottant si la hauteur d'eau est au-dessous du niveau 171. Le cla- pet 159 au contraire se ferme si ce niveau d'eau est atteint, quelle que soit la position du bras flottant et notamment en cours de remplissage, si le liquide introduit contient assez d'eau pour élever la hauteur de la couche sous-jacente jusqu'au niveau 171. Il constitue un organe de sécurité qui révèle l'excès d'eau présent dans la citerne.
Bien entendu on peut associer au flotteur 169 un dispositif indi- cateur de niveau d'eau, par exemple par le moyen d'une tige ascendante, non représentée, solidaire du flotteur et actionnant un indicateur, sembla- ble à celui qui a été décrit en référence à la figure 2.
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The present invention relates to any liquid storage tanks, fixed or mobile, such as fixed-station fuel tanks and aircraft fuel tanks.
The liquid is introduced or withdrawn from these reservoirs by pumping.
As it undergoes settling in the tank, it is advantageous in these two operations to avoid mixing again with the decanted liquid the impurities which have separated from it.
Thus, fuel tanks always contain a certain amount of water from condensations and accidentally introduced solid impurities, which separate by gravity and form a layer at the bottom of the tank. With the aim of withdrawing the fuel as pure as possible, it has been proposed to use, as the withdrawal tube, an articulated tube comprising a fixed part or column and, at the end of this fixed part, substantially over the longitudinal axis of the tank, a tube articulated to the column and terminated by a float, or "floating arm".
The fuel is thus drawn in the vicinity of its free surface, in the part of the liquid volume which is the first to settle.
In the constructions known hitherto, the floating arm is attached under a float of spherical shape, because this shape is that which ensures for a certain weight the maximum volume and consequently gives the greatest upward force. Now the diameter of the float is limited by the diameter of the manhole provided for example on large tanks, for the introduction of the equipment into the tank, so that its ascending shape is necessarily small. We have therefore been led to simplify this equipment to the extreme, so as to reduce the weight of the floating arm to a minimum. This is generally a simple tube connected to the column by an elbow with a rotating joint. It is only used for racking.
For its filling, the tank has a vertical tube opening out near the bottom. Despite the proposed use of a horizontal deflector facing the outlet of this tube, this fuel introduction means causes eddies of liquid near the bottom. In addition, it does not take into account possible variations in the height of water occupying this bottom.
The present invention relates to the construction of a floating arm and its arrangement in a tank to serve both as a withdrawal and filling conduit. Its object in particular is a float device capable of exerting a large load-bearing force, and various means which, taking advantage of this property, provide the floating arm with a more robust construction and allow it to control its own flow of liquid by its oscillatory movements.
The subject of the invention is also means which, depending on the float, ensure complete blocking of the arm at the high point in order to stop the delivery of liquid when the tank is full and the withdrawal at the low point when the tank is. almost empty.
In addition, the invention relates incidentally to means which, despite the blocking of the floating arm at the high point during filling of the tank, allow on the one hand, to ensure complete filling, in particular if it is This is a mobile tank, such as a fuel tank on an airplane, on the other hand, to allow the withdrawal to begin despite the blocking of the arm made at the high point by the action of the float The invention aims also means which, despite the blocking of the floating arm made at the low point at the end of withdrawal by the action of the float, make it possible to discharge liquid into the tank to cause the arm to reopen by raising the level for the purpose of filling.
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The subject of the invention is also a safety hub sensitive to the difference in density of two liquid which, during withdrawal, determines the plugging of the pipe of the floating arm before the latter engages in the layer of liquid. underlying.
