Appareil indleateur de niveau. La présente invention a pour objet un appareil indicateur de niveau permettant de connaître à chaque instant la quantité de li quide contenue dans un réservoir placé à. une certaine distance. Cet appareil peut trouver notamment son application sur les voitures automobiles dans lesquelles le réservoir de combustible est situé à l'arrière du châssis; il permet, dans ce cas, au conducteur de con naître à tout moment, sans quitter son siège, la quantité de combustible dont il dispose en core; à cet effet, le dispositif indicateur est de préférence placé sous ses yeux, sur le ta blier de la voiture.
Dans la description qui va être donnée de l'invention, on supposera, pour la commodité de l'exposé seulement; qu'elle est appliquée au cas précité d'une voi ture automobile, mais il est expressément en tendu que l'invention n'est pas limitée à cette application particulière et qu'elle peut être utilisée, par exemple, pour la lecture à. dis tance du niveau d'un liquide dans un réser voir quelconque, pour constituer un indica teur de niveau pour aéroplanes ou dirigea bles, etc. L'appareil faisant l'objet de l'invention est caractérisé par le fait que le dispositif indicateur proprement dit est constitué par un manomètre.
Sur le dessin annexé, on a représenté, d'une manière absolument schématique et à titre d'exemples seulement, des formes d'exé- cution de l'objet de l'invention appliquées au cas d'un réservoir de combustible pour voi lures automobiles.
La fig. 1 montre, dans une première forme d'exécution, l'appareil réduit à sa plus sim ple expression, le dispositif indicateur n'étant pas représenté; La fig. 2 montre l'ensemble, de cet appa reil monté sur un réservoir de combustible pour voitures automobiles; La fig. 3 montre l'organisation de la branche ou tube plongeur de la canalisation dans le cas de l'appareil pour indications continues; La fig. 4 est une coupe du manomètre de grande sensibilité établi conformément à l'in vention; La fig. 5 est une vue d'ensemble en coupe verticale d'un appareil indicateur établi con formément à une autre forme d'exécution de l'objet de l'invention;
La fig. 6 montre, vu de face, le dispositif indicateur de niveau proprement dit de cet appareil; La fig. 7 est une vue de détail à échelle agrandie; La fig. 8, enfin, montre une variante de montage du même appareil sur un réservoir.
Dans la première forme d'exécution de l'objet de l'invention, que montrent les fig. 1 et 2, l'appareil comprenant une pompe aspi rante (pompe à vide) 1 et une canalisation 2 reliée à la pompe, canalisation qui comporte une branche latérale 3 (ou tube plongeur) plongeant dans le liquide que contient le ré servoir à jauger 4, il est évident que si, au moyen de la pompe 1, on crée une dépression dans la canalisation 2, le liquide monte dans la branche 3 à. une hauteur qui dépend de la valeur de la dépression ainsi créée et de la hauteur du liquide restant-dans le réservoir. Si le tube plongeur 3 prolongeait directement la canalisation 2, le liquide du réservoir pour rait monter jusqu'à la pompe, notamment si le réservoir 4 était plein.
C'est pour éviter cet inconvénient qu'on a prévu, entre la par tie \? de la canalisation et sa branche formant tube plongeur 3, une chambre 5. Le volume de cette chambre est déterminé de telle ma nière que, pour un réservoir donné, le liquide ne puisse pas pénétrer dans la partie 2 de la canalisation, même lorsque le réservoir 4 est plein.
Si, avec le dispositif générateur de dépres sion que montre la fig. 1, on combine un manomètre 6, comme l'indique la fig. \?, on réalise l'appareil indicateur de niveau à dis tance qui fait l'objet de l'invention.
Le cy lindre de la. pompe aspirante 1 est percé d'un orifice 7 par lequel le corps de pompe peut communiquer librement avec l'atmosphère; d'autre part, un canal 8 est ménagé dans la paroi du corps de pompe de manière à. établir une communication entre la face arrière et la face avant du piston 9, lorsque ledit piston est à fond de course dans la position de la fig. 2; grâce à cette disposition les deux fa ces du piston se trouvent soumises, au repos, à la pression atmosphérique, et, d'autre part, la même pression règne à l'intérieur de la canalisation 2 de la chambre 5 et de la par tie du tube plongeur 3 qui ne renferme pas de liquide.
