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distributeurs
La présente invention est relative à des réservoirs/de liquide fournissant un débit constant de liquide ou une vitesse d'écoulement constante quel que soit le niveau du liquide dans les réservoirs.
Comme réservoirs de ce type, on a déjà utilisé des va- ses de Mariotte inversés constitués par un vase d'accumulation fer- mé comportant sur le fond un tube d'écoulement pénétrant dans un
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second réservoir ouvert, c'est-à-dire en communication avec l'atmoa" phère. Ce second réservoir ouvert fournit un écoulement constant'
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dans l'unité de temps car son niveau est constamment indépendant du niveau dans le vase d'accumulation jusqu'au bord extrême .du tube d'écoulement.
Cependant, ce dispositif est fortement affecté par les conditions atmosphériques étant donné que la surface libre du ré- servoir ouvert, est soumise à la pression atmosphérique. Lors des variations de pression atmosphérique, la quantité de liquide du vase d'accumulation isolé par le niveau inférieur du liquide est lentement refoulée de celui-ci car, en cas d'augmentation de pres- siondes bulles d'air pénètrent dans le vase d'accumulation par le tube d'écoulement, par contre,en cas de chute de pression la quantité de liquide sortant de ce récipient fermé est augmentée.
Un inconvénient supplémentaire de ce dispositif est qu'en cas de non-étanchéité du récipient d'accumulation au-dessus de la surface du liquide, en raison de la corrosion par exemple, il se produit une vidange complète de tout le réservoir.
Le même risque subsiste quand on emploie des réservoirs à flotteur, pour lesquels la totalité du contenu du réservoir s'é- coule si le dispositif à flotteur ne fonctionne plus.
La présenté invention concerne un réservoir constitué par un vas-e d'accumulation et un vase dit de sécurité,relié au précédent par une conduite, réservoir caractérisé par ce que la chambre d'air existant dans le vase de sécurité, est isolée de l'atmosphère tant que la conduite de liaison plonge dans la surface liquide du réservoir de sécurité, le liquide du réservoir étant, avant son départ vers la consommation, conduit sur un seuil mainte- nu à la pression de la chambre d'air mentionnée ci-avant puis à travers une fermeture manométrique.
Dans le dispositif conforme à l'invention il se forme donc sur la surface du liquide dans le vase de sécurité, un anneau d'air isolé de l'atmosphère par une fermeture liquide. Dans ce mode de construction,il ne se produit aucune variation de pression de' l'air car la pression atmosphérique agit aussi bien sur la surface
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du liquide dans le vase d'accumulation que sur l'orifice de sortie.
La différence de niveau entre les surfaces du liquide dans le vase d'accumulation et dans le vase de sécurité, correspond exactement à la différence du niveau liquide de la fermeture manométrique.
Pour éviter les variations de niveau dans le vase de sécurité et avoir ainsi une pression de liquide constante à la sortie, il est nécessaire de prévoir la section transversale de l'élément tubulaire constituant la fermeture manométrique, la plus petite possible par rapport à la surface de la section transversale du vase de sécurité. Il faut cependant faire attention que l'élément de tube constituant la fermeture manométrique ne soit pas tellement étroit que les bulles d'air ne puissent plus cheminer vers le haut.
Le réglage du débit d'écoulement est effectué par.une vanne d'étranglement pouvant être mise en place à l'orifice de sortie ou de préférence dans la conduite prévue entre le vase de sécurité et le seuil déversant soumis à la même pression.
La quantité de liquide passant dans l'unité de temps ne dépend, mis à part le réglage de la vanne d'étranglement, que de la différence de hauteur, entre la surface dans le vase de sécurité etle seuil déversant ou, si l'on emploie un flotteur, de la différence de hauteur entre le niveau du flotteur et le seuil déversant. Etant donné que le seuil déversant ne peut être construit réglable qu'avec des systèmes mécaniques relativement onéreux, il est préférable de le prévoir pour le débit maximum et de régler le débit par la vanne d'étranglement mentionnée ci-avant.