The invention will be illustrated in what follows by the description of various examples of execution of the tank with a floating arm which is the subject thereof with reference to the appended drawings in which, Figure 1 shows, in its schematic form, in longitudinal section. nal, the installation of a tank equipped with a floating arm according to the invention; Figure 2 is a partial longitudinal section of the tank through a pipe forming a manhole and shows in elevation, but shortened, the column at the bottom of which the floating arm is articulated, as well as this joint and a transmission device arm movements;
FIG. 3 is a partial horizontal section, taken on line III-III of FIG. 2, showing the parts of the joint; FIG. 4 shows the end of the floating arm and the associated members, seen from the side in a vertical section plane passing through the axis of the arm; FIG. 5 is an end view of the floating arm and of the associated members, with partial section taken on the line V-V of FIG. 4; Figure 6 is a cross section of the floating arm taken along line VI-VI of Figure 4; FIG. 7 represents a member associated with the arm, as a variant of FIG. 4;
FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 4 in an alternative embodiment of the members associated with the arm; FIG. 9 is an axial section of the bottom of the fixed column and of its articulation in the longitudinal plane and shows another embodiment of the members associated with the -! iras; FIG. 10 and FIG. II represent two variant embodiments of the end of the floating arm, by views corresponding to FIG. 5, but partial; Figure 12 is a sectional view taken along line XII-XII of Figure 11;
FIG. 13 represents a simplified embodiment of the floating arm and of the associated members with a view to the application of the invention, for example to an aircraft tank, the flcttant arm being shown in axial section; Figure 14 is a plan view corresponding to Figure 13 in a sectional plane along the line XIV-XIV of Figure 13; Figure 15 is a partial view in longitudinal section of an embodiment of a tank comprising a floating arm similar to that which has been described with reference to Figures 13 and 14 but further comprising means for ensuring the s wise total of the reservoir, this floating arm was cut only in its end grazing;
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FIG. 16 is a cross-sectional view of the upper part of the reservoir showing the floating arm at the end, with partial section taken on the line XVI-XVI of FIG. 15; FIG. 17 shows in longitudinal section a lower part of a tank with a floating arm according to the invention comprising safety means for preventing the underlying water from being drawn off, the floating arm being shown in side elevation from a plane of section of its transverse tubing located between the two floats;
FIG. 18 shows another embodiment of the safety means against the withdrawal of water from a tank with a floating arm according to the invention, shown in part and in longitudinal section, the floating arm being seen in lateral elevation except a local cut in the region of the arm joint; Figure 19 is on a larger scale a local plan view from the horizontal section plane defined by line XIX-XIX in Figure 18.
The stationary tank, taken as an example and shown in Figure 1, is a sheet metal tank 1 of large diameter and great length ,, Buried under a slope 2, it is accessible at the ends by two covered inspection shafts 3 and 4 protecting manholes 5 and 6. The first is delimited by a tube 7; both are closed by covers 8 and 9. In their interval, the cistern carries an aeration chimney 10; it has at the low point a cleaning opening 11, closed ,, A pipe 12 connects the tank to a pump not shown by an isolation valve 13.
The pipe 12 ends in the pipe 7, which it passes through by an elbow, and is extended by a fixed vertical tube or column 14 up to the level of the axis of the tank. At the bottom of this column, is articulated a tube continuing the pipe, or floating arm 15, opening at its end and supported by floats 16. The pipe could arrive in the axis of the cylindrical tank body and end in an axial horizontal tube 17 replacing the column 14. The pipe floating arm 15 would then be articulated at the end of this tube.
The pipe 12 and the fixed tube 14 or 17 with its floating arm 15 here constitute a pipe serving both for filling the tank and for withdrawing. The means which characterize the construction and arrangement of this arm will be described below. floating As shown in Figures 2 and 3, the articulation is made, no longer by a simple elbow as in known constructions, but by a lyre, which ensures symmetrical attachment with respect to the vertical plane of oscillation of the floating arm. A tee tube 18 terminates the column.
On each of its symmetrical side flanges 19 is centered and fixed a sleeve 20 serving as a fixed pivot for a rotating sleeve 21. The two symmetrical sleeves 21 are flanged two similar elbows 22 connecting these sleeves to the branches 23 of a junction tube 24, to which the tube 15 of the floating arm is broken.
The rotating sleeves 21 are carried by the fixed sleeves 20, each by a ring of balls 25, which, due to a particular assembly, constitute thrust bearings. The sleeves have a difference in radius between them that is just sufficient to ensure free play and the balls are almost half engaged in the facing grooves forming their raceways in these sleeves. They therefore fix the axial relative positions of the latter exactly. A radial hole 26 of each rotating sleeve 21 allows, once it is engaged, to introduce the balls in
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succession, which has the effect of both constituting the bearing and ensuring the axial retention of the rotating sleeve 21 on the fixed sleeve 20. This hole 26 is then closed by a plug 27.
On either side of each bearing are interposed two sealing devices 28 and 29 protecting the bearing and isolating the duct from the outside.