Le mode de fonctionnement de cet appa reil est le suivant: au repos, le piton étant dans la position de la fig. ?, le liquide du réservoir monte dans le tube plongeur 3 au niveau même qu'il occupe dans ledit réservoir (le bouchon de ce dernier étant, à la manière habituelle, percé d'un trou 10 pour permet tre la rentrée de l'air). Si l'on manaeuvre le piston 9 dans le sens de la flèche f, et qu'on l'amène à fond de course, il commence par obturer l'orifice par lequel le canal 8 com munique avec le corps de pompe.
A partir du moment où cette obturation est produite, le déplacement du piston donne naissance, dans la canalisation 2, dans la chambre 5 et clans le tube plongeur 3, à une dépression sous l'effet de laquelle le liquide monte dan: le tube 3 et dans la chambre de retenue 5. La montée du liquide cesse au moment oit il y a équilibre entre la dépression régnant dans la canalisation et le poids de la colonne de liquide soulevée. A ce moment, le manomètre 6, qui communique constamment avec le sys tème, indique la dépression résiduelle.
Il est facile de graduer le manomètre en volumes de telle manière que l'indication de dépres sion qu'il fournit, comme il vient d'être dit, fasse connaître la quantité correspondante de liquide restant dans le réservoir.
L'appareil, tel qu'il vient d'être décrit, permet de connaître à. tout moment la quan tité de liquide restant dans le réservoir 4, mais chaque lecture du manomètre doit être précédée de la manmuvre du piston 9. Or, il serait particulièrement intéressant de pouvoir lire à chaque instant sur le manomètre, sans aucune manoeuvre préalable, la quantité de combustible dont on dispose encore. Théori quement, il suffirait pour cela d'immobiliser le piston après aspiration; au fur et à mesure de l'abaissement du niveau du liquide dans le réservoir, la dépression augmenterait dans la canalisation et cette augmentation de dé pression pourrait être lue d'une manière con tinue sur le manomètre.
Mais, si l'on peut concevoir un tel fonc tionnement de l'appareil pour des applications bien déterminées, il est impossible de l'envisa- ner dans le cas de l'essence (ou autre liquide volatil analogue), c'est-à-dire dans le cas des réservoirs d'automobiles, en effet, les varia tions de tension de vapeur de l'essence sous l'influence de la température rendent impos sibles des mesures précises par un tel procédé.
On peut au moyen du dispositif qui va être décrit maintenant et que montre la. fi-. 3, transformer l'appareil représenté sur la fi-. 2 en un appareil à fonctionnement continu.
Le dispositif en question possède une boîte ou capsule 11 montée sur l'extrémité inférieure du tube plongeur 3' et renfermant un liquide convenablement choisi, liquide pos sédant la propriété d'être non miscible à l'es sence. Le mercure ou la glycérine convien nent parfaitement bien. La boîte 11 est per- eée sur une de ses faces d'un orifice qu'obture une membrane 12 imperméable à la glycé rine, mais perméable à l'essence.
L'appareil à lecture continue comporte, en outre, dans la canalisation 2, entre le fond du corps de pompe et le manomètre 6, un pointeau de retenue permettant d'isoler la ca nalisation de l'atmosphère.
L'appareil établi conformément à. cette variante fonctionne de la manière suivante: Lorsque le système est à l'état d'équilibre, il la pression atmosphérique, la glycérine con tenue dans la. chambre 11 monte dans le tube 3' jusqu'à un niveau tel que le poids de la colonne de glycérine fasse équilibré à la co lonne de liquide contenu dans le réservoir à jauger. Ce phénomène est dû à la perméa bilité à. l'essence de la membrane 12. Si l'on vient à manoeuvrer la pompe 1 (le la, manière précédemment indiquée, la dépression engen drée fera monter dans le tube 3' et, dans la chambre de retenue 5, une certaine quantité de glycérine.