Cela a pour avantage queà partir de la valeur maxima choisie, on peut obtenir tous les débits jusqu'à la valeur "0":
On a constaté que le principe du réservoir à liquide proposé par l'invention, pouvait avantageusement être associé à un système d'élévation thermique. Dans celui-ci la seconde branche d'un tube en U rencontrée dans le sens de l'écoulement, est réchauffée, la colonne liquide s'élève et 'cette montée sert au
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déversement sur un seuil de sécurité situé au-dessus du niveau constant d'arrivée. Ce dispositif a pour effet d'interrompre auto- matiquement l'alimentation de la source de consommation si le chauf- fage Trient à manquer..
Pour obtenir un système de securité -en em- ployant cette élévation thermique avec le réservoir à liquide conforme à l'invention, le seuil de sécurité doit donc se trouver audessus de la surface du liquide dans le vase de sécurité au audessus du niveau du flotteur si l'on emploie un flotteur. ,
Quand on utilise le réservoir à liquide -de l'invention sans système à flotteur,il est particulièrement avantageux d'isoler le vase d'accumulation de l'atmosphère et de faire plonger dans la surface du liquide du vase de sécurité un tube communiquant avec l'atmosphère.
Grâce à cette association du système proposé dans l'invention avec le principe de Mariette, l'air du vase de sécurité sera constamment renouvelé et complété, ainsi qu'on l'expliquera plus loin en se référant au dessin.
Ce complément est en principe nécessaire car à la longue l'air du vase de sécurité peut se dissoudre dans le liquide qui s'y trouve. Le niveau dans.ce vase monterait par suite.constamment jusqu'à ce que finalement, ainsi qu'on l'expliquera également plus loin en se référant au dessin, le liquide arrive directement sur le seuil se trouvant avant la fermeture manométrique et que la totalité du liquidé du réservoir s'écoule avec la vitesse correspondant au niveau dans le vase d'accumulation.
Ce renouvellement et ce complément de l'air du vase de sécurité sont particulièrement importants quand on emploie un système d'élévation thermique dont le seuil de sécurité communique également avec la chambre d'air de ce vase et se trouve soumis à la même pression. Le liquide arrivant au seuil de sécurité par la branche chauffée du tube en U peut amener des vapeurs de liquide dans la chambre d'air du vase de sécurité; ces vapeurs chassent l'air qui s'y trouve dans le vase d'accumulation par l;intermédiai-
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re de la conduite de liaison. En raison de la compression corres- pondanteces vapeurs diminuent l'importance du matelas d'air jusqu'à ce que se produise finalement le cas déjà mentionné d'un écoulement avec la vitesse correspondant à la charge fournie par le niveau dans le vase d'accumulation.
Le tube plongeant dans la surface liquide du vase de sécurité et communiquant avec l'atmosphère, fait que la pression de la chambrée d'air située au-dessus,de cette surface est, en service, un peu plus faible que la pression atmosphérique tant que la loi de Mariotte reste vraie, c'est-à-dire tant que le vase d'accumulation est étanche.
Pour le remplissage du réservoir à liquide, le vase d'accumulation doit comporter une conduite communiquant avec l'atmosnhère arrivant de préférence sous la surface liquide.d'un vase déversant. De cette façon, le vase d'accumulation est, d'une part, fermé et soumis par suite à la loi de Mariotte et, d'autre part, l'air contenu dans ce vase peut s'échapper, lors du remplissage, par la conduite de liaison en siphon dans le liquide du vase de déversement et,de là,dans l'atmosphère.
La combinaison proposée réunit donc les avantages suivants : a) Insensibilité aux variations de pression atmosphérique. b) Sécurité en cas de défaillance du système de Mariotte, par exemple en cas de non-étanchéité du vase d'accumulé .ion. c) Sécurité en cas de défaillance du système sous pression par exemple en cas de non-étanchéité du vase de sécurité. d) Renouvellement constant de l'air du vase de sécurité et par suite possibilité d'emploi amélioré du système sous pression et du système d'élévation thermique.