On one of the rotating sleeves 21 is fixed a grooved pulley segment 30. At the lower end of the latter a cable 31 is attached, winding in the groove and rising vertically along the column 14. This cable passed through a guide 32, attached to the upper flange of the tee tube 18.
It engages through a bottom opening in a pot 33, carried by the cover = key 8 of the manhole tube 7 and is attached to a plate 34, raised by a spring 35 resting on the bottom of this pot 33. A bellows 36, fixed in a sealed manner to this bottom and to the plate 34, prevents the atmosphere of the tank from being in communication with the outside atmosphere through the entry hole of the cable in the tank. the pot 33. The plate 34 carries on top a yoke 37 allowing the articulation of an attachment part of a cable 38 actuating an indicator. The box 39 thereof is clamped on the pot 33.
The indicator comprises a hand 40, which moves in front of a dial 41, graduated in levels or in volume, 13, and an arm 42 of which carries a segment 43, on which the cable 38 is wound, a spiral spring 44 ensures the tension of the latter. The segment 43 integral with the needle can serve as an electrical contactor for controlling the pumps by means of relays. By way of example, a contact 45 has been shown schematically, which at the end of its travel comes into contact with pads 46, 47, to close the relay circuit controlling a pumping and valve device for filling or drawing off. .
The floating arm 15, articulated at the bottom of the column 14, by the device described, is firmly held in the vertical plane passing through the axis of the tank and the articulation is subjected to symmetrical forces, which ensures its correct operation. When the arm is lowered, due to a drop in the fuel level in the tank, the cable 31 unwinds from segment 30, the plate 34 rises under the pressure of the spring 35 and the needle 40 rotates in the direction clockwise. Conversely, as the arm rises, cable 31 pulls on plate 34 and rotates the needle towards increasing graduations of levels or volumes.
At the end of the tube 15 of the floating arm (FIG. 4 to 6) is flanged a tube 48, having a bulge 49 containing a shutter. On the end flange of this tube is clamped the central branch 50 of a tee tube, the cross member 51 of which constitutes a horizontal symmetrical pipe (see FIG. 5), opening at its ends on either side of the mean plane of oscillation. Two symmetrical bosses 52 of this tubing carry an axis 53, on the projecting ends of which are articulated parts 54 with plates, on which are clamped the floats 16. These are of any shape but of great volume, for example. cylindrical.
Indeed, if their diameter is limited to the diameter of the pipe of the manhole of the tank, their length can be several times this diameter.
Due to their symmetrical arrangement, the resulting upward force is located in the mean plane of oscillation. The articulation around the transverse axis 53 allows these floats to always remain horizontal, therefore parallel to the level of the liquid, while the floating arm oscillates vertically.
The floats 16 can be formed by hollow bodies of metal or preferably of a neutral and unassailable artificial material,
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such as a polyester impregnated glass fabric, known in the trade under the name "laminated glass fiber".
The floats can also be solid bodies of any light material, in particular of cellular plastic known under the name of Klégesel, etc. Moreover, the pipes immersed in the tank are not necessarily metallic and can also be made of plastic material,
The chamber, formed by the bulge 49 of the tube 48 and the end of the floating arm, is divided by an annular wall 55 extending over the middle part of its length, open at its ends and held by radial ribs. 56, in an axial cylinder and in a peripheral passage formed by the channels included between the ribs 56. The upper wall of the bulge 49 has, between two ribs 56, a short vertical tube 57, in communication with one of the channels peripheral devices.
On this tubing is flanged a valve cage 58, the side walls of which are pierced with holes 59. The cage internally forms a seat for the plate 60 of a calibrated spring relief valve 61. The vertical rod 62 of this valve, guided in a boss of the top of the cage, protrudes upwards.
In the cylinder 55 can slide a shutter piston 63, of the same length, which is provided with a bottom facing the outlet of the tube 15 and the skirt of which closes the communication of the peripheral passage with the end of the tube 48 when the piston is moved to this end. The movement of the shutter piston is controlled by the mechanism below.
On a transverse axis 64, held at mid-length of the skirt of this piston in two internal bosses 65 of the latter, is articulated a longitudinal connecting rod 66, centered with a small I at by two bosses 67 of its two faces . In an extreme clevis 68 of this connecting rod is articulated the upper arm of an angled lever 69, which passes through a slot in the lower wall of the central branch 50 of the terminal tee tubing and is articulated in a clevis 70 carried by this wall. The lower arm of this lever, terminated in a rounded shape forming a heel 71, carries a mass 72 serving as a counterweight, which normally maintains this arm in the position shown in solid lines, for which the shutter piston 63 is returned inside. its cylinder.