On ferme alors le pointeau de retenue placé entre le manomètre et la pompe et l'on peut ramener le piston de cette der nière à sa position de repos. Le pointeau peut, d'ailleurs, être à fonctionnement auto matique. La colonne de glycérine élevée par la manoeuvre précédente restera en équilibre statique sous l'action de la dépression ré gnant dans la canalisation et, d'autre part, sous l'influence de la hauteur du niveau du liquide clans le réservoir. Toute variation clans le niveau du liquide agira sur la co lonne de glycérine; il en résultera des varia tions correspondantes de la dépression qui règne clans la canalisation et ces variations de dépression pourront être lues sur le mano mètre.
Cet instrument fournira donc des in dications continues sans que l'on ait à crain dre l'effet des variations de la- tension de va peur de l'essence, car ce liquide se trouve isolé de la canalisation 2 et du manomètre 6 par la colonne de glycérine (ou de mercure) qui, aux températures courantes, n'émet pas de vapeur pouvant donner lieu à des diffi cultés.
Grâce à son peu de mobilité, l'utilisation de la glycérine pour cette application offre de plus l'avantage d'assurer à l'aiguille du manomètre une fixité parfaite.
Enfin, il convient de rappeler due la gly cérine, même après une agitation assez vio lente, ne s'émulsionne pas avec l'essence; elle ne peut d'ailleurs pas se mélanger en aucune proportion avec ce liquide.
Les variations de dépression que doit dé celer le manomètre 6 ont une valeur relative ment faible et il est donc nécessaire, pour ob tenir des lectures bien visibles, d'utiliser des manomètres assez sensibles. On trouve cou ramment dans le commerce des instruments remplissant cette condition. La fig. 4 montre une forme d'exécution schématique d'un dis positif simple et robuste qui s'applique tout particulièrement aux appareils indicateurs de niveau qui viennent d'être décrits.
Ce dis positif est organisé de la manière suivante: Une capsule manomëtrique 13 est reliée, par la tubulure 14, à la canalisation 2 de l'appareil précédemment décrit; l'intérieur de cette capsule est donc soumis à la dépression correspondant au niveau du liquide qu'il s'a git de connaître.
Au centre de la paroi flexi ble 15 de la coquille 13 est fixé un petit piston 16 pouvant se mouvoir dans une tubu lure 17 formant corps de pompe, tubulure communiquant avec la cavité interne d'une tre capsule manométrique <B>18.</B> Une bague <B>ï</B> aut<B>Zn</B> élastique 19 est fixée de façon étanche, d'une part, sur le piston 16, d'autre part, sur la tubulure 17. Les cavités internes de la cap sule 18 et de la tubulure 17 sont remplies d'un liquide approprié (glycérine par exem ple).
L'invention vise également une variante de l'appareil à lecture continue dans laquelle la pompe est supprimée. Dans ce cas, l'a.ppa- reil possède un tube plongeur 3' avec sa cap. sale 11 et sa chambre 5, du manomètre et d'un conduit reliant la chambre de retenue au manomètre. Il est clair que, si l'on introduit le tube plongeur dans le liquide du réservoir à jauger, la glycérine contenue dans la cap sule 11 montera dans le tube plongeur à. une hauteur d'autant plus grande que le niveau du liquide dans le réservoir sera, plus élevé.
Dans ce mouvement, la glycérine se comporte comme un piston: elle comprime l'air con tenu dans la canalisation et les variations de pression ainsi produites, variations correspon- dant à celles du niveau du liquide dans le réservoir, sont traduites d'une manière conti nue par le manomètre gradué en volume. Les variations de charge du liquide à. mesu rer (correspondant < t. ses variations de niveau) pourraient aussi être transmises au mano mètre au moyen d'un liquide (glycérine, par exemple) remplissant l'ensemble de la canali sation et la boîte manométrique.
Dans la, variante de l'invention que mon tre la fig. 5, l'appareil est organisé de la ma nière suivante: un tube 20 plonge dans le ré servoir à jauger 21. A sa partie inférieure, le tube ?0 est muni d'une petite capsule 22 organisée de la manière spécifiée plus haut et contenant le liquide intermédiaire (gIycé- rine, mercure, etc.); l'extrémité inférieure du tube affleure le fond de la capsule 22.