Ainsi qu'on peut le voir clairement sur l'exemple de réalisation représenté sur le dessin, il est nécessaire que lorsqu' on remplit le réservoir, le tube constituant la fermeture manométrique contienne toujours une quantité suffisante de liquide car
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autrement la chambre d'air du vase de sécurité ne peut pas se constituer; le vase se remplit au contraire complètement. En fait, pendant le fonctionnement du système de Mariotte. la chambre d'air se reconstituerait bien d'elle-même; cependant; le liquide s'écoulerait directement pendant le remplissage, comme pour un réservoir, présentant un trou ou un orifice d'écoulement dans le fond.
Pour écarter également ce risque, les raccordements entre le seuil déversant et la chambre d'air du vase de sécurité sont,suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, établis de préférence au-dessus du niveau de remplissage dans le vase d'accumulation.
L'invention s'étend également aux.caractéristiques résultant de la description ci-après et des dessins annexés ainsi qu'à leurs combinaisons possibles.
La description se rapporte à un exemple de réalisation et est faite à l'aide de dessins jointsdans lesquels :
La figure 1 explique le fonctionnement du vase de l'invention.
La figure 2 explique-le fonctionnement de l'invention en liaison avec un dispositif d'élévation thermique.
La figure 3 correspond à une forme de réalisation dans laquelle la loi de Mariotte, la proposition de l'invention et l'élévation thermique sont combinés les uns aux autres.
La figure 4 est relative à un système à flotteur.
Sur la figure 1, le vase d'accumulation est désigné par 1; un tube d'écoulement 2 de ce vase pénètre dans le vase de sécurité 3 et atteint le niveau du liquide de ce vase ou plonge dans ce liquide.A partir du vase de sécurité 3,un tube 5 aboutit à une vanne de réglage 6 et, deLà, par un tube 7 à un seuil $, qui est protégé contre l'entrée directe du liquide du, vase de sécurité 3à partir de son niveau 4,par une paroi annulaire 9. Le seuil 8 dé-
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bouche dans un tube en U 10 dont la brariche 11 communique directement avec le matelas dgair 12 du vase de sécurité 3,,tandis que l'au* tre branche tubulaire 13 conduit à un raccord d'utilisation.
La différence de hauteur h entre les niveaux 14 et 15 dans le tube en U 10 correspond à la différence de hauteur h des niveaux 4 et 16 dans le vase de sécurité et dans le vase d'accumulation. Le seuil
8 se trouve un peu au-dessous du niveau 4. Cette charge détermine le débit maximum arrivant au tube en U 10 avec la vanne de réglage 10 complètement ouverte. Entre cette valeur maxima et "O". on peut effectuer le réglage au moyen de la vanne 6.
Bien que la pression à laquelle est soumis le matelas d'air 12, varie constamment par suite de l'abaissement de la surface 16, le débit de la vanne 6 reste pratiquement constant car la pression du matelas d'air agit sur les deux côtés de la vanne.
La figure 2 représente un réservoir à liquide conforme à l'invention associé à un dispositif d'élévation thermique. Jus- qu'au seuil 8,le système est le même que celui représenté figure 1.
En conséquence, les pièces correspondantes sont désignées par les mêmes chiffres repères sur la figure 2.
Immédiatement après le seuil 8 se trouve le tube d'é- lévation thermique constitué par les branches 17 et 18 et qui est chauffé au point 19 par la source de chaleur désignée par la let- tre Q. Le réchauffage du liquide se trouvant dans la branche 18, fait que le seuil de sécurité 20,se trouvant au-dessus du niveau 4 et entouré par la paroi annulaire 21, est franchi et que le liquide arrive à la branche 13 par l'intermédiaire de la branche 11 du tu- be de fermeture manométrique 10 et.delàau point de consommation.