Around the upper arm of the counterweight lever is engaged a freely sliding plate 73, driven in the movement of this arm and blocking the passage opening of this arm.
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The bottom of the piston is pierced with an opening 79 normally closed by a suction valve 80, subjected to the thrust of a calibrated spring 81. The latter bears against a bridge piece 82 fixed to the bottom of the piston and serving guide to the rod 83 of said valve. This valve constitutes, as will be seen, an emergency withdrawal means in the event that the filling limit of the tank is reached.
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When the floating arm oscillates vertically as a result of variations in the level of the fuel in the tank, the pipe 51 moves in height while remaining horizontal and at a short distance below the free surface. Its outlets being directed horizontally and symmetrically, at the suction as at the discharge, the zone concerned by the movement of the fuel is always close to the surface. In addition, the plates of the articulation parts 54 of the floats form above its outlets always horizontal screens, which prevent the formation of a vortex, through which air would be entrained with the liquid sucked. Aspiration takes place in a mass of pure fuel, even if the tank has just been filled for a short time, because the surface liquid is the first to undergo decantation.
On filling, the liquid being introduced in a horizontal plane close to the surface, there is no risk of the eddies affecting the bottom of the tank, and of re-mixing the water and sludge with the decanted fuel.,
When the floating arm, following the variations in fuel level, arrives near the bottom wall of the tank when emptying, or the top wall when filling, the levers 69 and 75 are the first to encounter these walls.
In the first case, the heel 71 of the lever 69 slides on the lower wall, while the floating arm is lowered further and the lever 69 turns clockwise, exerting by the connecting rod 66 a traction on the shutter piston 63.
Ultimately, when with respect to the arm the lower wall has the relative position lA, the floats the position 16A and the lever 69 the position 69A, the shutter piston 63 occupies its extreme position shown in phantom lines, in which it is stopped by a stop 84. It closes the end pipe 48 of the floating arm.
The pump can no longer suck fuel; the floating arm is stopped at a low limit position, for which its outlets are still above the underlying layer of water or mud This position is not necessarily reached before a new filling.
However, if, at the end of filling, the floating arm is in the limit position just mentioned, the stopper piston is then in the closed position, so that the delivered fuel cannot exit by the normal route, formed by the transverse tube 51.
Sufficient pressure will rise to lift the relief valve and fuel will still be able to flow through this valve When the liquid level has risen with the float arm, enough for the counterbalance lever 69 to swing to its position. normal, the shutter piston will be returned to its cylinder, which will reopen its normal path to fuel towards the pipe 51.
When, at the end of filling the cistern, the head 77 of the lever 75 meets the upper wall of the latter, it slides under this wall and the lever 75 turns counterclockwise, dragging by its pin 76 the upper arm of the counterweight lever 69 in a rotation in the same direction as at the end of withdrawal. The shutter piston 63 moves towards its closed position shown in phantom lines.
When, with respect to the floating arm, the upper wall of the tank has the relative position 1B, the floats in the 16B position and the lever 75 in the 75B position, this lever, whose plate 78 has met the valve stem 62, blocks this valve on closing and its pivoting is stopped. The shutter piston 63 is then in the closed position. Thus, any outlet of the pumped liquid is closed and filling ceases. In order to avoid overpressure in the fuel line, the pump naturally has a discharge bypass. We have also seen that its stop can
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be controlled automatically when the filling reaches a certain level.
However, if the floating arm has reached the high limit position during filling, which has just been discussed, the shutter piston 63 will be maintained in its closed position, as long as the fuel level remains unchanged. The withdrawal can therefore not be done normally, but the relief valve 80 is raised to open a passage for the sucked fuel. When the liquid level is lowered with the floating arm, enough for the lever 75 to allow the counterweight lever 69 to swing to its normal position, the shutter piston will be returned to its cylinder, which will reopen for the fuel withdrawn. full section of the tubing 500
In the variant of the counterweight lever shown in FIG. 7, this lever is in two parts; a lever 85 carrying the counterweight 72 is articulated at 86 in the middle of a lever 87 articulated to the connecting rod 66.
