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Dispositif de sûreté empêchant le trop-plein dans les réservoirs à liquides.
La présente invention a pour objet un dispositif de sûreté empêchant le trop-plein dans les réservoirs à liquides et, en particulier, dans les cuves à liquides, qui comporte un organe obturateur monté dans le tube de remplissage et intertom- pant l'arrivée du liquide dans le réservoir lorsqu'on atteint dans ce dernier un niveau prédéterminé.
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On connaît déjà des dispositifs de ce type empêchant: le trop-plein. Dans une réalisation connue, un papillon d'étran- glement disposé dans le tube de remplissage est actionné par un flotte= prévu dans le réservoir, de manière que le tube de rem- j plissage soit progressivement obturé lorsqu'on atteint le ni- veau prédéterminé pour le liquide. Il est désirable de produire
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une obturation progressive du tube de remplissage pour éviter @ les coups de bélier pouvant conduire à une rupture des tubes ou des conduits d'amenée.
Toutefois, aux hautes pressions, telles que celles pouvant s'établir par exemple pour une grande hauteur de chute et pour une importante pression de pompage, il y a le risque que la force de fermeture transmise par le flotteur sur le papillon d'étranglement ne soit pas suffisante pour amener et pour maintenir ce papillon dans la positbn fermée contre l'action de la pression de remplissage. On a bien proposé de réaliser la transmission de la force de fermeture depuis le flotteur par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission agissant comme mul- tiplicateur de force, mais ceci ne donne également aucune assu- rance que le papillon d'étranglement soit fermé avec sûreté.
Par ailleurs, le déplacement et la grandeur du flotteur sont li- mités pour des raisons de construction concernant le réservoir à liquide.
L'invention vise à créer un dispositif de sûreté empêchant le trop-plein, qui supprime les inconvéniénts mention- nés ci-dessus et qui entre en action également aux hautes pres- sions lorsque le liquide atteint dans la cuve un niveau prédéter- miné. Le dispositif de sûreté suivant l'invention, qui présente un papillon d'étranglement disposé dans le tube de remplissage et pouvant être actionné, en fonction de la variation du niveau dans le réservoir à liquide, par un flotteur prévu dans ce der- nier et monté pivotant sur le tube de remplissage, est caractéri- sé en ce que l'actionnement du papillon d'étranglement par le flotteur met en action la prezzion du liquide régnant dans le tube de remplissage en tant que force de fermeture supplémentaire.
Suivant une forme de réalisation préférée, la papil-' lon d'étranglement est monté excentriquement dans le tube de rem- plissage de façon que sa surface s'opposant au liquide dans le sens de la fermeture soit supérie ure à sa surface agissant dans le sens de l'ouverture.
Suivant une autre forme de réalisation, il est
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aussi possible de faire attaquer le papillon d'étranglement, en un endroit situé près du flotteur, par un piston qui est action- ne en fonction de la différence des pressions entre un endroit du tube de remplissage situé au-dessus de l'organe d'étrangle- ment et un endroit se trouvant au-dessous de ce dernier.
Au fur et à mesure que l'étranglement du courant de liquide aug- mente, la différence des pressions et, par suite aussi la force de fermeture agissant sur le papillon d'étranglement, croissent rapidement.
Une forme de réalisation du dispositif de sûreté suivant l'invention est représentée, à titre d'exemple non limi- tatif, au dessin annexé..
Dans la figure unique du dessin, 1 désigne un tube de remplissage qui est disposé, par exemple, dans une cuve à mazout ou à huile de chauffage et qui traverse par son extrémité supérieure un couvercle non représenté de cette cuve. 2 désigne un papillon d'étranglement fixé dans le tube de remplissage sur une broche 3. L'axe de la broche 3 est décalé de la valeur a par rapport au plan médian du tube. Un levier 6 est monté de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe 5 sur un oeil 4 disposé sur le tube de remplissage 1. Le levier 6 porte, à son extrémi- té libre, un flotteur 7 se trouvant à l'intérieur de la cuve à liquide.
Une bielle 8 est, en outre, articulée au bras 6 et à l'extrémité libre d'un bras 9. Le bras 9 est monté sur une extrémité de la broche 3 sortant du tube de remplissage 1 et est solidaire en rotation avec cette broche. Un étrier 10 est fixé sur la paroi extérieure du tube de remplissage et ses branches en saillie 11 portent des vis de butée 12 et 13, permettant de limiter en haut et en bas le déplacement du bras 6. Ceci permet aussi de régler, par exemple à 90 , l'angle de pivotement du pa- pillon d'étranglement, de façon que ce dernier se trouve exacte- ment dans le sens du courant lorsqu'il est ouvert. Dans la posi- tion totalement ouverte, aucune force de fermeture n'agit, par @
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suite, sur le papiBon d'étranglement.