Ici encore, la différence de hauteur entre les niveaux
14 et 15 de la fermeture manométrique correspond à la différence de hauteur entre les niveau 16 et 4 du réservoir à,liquide.
La figure 3 représente un perfectionnement supplémen- taire du réservoir à liquide conforme à l'invention combiné ici avec un organe à la loi de Mariotte et un système d'élévation ther-
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mique. En dehors des éléments 1 à 21)déjà mentionnés aux figures 1 et 2, on trouve ici les dispositifs supplémentaires suivants :
Le vase d'accumulation 1 est fermé de façon étanche à l'air par le couvercle 22. Lors de la montée du niveau 16 lors du remplissage, l'air se trouvant au-dessus peut s'échapper par un tube recourbé 23 plongeant dans un vase déversant 24. Le niveau 25 dans le vase déversant 24 s'établit suivant le bord supérieur, du tube d'écoulement 26 conduisant au point de consommation. Le niveau 25 correspond donc au niveau 14 des figures 1 et 2.
Un tube 27, communiquant avec 1 atmosphère, plonge dans le niveau liquide 4 du vase de sécurité 3; comme il est expliqué ci-aprèsce tube sert, d'une part, à remplir le vase d'accumulation 1 et, d'autre part, comme tube d'amenée d'air à la chambre 12. De plus,les seuils 8, 20 communiquant avec le matelas d'air 12 de la chambre de sécurité 4, par une conduite 28 et un conduit annulaire 29, cette cou- nication se trouve, comme on le voit)au-dessus du niveau de remplissage.
Pendant le fonctionnement, il règne dans la chambre d'air,12 une sous-pression très légère par rapport à l'atmosphère, c'est-àdire à l'enveloppe du réservoir, car le tube de remplissage 27 plonge dans le niveau 4 et l'air venant de l'atmosphère et pénétrant dans la chambre 12 doit d'abord vaincre cette colonne de liquide, d'ailleurs très réduite.
La pression dans la chambre d'air 12 correspond au niveau 16 et à la pression régnant dans la chambre d'air située audessus, qui est fortement inférieure à la pression atmosphérique.
Si maintenant, par suite de la descente du niveau 4, du liquide s'écoule du vase d'accumulation 1, il faut, pour que l'équilibre des pressions se maintienne, que de l'air s'écoule simultanément du vase de sécurité 3 dans le vase d'accumulation 1. Il se produit par là une sous-pression dans la chambre d'air 12, ce qui fait pénétrer de l'air supplémentaire venant de l'atmosphère par le tube de remplissage 27. L'air se trouvant au-dessus du niveau 4 du vase
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de sécurité 3 est donc continuellement renouvelé et complété.
Ce complément d'air est encore nécessaire pour d'autres raisons, car, d'une part,l'air de la chambre 10 peut se dissoudre dans le liquide, par exemple si le liquide utilisé est de l'huile et, d'autre part, les vapeurs d'huile arrivant par la conduite 18 remplacent l'air pénétrant dans le vase d'accumulation, ce qui,par condensation correspondante, entraînerait une sous-pression, ce qui aurait pour conséquence une montée du niveau 4. Si le système de MarioTTE ne fonctionne plus, par exemple si le couvercle 22 du vase d'accumulation 1, ou la partie de réservoir se trouvant au-dessus du niveau 16 ne sont plus étanches, le système représenté figure 2 ne fonctionne plus correctement.
La chambre 12 est alors soumise à la pression du liquide dans le vase d'accumulation 1 pouvant varier suivant la différence des niveaux 4 et 16 et équilibrant la colonne liquide de la fermeture manométrique 10. Si l'on utilise pour une partie du tube recourbé 23 un matériau transparent, on peut contrôler à tout instant si le système de Mariotte fonctionne encore car dans le tube recourbé et par suite de la 'sous-pression régnant audessus du niveau 16, du liquide est aspiré dans le vase déversant 24, ce qui n'est plus vrai si le système de Mariotte est défaillant.