At one end of the latter lever and at a point of the lever 85 also distant from the joint 86 are respectively attached the inner cable 88 and the sheath 89 of a sheathed cable, which, leaving the tank for example by the manhole pipe 7, can be operated from the outside to modify the angular deviation of these levers. This makes it possible to modify the position of the heel 71 of the counterweight lever in relation to that of the shutter piston and consequently to change the lowering limit level of the floating arm according to the height of the water at the bottom of the tank.
In the variant shown in FIG. 8, the bottom of the shutter piston 63 carries a rigid axial rod 90, bent and counter-bent to form at its end a housing limited to two vertical walls 91, 92.
Two parallel vertical levers 93 and 94, passing through the upper wall of the transverse tube 51, by a slot, are articulated in lateral yokes 95 and 96 of a transverse bar 97 connecting the oscillating supports 54 and thus making the floats 16 integral. Their lower ends are housed between the walls 91 and 92 and have, facing them but at a certain distance, transverse stops 98 and 99. At their upper ends are respectively attached the inner cable 100 and the sheath 101 of a sheathed cable, similar to that which was mentioned in prop, os in figure 7.
During the oscillation of the arm, the relative oscillating movement of all the floats determines a relative inclination of the two arms 93 and 94, the spacing of which is maintained by the sheathed cable. For a certain inclination of the floating arm downwards or upwards, the stop 98 of the lever 93 meets the wall 91 or the stop 99 of the lever 94 the wall 92. Therefore, if the floating arm continues its movement in the same direction , the lever 94 or the lever 93 moves the shutter piston to the right or to the left of FIG. 8. At the end of the oscillation stroke, it closes the communication between the peripheral passage and the right or left part of the tubing 50.
Although neither relief valve nor suction valve has been shown in Figure 8, such valves are necessary for the reasons given in connection with the embodiment according to Figures 4 to 6.
As shown in Figure 9, the shutter piston can also be mounted in column 14. An intermediate pipe 102, having a lateral bulge 103, has its section divided into a cylindrical part 104 in the axis of the column and into a passage. side of the same total section 105 by an inner cylindrical wall 106, providing at each end a communication between the two parts of the section. The shutter piston 63, housed in the cylindrical part, can close one or the other
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of these communications by an axial displacement up or down.
As in the previous embodiments, there is provided a suction valve 80 in the bottom of the piston and a relief valve 60 on the wall of the manifold in such a position that the orifice going to this valve is blinded. by the shutter piston in its high position.
A connecting rod 107 connects the latter to a bar 108, connecting two bosses 109 of the rotating sleeves .de- the joint and position such that it is in the plane common to the ages of the joint and .du. floating arm.
The oscillation of the floating arm is therefore accompanied, depending on its direction, by a displacement of the shutter piston, either upwards or downwards. When drawing off, lowering the arm moves the shutter piston down to a limit position, for which the shutoff is complete. The filling can be done from this position by means of the relief valve 60, until the rise in the level of the fuel and of the arm is sufficient for the piston to discover again the communication between the column 14 and the arm 15. At the filling limit, the piston, raised during the rise of the floating arm, closes the top communication and the inlet of the relief valve.
Withdrawal from this position can be effected through the suction valve 80 until the fuel level and the arm have lowered enough for the piston to discover the communication again. he was blocking.
In the embodiment described above, it has been seen that the floating arm ends in a tee tube, the horizontal cross member of which has symmetrical outlets, and that above each outlet the plate of the articulation part d 'a float forms a screen preventing the formation of a surface vortex.
FIG. 10 shows, as a variant, a deflector located just above the outlet of the transverse tube 51, formed by a plate 110 integral with the part 54. This plate is fixed by means of articulation of the part 54 on the part 54. the axis 53 parallel to the axis of the float. It therefore always remains horizontal. In this case the seat of the float on the part 54 may be constituted by a cradle 11 for example, on which the float is attached.
In another variant, shown in FIG. 11, the axis of articulation of the floats is an axis 112 coaxial with the transverse tube 51 and carried by bearings 113 held by radial ribs 114. In each outlet of the tube. tube 51 is freely engaged a connecting tube 115 of a flat cylinder box with solid bottoms 116 having in its side wall openings 117 to 45 in the transverse direction.