La. capsule ?? est percée sur une de ses faces d'un orifice obturé par une cloison 23 imperméable au liquide intermédiaire contenu dans la capsule, mais perméable au liquide à mesurer. D'autre part, la capsule est munie sur sa. face supérieure d'une petite cheminée latérale 24 accolée au tube principal 20 et obturée à sa partie supérieure par une cloison 25 peiznéa.ble à l'air et au liquide à, mesurer.
L'extrémité supérieure du tube 20 est re liée, par une canalisation 26, à une petite pompe 2 7 placée à portée de la main de l'opé rateur. Dans le corps de pompe 27 peut se mouvoir le piston 28 muni, sur l'une de ses faces, de la tige de manauvre 29 et, sur l'autre face, d'une tige de nianceuvre 30 formant pous soir, tige se raccordant à. la face du piston par une partie conique 31 formant pointeau obtu rateur pour l'orifice 3? percé dan, le fond du corps de pompe.
Un ressort à. boudin 33 s'ap puie, d'une part, sur le corps de pompe, d'au tre part, sur le piton qu'il tend à maintenir clans la, position des fil-. 5 et 7.
L'orifice 32 percé dans le fond du corps de pompe, fait communiquer ce dernier avec une petite chambre de distribution 34 muni, de deux autres orifices 35 et 36. L'orifice 35 reçoit l'extrémité de la canalisation 26 par laquelle la pompe est reliée au réservoir à jau ger; l'orifice 36 rut relié, par la canalisation 37, au dispositif indicateur proprement dit ou manomètre à liquide 39.
Dans la. chambre 31 peut coulisser un tiroir 38 prenant appui sur un ressort 40.<B>Un</B> canal latéral 41. peut mettre en communica tion la partie posiérieure de la. chambre '31 avec l'orifice 36. Lc- manomètre à liquide ou indicateur de nivcau comprend une chambre 39, formant réservoir de liquide, et l'indica teur proprement dit constitué par une cham bre d-2 en forme de boîte aplatie.
Dans la face de cette boîte tournée vers l'opérateur est découpée (fil-. 6) une fenêtre dont le contour correspond à celui de la section droite trans versale du réservoir à jauger. Cette fenêtre est garnie d'une plaque de verre transparent 43; la face opposée de la boîte 42 est garnie intérieurement d'une substance blanche. (tôle émaillée, porcelaine, etc.) destinée à rendre plus apparent le niveau du liquide visible à travers la fenêtre 43. La chambre 39 com munique avec la chambre 42 par un ori fice 44.
La chambre 39 contient un liquide peu mobile et ne s'évaporant pas aux tempéra tures courantes (glycérine par exemple); ce liquide est, de préférence, teinté pour rendre les indications plus visibles. A sa partie su périeure, la. chambre 42 est munie d'une pe tite tubulure 45 fermée par une cloison 46 perméable à l'air, mais imperméable au li quide.
Le fonctionnement de cet appareil com prend deux phases absolument distinctes et consécutives, phases qui sont d'ailleurs ob tenues par une seule manceuvre de la pompe; le rôle de cette dernière n'est que de mettre en charge l'appareil: la première phase con- si@te à refouler de l'air, sans freinage, libre ment et rapidement au moyen de la pompe. Pendant cette phase exclusivement prépara toire, le liquide est isolé de la canalisation précitée et la manaeuvre de la pompe est, par conséquent, sans action sur lui. La pression produite par la pompe n'est pas utilisée pour <B>la,</B> lecture.
La deuxième phase consiste à mettre le niveau récepteur en communication avec la canalisation générale après que celle-ci a été mise en charge; cette seconde phase est provo quée par le retour du piston de la pompe. La canalisation 26 se trouvant alors mise en com munication avec une nouvelle capacité, l'air qu'elle contient se détend et le piston liquide intermédiaire est refoulé par le liquide con tenu dans le réservoir jusqu'à une hauteur qui dépend du niveau du liquide et de la ca pacité du niveau récepteur. C'est cette pres sion résultante qui est seule utilisée pour la lecture sur le dispositif indicateur propre ment dit.
