Appareil destiné à créer un vide utilisé pour l'élévation de liquides. La présente invention a pour objet un appareil destiné à créer un vide utilisé pour l'élévation de liquides, basé sur le phénomène du coup de bélier de dépression qui prend naissance dans une tubulure lorsqu'on inter rompt brusquement à son entrée une veine liquide qui circule à travers cette tubulure.
Cet appareil est caractérisé en ce qu'il comprend un obturateur à mouvement automa tiquement entretenu placé dans l'embouchure d'entrée d'une tubulure et agencé de manière à pouvoir interrompre brusquement et pério- diquement une veine liquide qui circule dans cette tubulure, cet obturateur provoquant ainsi un coup de bélier créant une dépression susceptible d'être utilisée pour l'aspiration et l'élévation d'un liquide.
La dépression ainsi produite est due au fait que, au moment de l'interruption sou- dlaine du courant de liquide, la masse liquide continue à circuler par inertie, créant der- rière elle une cavité dans laquelle se produit un vide absolu, à la valeur près de la tension de vapeur qui correspond à la température ambiante.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution et une variante de l'appareil objet de l'invention.
Les fig. 1 et 2 prises ensemble constituent une vue en coupe longitudinale de la pre- iniëre forme d'exécution.
La 3 est. une vue en élévation, partie en coupe, à plus grande échelle, d'une partie de cette forme d'exécution visible également à la fig. 1.
La fig. 4 est une vue en élévation, partie en coupe, d'une variante de ladite partie, et les fig. 5 à 8 sont des vues en élévation, partiellement en coupe, de la seconde forme d'exécution dans diverses positions de fonc tionnement.
La première forme d'exécution représentée aux fig. 1 à 3 comprend deux parties: Un dispositif à dépression disposé dans un courant de liquide et plusieurs réservoirs disposés au-dessus de ce courant. Le dispositif comprend une tubulure T dans laquelle du liquide circule du fait de la dénivellation qui existe entre ses extrémités. Cette tubulure pourrait, par exemple, être en fer, en fibro ciment ou en une autre matière et être dispo sée au travers d'un cours d'eau ou d'un canal. Elle pourrait aussi être disposée de façon à utiliser la dénivellation qui existe entre les deux branches d'un méandre d'un cours d'eau ou entre deux courants souterrains de niveaux différents.
A l'entrée de cette tubulure est monté un obturateur dont le mouvement est automatiquement entretenu.
Cet obturateur comprend un cylindre de fer 1 comprenant un joint. 2 (à filetage, à brides, à godet, joint Gibault ou autre) au moyen duquel une de ses extrémités est rac cordée à la tubulure T. A l'autre extrémité du cylindre est montée une soupape compre nant une couronne tronconique 3 qui coopère avec un siège correspondant 4 ménagé à l'en trée du cylindre 1, et un disque circulaire 5 qui coopère, avec interposition d'un joint de caoutchouc, avec le bord évasé de la cou ronne 3.
Un croisillon à bras radiaux 6 relie la cou ronne tronconique 3 à une tige 7 qui est mon tée de manière à pouvoir coulisser dans la direction du courant et dans l'axe du cylin dre 1, guidée par deux supports 8 et 9 res pectivement disposés à l'intérieur du cylindre 1 et à l'extérieur et en amont de celui-ci. Le déplacement de cette tige 7 est limité dans les deux sens par des butées appropriées 10 et 11.
Le disque circulaire 5 qui ferme la cou ronne 3 à son extrémité évasée est susceptible de coulisser sur la tige 7 et peut être séparé à volonté de la couronne 3 au moyen d'un levier 12. L'extrémité de la tige qui s'étend à l'extérieur du cylindre est reliée à un levier 14 par une bielle 13. Un contrepoids 15 qui tend à amener la soupape dans sa position d'ouverture est fixé sur un bras du levier 14 qui s'étend au-delà, d'un point de pivotement 16 de ce levier. La distance séparant ce con trepoids du point de pivotement 16 est ré glable. On pourrait aussi maintenir la sou pape ouverte au moyen d'un ressort ou d'un autre dispositif.