Avant le remplissage du réservoir, la fermeture manométrique 10 doit être remplie de liquide car autrement la chambre 12 se remplit complètement et il ne peut pas s'y produire de matelas d'air. Si le remplissage de la fermeture manométrique 10 a été oublié, par exemple dans le dispositif représenté figure 2, le niveau dans le vase de sécurité 3 monte jusqu'aux conduits annulaires surélevés 9 et 21, et le liquide atteint ensuite directement, c'est-à-dire en court-circuitantla vanne 6 dans le système tubulaire et,de là,s'écoule en jet continu vers la sortie ou vers la consommation.
Cette possibilité n'existe plus dans le dispositif¯représenté figure 3;ici la chambre d'air 12 communique avec les @
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seuils 8, 20, par l'intermédiaire d'un système 28-29 surélevé au-dessus du niveau de remplissage. Quand la fermeture manométrique n'est pas remplie, le liquide monte ici de la même façon dans le conduit annulaire 29 et dans le vase d'accumulation 1. Si maintenant le réservoir à liquide est mis en service, par exemple en ouvrant la vanne 6, la fermeture Manométrique 10 se remplit ainsi que le vase déversant 24.
Le niveau- dans le conduit annulaire 29 et dans la chambre 12 adjacente descend jusqu'au bord extrême du tube d'écoulement 2, de telle manière que se retrouve le niveau 4 représenté au dessin et par suite l'état normal de fonctionnement.
Jusqu'à cet état normale la charge sur la vanne 6 et par suite la vitesse d'écoulement sont plus importantes en fonction de la hauteur du niveau dans le conduit annulaire 29 ou dans la chambre 12.
Si l'on ne se conforme pas aux prescriptions de rem- plissage,il ne peut donc rien se passer de plus jusqu'à l'établissement des conditions normales;le vase d'accumulation fournit dans l'unité de temps une quantité de liquide un peu plus grande, ce que l'on découvre en temps voulu le cas échéant et que l'on peut diminuer en réglant la vanne. Le réservoir une fois rempli)il reste, même quand il est complètement vidé, du liquide dans la fermeture manométrique 10, de telle sorte que le cas exceptionnel décrit ciavant ne peut pratiquement plus se produire.
La figure 4 représente une forme de réalisation dans laquelle le niveau constant 30 est maintenu par un système à flotteur 31. Celui-ci coupe ou ouvre complètement par une soupape 32 le départ du liquide du vase d'accumulation 33. La charge existant entre le niveau 30 et le seuil 8 correspond à la charge entre le niveau 4 et le seuil 8 dans le cas des figures 1 à 3. En fonctionnement normal,le flotteur est mis en communication avec l'atmosphère par la conduite 34. par suite,le vase de sécurité 35 et le seuil 8 sont également soumis à la pression atmosphérique par les conduites 36 et 37.
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Si le système à flotteur est défaillant, si par exemple la fermeture de la soupape 32 n'est plus étanche, on se 'trouve dans le cas représenté figure 4. Le vase du flotteur 38 est plein et du liquide arrive dans le vase de sécurité 35 par la conduite 36. Le niveau 39 dans le vase de sécurité 35 atteint le tube 36, ce qui ferme le raccordement du seuil 8 à l'atmosphère et il se constitue une chambre d'air 40 dont la pression augmente constamment quand le niveau 39 s'élève. Cette pression a pour effet de maintenir le liquide dans le tube 7; le déversement sur le seuil 8 ne peut plus se' produire. En cas de défaillance du flotteur, tout écoulement supplémentaire de liquide du réservoir est donc automatiquement évité par le dispositif conforme à l'invention.
, Le renouvellement de l'air de la.chambre 40 n'est pas nécessaire dans le cas présent car, en fonctionnement normal et ainsi qu'on l'a mentionné ci-avant, le seuil 8 est en communication avec l'atmosphère.
Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux ' exemples de réalisation représentés mais qu'elle peut être réalisée avec toutes les modifications de détail et combinaisons désirées.
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