Pratiquement, et d'une. manière plus dé taillée, 19 fonctionnement de l'appareil est le suivant: Supposons le système dans la. posi tion de la fig. 5: le liquide intermédiaire a s'élève dans le tube 20 à une hautriir telle que cette colonne de liquide fasse équilibre à la hauteur du liquide b dans le réservoir 21. Si l'on tire le piston 28 dans le sens de la flèche. en comprimant le ressort 33, on libère le ti roir 38 (qui, jusque là, était maintenu par le poussoir 30); sous l'action de son ressort 40, le tiroir 38 vient à fond de course à droite (par rapport à la fig. 5) et il obture les ori fices 35 et 32.
L'air extérieur pénètre dans le corps de pompe par un trou percé à cet effet et passe, à la façon habituelle, autour du cuir embouti dont est muni le piston. Lorsque le piston est à fond de course, on lâche la tige 29 et, sous l'action du ressort 33, le piston est repoussé vers le fond du corps de pompe en refoulant-l'air. Par l'effet de la pression de l'air, le tiroir 38 est chassé vers la gauche et, dans ce mouvement, il démas que l'orifice 35. L'air refoulé est conduit di rectement et rapidement, sans rencontrer au cun obstacle ni étranglement au tube 20 par la canalisation 26. Le retour du piston pour rait d'ailleurs être produit à la main, le res sort prévu sur le schéma n'étant pas indis pensable.
Sous l'action de l'air ainsi comprimé, la colonne du liquide intermédiaire a est, à son tour, refoulée dans la capsule 22 et l'air en excès s'échappe à travers la cloison permé able 23 ou bien par la cheminée auxiliaire 24, à travers le liquide contenu dans le réservoir.
Lorsque le piston approche de son fond de course, la tige 30 pénètre dans l'orifice 32 et elle repousse le tiroir 38, ce qui a pour effet de découvrir le canal latéral 41. A ce mo ment, le tube 20 et la canalisation 26 con tiennent de l'air à une pression faisant équi libre à la hauteur du liquide dans le réservoir 21. Le poids de ce liquide agit sur le liquide intermédiaire a qui joue le rôle de piston. Ce dernier refoule l'air par le tube 20, la canali sation 26, l'orifice 35, le' oanal 41, l'orifice 36 et la canalisation 37 jusqu'au réservoir 39 de l'indicateur proprement dit.
Sous l'action de cette pression, une partie du liquide contenu dans le réservoir 39 est, à son tour, refoulée dans la chambre 42; ce liquide devient visi- ble à travers la fenêtre 43 et l'opérateur a, par conséquent, sous les yeux, une représen tation fidèle et frappante de la quantité de liquide contenue au même moment dans le réservoir 21. La petite tubulure 45, en éta blissant la communication avec l'atmosphère, empêche la production, dans la chambre 42, d'une contrepression qui fausserait les indi cations de l'appareil.
Il est évident que toute variation de ni veau du liquide dans le réservoir se traduira par une variation correspondante du niveau visible à travers la fenêtre .13, ces variations de niveau dans l'indicateur se produisant sans qu'il soit nécessaire de faire aucune nianau- vre. L'appareil faisant l'objet de l'invention permet donc d'apprécier d'une manière con tinue les variations du niveau. La plaque dans laquelle est découpée la fenêtre 43 peut d'ailleurs porter sur l'un des bords de ladite fenêtre (fig. 6) une graduation exprimant la quantité de liquide contenue dans le réser voir.
Les chiffres de cette graduation peu vent être assez petits, pour ne pas déparer l'aspect de l'indicateur; on remarquera, en effet, qu'en principe aucune lecture de ces chiffres n'est nécessaire pendant la marche du véhicule.
Tant que le piston 28 est à. fond de course (position des fig. 5 et 7), la partie conique 31 obture de manière parfaitement étanche l'ori fice 32, ce qui a pour effet de supprimer toute communication entre la chambre 3.1 et la pompe.