L'appareil comprend un groupe de deux réservoirs 17 et 18, suffisamment résistants pour supporter la pression atmosphérique. Ces réservoirs sont superposés et sont reliés l'un à l'autre par des brides de grand dia mètre 19 et 20 qui supportent à leur tour une soupape 21 présentant une grande section de passage et qui a tendance à rester fermée, grâce à l'action de contrepoids réglables 22.
Dans la partie supérieure du réservoir su périeur 17 débouche un conduit de vide 23 qui est raccordé à un tube 24, raccordé lui- même au cylindre 1. Le conduit 23 est suscep tible d'être fermé par une soupape de rete nue 25.
U n ensemble comprenant des soupapes 26 et 27 est monté à l'endroit où le conduit 23 débouche dans le réservoir supérieur 17. Les tiges de ces soupapes sont respectivement arti culées en 28 et en 29 à un levier 30 qui porte un flotteur 31 à son extrémité libre. Ces tiges sont guidées de manière appropriée par des supports 32 et 33 et elles sont agencées de façon que quand la soupape 26 s'ouvre et tait ainsi communiquer le réservoir avec le con duit 23, l'autre soupape 27 se ferme et vice versa, cette soupape 27 étant susceptible de faire communiquer le réservoir avec l'atmo sphère.
De la. partie inférieure du réservoir 17 part un tube 34 qui plonge dans le liquide 35 à élever et qui est muni à sa base d'une soupape de retenue 36.
Le réservoir inférieur 1.8 présente deux ouvertures. L'une niéiiagée dans sa partie su périeure qui le fait communiquer avec l'autre réservoir 17 et. qui est commandée par la sou pape 21 à contrepoids 22 déjà mentionnée, et l'autre ménagée dans sa partie inférieure 37 est prévue pour la sortie du liquide élevé. Comme représenté, cette dernière ouverture est obturée par une plaque; un tube 34' d'un second groupe de réservoirs 17' et 18' indi qués en traits pointillés à la fig. 2, plonge par son extrémité inférieure munie d'une soupape de retenue 36' dans ladite partie inférieure 37 du réservoir 18.
Un tube 34" d'un troisième groupe de réservoirs 17', 18' est également indiqué en pointillé à la fig. 2, de même que le conduit de vide 23' et la soupape de retenue 25' du second groupe de réser voirs, ce conduit étant raccordé à Lin tube 38. Comme représenté à. la fig. 1, le tube 38 et un tube 39 pour un troisième groupe de réser voirs sont raccordés au tube 24. On compren dra que la. forme d'exécution qu'on vient de décrire pourrait aussi ne comprendre qu'un seul groupe de réservoirs, au lieu de plusieurs groupes disposés à des hauteurs inanoinétri- ques appropriées.
Lorsqu'on désire faire fonctionner l'appa reil, celui-ci étant au repos et n'étant. pas amorcé, on déplace le levier 12 qui actionne le disque circulaire 5 par rapport à. la cou ronne 3, de façon à laisser passer du liquide à travers cette couronne, le cylindre 1 et la tubulure T, jusqu'à ce que celle-ci soit rem plie. Le cylindre et la tubulure étant pleins, on lâche le levier 12 et le disque 5 revient en position de fermeture sous l'effet de la poussée du liquide, la couronne 3 étant égale ment maintenue en position de fermeture par cette poussée.
Le liquide contenu dans le cylindre 1 et la tubulure T a tendance à continuer de circu ler par inertie et, si l'on maintient fermée l'entrée du cylindre 1, il continue de circuler jusqu'à ce qu'il se soit formé un vide qui compense la force vive du courant plus le poids de la colonne de liquide qui circule à travers le cylindre 1 et la tubulure T. Du fait. de la formation de ce vide dans la zone immédiatement contiguë à la soupape, il se produit par le tube 24, une aspiration de l'air contenu dans les groupes de réservoirs, jusqu'à ce que le contrepoids 15 de la sou pape conique assure l'ouverture de celle-ci.