The tubing 115 is centered on the axis 112 by a hub 118 with radial arms 119 and can rotate on the latter. It carries a welded collar 120 integral with the cradle III, to which the float is attached. The axis of the float is parallel to the bottom of the box 116, which thus form two always horizontal screens, between which the liquid currents have radiating directions. Thus it is not possible to produce surface vortices and the eddies determined by the movement of the liquid discharged or sucked up by the outlets of the floating arm are reduced due to the division of the currents and their spread in the horizontal layer of liquid where find the boxes 116.
If it is a mobile tank, such as for example a fuel tank for an airplane, the floating arm and the associated members can have a simplified construction, less bulky and therefore better suited to the dimensions of a del tank.
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In the embodiment of the floating arm, that figures 13 and
14 show and which is especially suitable for this application, the floats are no longer constituted by separate bodies but by float elements attached and fixed around the tube 15 and its transverse end pipe 51. Floating elements formed by a thick layer 121 of a very light material have been shown by way of example. A double wall limiting around the tubes sealed capacities filled with air would fulfill the same role.
The shutters are made up of rotary valves
122, 123, arranged one behind the other in the tube 15, each returned to the open position by the traction of a spring 124 or 125, attaching to a pin 126, fixed to the tube 15 externally, a arm 127 or 128 fixed to the axis 129 or 130 of rotation of the valve. These valves are normally open under the pull of their spring, and each of them is actuated on closing by a lever fixed to its axis and tilted by contact with the wall of the tank when the arm reaches its lower or upper limit position. before the case.
The valve 122 is an end of draw-off valve, with a lever for 131. Its closure in position 131A determines the lower limit position of the floating arm, for which the bottom of the tank having taken the relative position lA has caused the lever 131 to pivot until at position 131A. A relief valve 132, carried by the valve 122, allows the start of the filling until, the floating arm having initiated its upward movement, this valve begins to open.
The valve 123 is an end of filling valve with ascending lever 133. Its closure in position 123B determines the upper limit position of the floating arm, for which the top of the tank having taken the relative position 1B has caused the lever to pivot. 133 to part 133B. A suction valve 134, carried by the valve 123, allows the start of the withdrawal until, the floating arm having initiated its downward movement, this valve begins to open.
It can be seen that the operation of the shut-off members is quite similar to that which was described in the first embodiment with reference to FIGS. 4 to 6. In a stationary tank, the springs of the valves could be replaced by counterweights. .
However, especially in the case of a mobile tank, the space remaining unfilled at the upper part due to the closing of the filling valve which is controlled by the stop of the arm 133 constitutes a loss of useful capacity. . This could be a drawback, in particular for an aircraft tank, the size of which must be limited as closely as possible with regard to the supply of fuel transported. To avoid this drawback, it is possible to add to the shut-off mechanism which comes from 'be described the means, shown in Figures 15 and 16.
The tube 15 carries a tubing 135, in communication with this tube by an opening, provided with a relief valve 136, normally held on its seat by a spring 1370 In the tubing 135 is mounted a rotary valve 138, of which the 'axis 139 carries on each side of the pipe two parallel arms 140 for attaching a control member. This control member comprises a wire stirrup, which straddles the tube 15, the branches 141 of which are pivoted at their ends to the levers 140 and the cross member 142 of which is taken in an end loop 143 of a vertical rod. 144. The latter is guided with play in a sleeve 145, carried by a support 146, welded to the tube 15.
It is attached above the level of
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floats 16 to a spherical float 147, which, in the upper position of the arm, is plumb under a closed pipe 148, or dome.
As long as the floating arm has not reached its upper limit position, the float 147, not being submerged, rests by its weight on the sleeve 145 and the valve 138 is then open. Thus an outlet remains through the pipe 135 with the discharge valve 136 being lifted, when the valve 123 is closed by the stop of the lever 133. This discharge valve 136, which remained closed as long as the float arm had its normal outlet through the tubing 51, opens under the effect of the discharge pressure, so that liquid can continue to flow into the reservoir, after the floating arm has come to rest in its upper limit position.
As filling continues, float 147 rises in dome 148. Its upward movement relative to the stopped float arm rotates valve 138 to its closed position. The setting is such that this is reached when the liquid arrives inside the d8me 148 at a level 149, which corresponds to the fill limit. The tank capacity is then fully utilized, and the loss of useful volume represented by the space located above the limit float level of the floats 16 is avoided.