Afin que le papillon d'étranglement puisse être amené dans la position ouverte malgré le décalage de l'axe de pivotement de la valeur a par rapport au plan médian du tube, il n'affecte pas une forme circulaire, mais il est aplati dans la région de l'axe de pivotement, de sorte que sa largeur maximale (mesurée dans le sens axial) est légèrement plus petite que la longueur de la corde formée par l'axe de pivotement sur le coté intérieur du tube.
En raison du décalage de l'axé de pivotement de la valeur a par rapport au plan médian du tube, la partie de surfa- ce 2a du papillon d'étranglement 2 est supérieure à la partie de surface 2b de ce dernier. Si le flotteur 7 est soulevé en direc- tion de la hauteur prédéterminée en raison de l'élévation du ni- veau du liquide pour étrangler progressivement l'amenée de liqui- de et finalement pour l'arrêter, le papillon d'étranglement 2 est amené à pivoter dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre par l'intermédiaire du bras 6, de la bielle 8, du bras 9 et de la broche 3, de sorte que les surfaces 2a et 2b sont de plus en plus sollicitées par le liquide;
Suivant le pivote- ment du papillon d'étranglement, il s'établit alors une différen- ce entre les forces agissant sur les surfades 2a et 2b, la pre- nière s'exerçant dans le sens de la fermeture et la seconde dan3 le sens de l'ouverture. Etant donné que, du fait que la sur: ce 2a est plus grande, la force agissant sur celle-ci prédomine on obtient par cette différence une tendance à la fermeture du paillon d'étranglement, ce qui exerce un effet de stabilisation sur le mouvement de fermeture, Lorsque le papillon d'étrangle- ment a atteint la position de fermeture, illustré en traits mix- tes, le bras 6 vient s'appliquer contre la vis de butée 12, ce qui empêche une nouvelle rotation dans le sens contraire à celui- des aiguilles d'une montre.
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Du fait de la forme aplatie du papillon d'étran- glement, le tube de remplissage, dont la section est par exemple ciraulaire, n'est pas complètement obturé, Toutefois, l'inter- valle existant entre la paroi intérieure du tube de remplissage et les cotée aplatis du papillon d'étranglement est si faible par rapport à la section du tube qu'il peut être négligé dans la plupart des cas. Pour produire l'action décrite du papillon d'étranglement, il suffit que les décalages de l'axe de pivote- ment aient une valeur a de 1 à 2 mm environ.
Au lieu de constituer le papillon d'étranglement sous la forme d'un disque circulaire aplati des deux côtés., ce papillon peut aussi affecter une forme elliptique. Le grand axe principal peut alors être plus long que le diamètre intérieur du tube de remplissage, de sorte que le papillon d'étranglement ne se trouve pas en position fermée dans un plan perpendiculaire intérieur à l'axe du tube. Ce papillon vient plutôt en butée surie coté du tube.
Le tube de remplissage présente, de préférence, au-dessus du papillon d'étranglement un ou plusieurs orifices qui débouchent dans la cuve et qui sont fermés, au moment où on introduit le liquide, par des soupapes de retenue affectant par exemple la forme de plateaux et soumises à l'action d'un ressort.
Lorsque la pression de refoulement n'agit plus du fait de la mi- se hors d'action de la pompe foulante du liquide au moment où le niveau prédéterminé est atteint, la soupape de retenue s'ouvre sous l'action du ressort et permet au liquide, se trouvant au- dessus du papillon d'étranglement fermé, de s'écouler automati- quement dans la cuve. La soupape de retenue peut également réa- gir lorsque la pression statique varie, par exemple du fait qu'u- ne partie du liquide de la colonne s'est écoulée dans la cuve en passant devant le papillon d'étranglement fermé.
En plus ou à la place d'une disposition excentri- que du papillon d'étranglement, on peut aussi obtenir la tendan- ce à la fermeture de ce dernier en reliant le bras 9 par une
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tige à un piston se trouvant dans un cylindre disposé, par exem- ple, au-dessous du papillon d'étranglement et à l'extérieur du tube de remplissage. Le cylindre peut alors être mis en commu- ses nication, à/deux extrémités, avec le tube de remplissage par et au-dessus l'intermédiaire de conduits appropriés, notamment au-dessous/du papillon d'étranglement. Lors de l'introduction du liquide, le piston est sollicité sur ses deux cotés par une pression sensi- blement égale tant que le papillon d'étranglement est ouvert.
Mais si ce dernier est fermé lentement, la pression régnant au- dessus de lui s'élève, tandis que celle régnant au-dessous dimi- nue. De ce fait, le piston est amené à coulisser dans le cylin- dre, de sorte qu'il aide le papillon d'étranglement au cours du mouvement de fermeture.
Diverses modifications peuvent d'ailleurs être apportées à la forme de réalisation, représentée et décrite en détail, sans sortir du cadre de l'invention.