La cheminée latérale 24 sert non seule ment à permettre l'évacuation de l'air en ex cès envoyé par la pompe, mais aussi, lorsqu'on remplit le réservoir à jauger, à. permettre 1a sortie de l'air qui pourrait se trouver dans la capsule ?2 au-dessus du liquide intermé diaire a.
Le liquide qui paraît convenir le mieux pour fournir des indications de niveau dans la chambre 42 est la, glycérine que l'on peut teinter, qui ne s'évapôre pas aux températures courantes et qui est très peu mobile; grâce à cette propriété, les trépidations ou les cahots ne gênent pas pour la lecture du niveau. Au lieu de loger le tube 20 à. l'intérieur du réservoir comme dans la forme d'exécution qui vient d'être décrite, on pourrait adopter la disposition que montre la fig. 8; dans ce cas, la. capsule 23 cst fixée sous le fond du réservoir 21 et le tube ?() est reliée. à ladite capsule par un tuyau 47.
Le même appareil sans aucune modifiei(- tion peut s'adapter aux réservoirs sous pres sion. Pour cette application, il suffit de re lier la petite tubulure 15 à la. conduite qui amène au réservoir 21 le gaz ou l'air sous pression. De cette manière, tout le système reste constamment en équilibre statique, la. pression sur<B>la</B> surface du liquide dans le ré servoir 21 étant la même que sur la surface du liquide dans la chambre 42.
L'appareil qui vient d'être décrit et que représentent les fig. 5 à 8 offre les avantages essentiels suivants: 10 Il ne comporte aucune transmission mé canique; dans un appareil de ce genre les transmissions mécaniques ont l'inconvénient de donner lieu à. des frottements qui entraî nent nécessairement (les erreurs dans le ré sultat;
20 Dans les appareils connus à. transmis sion par air, la colonne d'air est en contact direct avec le liquide à jauger; or, comme les liquides dont on se propose de mesurer le vo lume sont généralement plus ou moins vola tils et qu'ils ont. des tensions de vapeur très variables avec la température, il n'est pas possible, surtout dans un appareil à lecture continue, d'obtenir des indications exactes si l'on veut utiliser, pour effectuer les mesures, la pression nécessaire pour équilibrer la hau teur du liquide dans le réservoir.
Cet incon vénient disparaît complètement avec le dis positif faisant l'objet (le cette variante de l'invention, grâce à l'interposition d'un li quide intermédiaire entre le liquide à. jauger et l'air; 30 Les manomètres métalliques employés dans les appareils connus doivent être d'une très grande sensibilité et ils sont, par consé quent, très délicats, ce qui est un inconvé nient, surtout sur une voiture automobile: l'appareil de mesure (manom'etre à liquide) dont il est fait usage dans la variante de l'in vention qui vient d'être décrite, tout en étant d'une sensibilité aussi grande qu'on peut le désirer, est indéréglable et inusable;
40 Dans les indicateurs de niveau connus utilisant, un fluide gazeux comme moyen clé transmission, on a été obligé jusqu'ici soit de prévoir un organe obturateur pour contenir le liquide si l'on veut mesurer la pression de l'air au-dessus de ce liquide, soit d'organiser une pompe de telle manière qu'elle ne débite l'air, à travers la colonne de liquide, qûe bulle à. bulle; il en résulte l'impossibilité de l'aire une mesure précise en marche;
de plus, ces appareils ne peuvent. en aucune manière fournir des indications continues. L'appareil qui. vient d'être décrit permet au contraire d'envoyer de l'air à travers la colonne de li quide. De plus, l'appareil ne comporte aucun clapet de retenue du liquide; <B>50</B> La substitution, aux manomètres mé talliques habituels, d'un manomètre à liquide permet d'organiser cet appareil de mesure de telle manière qu'il donne, à chaque instant, une image réduite, réelle et fidèle du réser voir à . jauger;
60- D'une manière générale, les appareils existants ne peuvent s'adapter indifférem ment à tous les besoins; l'appareil faisant l'objet de l'invention peut, au contraire, s'ap pliquer aux installations fixe, à l'aviation, à l'automobile, aux réservoirs sous pression ou<B>11011</B> etc.