The withdrawal is done at the beginning by the suction valve described with reference to figures 13 and 14 (valve 134 of these figures), which has not been shown in figures 15 and 16, and this until the floating arm is sufficiently lowered for the opening of the valve 123. It will be noted that, from the start of the draw-off, the float 147, abandoned by the liquid, falls back and places the valve 138 in the open position. But the discharge valve 136 is then closed, which prevents the withdrawal from taking place through the pipe 135, causing eddies. Filling is likewise normally done through this pipe 51, the valve 136 remaining closed as long as the valve 123 is open.
The device which is represented in FIG. 17 constitutes, in the case of a liquid fuel tank, a safety against the withdrawal of water in the lower position of the arm. The underlying layer of water can in fact reach a height sufficient for the pipe 51 to engage therein, if the lowering movement of the floating arm is limited only by the stop of the lever for 131 against the bottom of the cistern, the valve 122 not yet being closed, water is then withdrawn with the liquid fuel.
According to the invention, to the control of the valve 122 by the hanging arm 131 is added an auxiliary control by a densimetric float, which does not float when it is immersed in the combustible liquid alone, but takes a position of. 'balance when submerged partly in it and partly in water. This float 150 is fixed to an arm 151, articulated at 152 on the transverse pipe 51. A connecting rod 153 connects it to one of the arms 154 of an angular lever fixed to the axis 129 of the valve 122. The another arm 155 of this lever is attached by a spring 156 to a pin 157 of the arm 15, so as to be returned to the open position of the valve 122.
The surface of water separation from the liquid fuel was designated 158, assuming that the tank contained an abnormal amount of water. When during withdrawal, the floats 16 following the lowering of the free level of the liquid fuel, the float 150 engages in the water before the lever 131 is in contact with the bottom of the tank 1, the float 150 soon reaches a position of equilibrium and its downward movement stops. The floating arm continuing to the con-
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milking its downward movement, the lever 151 rotates relative to it clockwise, which closes the valve 152. The device is such that the latter is closed before the pipe 51 has reached the separation surface 158 of the liquid fuel and the underlying water, as shown.
If, on the contrary, the quantity of water is low, which is the normal case, the lever 131 meets the bottom of the tank before the float 150 is stopped and the valve closes.
122 remains ensured by the action of the lever 131. Thus the float 150 intervenes only if the underlying water depth is excessive and the auxiliary device which has just been described simply constitutes a safety device. .
In Figures 18 and 19, which show another embodiment of a safety device according to the invention, an auxiliary valve 159 is provided in the rising part of the pipe 18, which ends the fixed column 14. L 'axis 160 of this valve carries arms 161, which are connected by a rod 162 to the end of the lever arm 163 oscillating vertically about an axis 164 of a vertical rod 165 hanging under column 14 up to proximity from the bottom of the tank. At an intermediate point, the levers 163 are articulated at 166 of the connecting rods 167 pivoted at 168 on a densimetric float 169 sliding on the vertical rod 165.
As the underlying water level raises density float 169 to the position shown, levers 163 rotate clockwise, raise rod 162, and rotate valve 159 to the position of. cermeture shown. The level then reached by the float corresponds to a maximum admissible height of the underlying water layer, beyond which the pipe 14 is closed both for drawing off and for filling.
A dip tube 170 opening near the bottom makes it possible to suck up and remove excess water by pumping.
Of course the device which has just been described must be adjusted so that the valve 159 is still open, that is to say the water level has not reached its upper limit 158, the floating arm does not during withdrawal, cannot lower enough for its tubing 51 to engage in the water. However, the lowering limit of the arm is set by the lever 131 which abuts against the bottom of the tank by closing a shutter on the arm, for example, as previously a valve 122. This shutter must therefore be closed and the arm stopped when the tubing 51 reaches level 171.
The valves 122 and 159 thus ensure, independently of one another, the sealing of the pipe, but their functions are different.
The valve 122 alone ensures this closure at the lower limit position of the floating arm if the water height is below level 171. The valve 159 on the contrary closes if this water level is reached, whatever the water level. the position of the floating arm and in particular during filling, if the liquid introduced contains enough water to raise the height of the underlying layer to level 171. It constitutes a safety device which reveals the excess of water present in the tank.
Of course, it is possible to associate with the float 169 a water level indicator device, for example by means of an ascending rod, not shown, integral with the float and actuating an indicator, similar to that which has been described. with reference to figure 2.