Le contrepoids ne doit pas compenser la totalité du poids de la colonne de liquide agissant sur la soupape 3, 5 lorsque celle-ci est fermée. En effet, si c'était le cas, ce contre poids empêcherait le liquide de refermer cette soupape lorsqu'elle a été ouverte ou, au con traire, il serait incapable de la rouvrir lors qu'elle a été fermée par le courant de liquide. ()n règle donc la butée 10 de manière que la soupape ne puisse se fermer complètement et qu'elle laisse passer du liquide en F, vers l'intérieur du cylindre.
De ce fait, le coup de bélier est légèrement amorti, mais la soupape conique se rouvre fa cilement, sitôt après, sous l'action du contre poids 15. La fréquence des coups de bélier et l'efficacité de l'appareil sont ainsi nota blement accrus.
La butée 20, c'est-à-dire l'ouverture de fuite F et le contrepoids 15 sont. réglables indépendamment, afin de permettre d'adap ter l'appareil aux conditions hydrauliques prévalant dans chaque cas (débit, différence de niveau, etc.) pour obtenir le rendement maximum.
Le dispositif de dépression aspire l'air contenu dans le réservoir supérieur 17 à, tra- vers la soupape de retenue 25. A mesure qu'il se produit. un vide à l'intérieur du ré servoir 17, le liquide monte vers ce réservoir par le tube -34, le remplissant peu à peu et faisant monter le flotteur 31. En fin de course, ce flotteur provoque la fermeture de la soupape 26 et l'ouverture de la soupape 27 qui fait alors communiquer le réservoir 17 avec l'atmosphère. Sous l'action du poids de la colonne de liquide contenu dans le réser voir 17 et de la pression atmosphérique, la soupape 21 s'ouvre contre l'action des contre poids 22 et fait communiquer le réservoir 17 avec le réservoir inférieur 18.
Le premier de ces réservoirs qui ne peut se décharger par le tube ascendant 34 du fait de la présence de la soupape de retenue 36 se vide alors dans le second réservoir 18.
Une fois que le réservoir 17 est vide, la soupape 21 se referme et le flotteur 31, qui est descendu au fond du réservoir 17, ferme la soupape 27 et ouvre la soupape 26. Dès lors, un nouveau cycle de fonctionnement identique à celui qu'on vient de décrire com mence.
Le réservoir 18 sert, uniquement de réci pient d'aspiration de liquide pour le tube ascendant. 34' du groupe de réservoirs 1T, 18' suivant, qui est. disposé au-dessus du pre mier, au cas où le liquide doit être élevé d'une hauteur supérieure à celle qu'on peut obtenir dans les conditions données, au moyen d'un seul étage d'aspiration. Le réservoir 18 d'un appareil à un seul groupe de réservoirs ou le réservoir du groupe supérieur d'un appareil à plusieurs groupes de réservoirs pourrait donc être simplement supprimé, le liquide tombant directement dans un récipient ou dans un conduit d'utilisation, à sa sortie de la soupape à contrepoids correspondante.
Le réservoir 18 présente une grande ou verture supérieure entourée d'un manchon à travers lesquels le tube ascendant 34' du groupe supérieur plonge dans la partie infé rieure 37, du réservoir 18.
Dans la variante représentée à la fig. 4, la fuite de liquide F vers l'intérieur du cylin dre métallique est supprimée et la soupape est capable de fermer de faon étanehe. Il en résulte une augmentation de la dépression, le coup de bélier n'étant pas amorti. L'appareil est plus efficace, nmais la soupape et les orga nes mobiles qui lui sont reliés, ainsi que son siège et que ses supports, sont soumis à des efforts plus violents.
Selon cette variante, le cylindre de fer 1 est disposé à l'intérieur d'un récipient 40 à une paroi duquel il est raccordé par son joint 2. A travers cette paroi, ce cylindre est, en outre, raccordé à une tubulure 41. A son extrémité opposée, le cylindre 1 est terminé par une embouchure évasée 42', destinée à gui der le liquide vers l'intérieur du cylindre 1.
A L'intérieur du cylindre 1 est monté un siège 4 présentant une embouchure troneoni- que 43 et une sortie évasée tronconique 44 de plus grande dimension. Contre le bord de la grande base de l'embouchure 43 peut s'ap pliquer un disque 45 solidaire d'une tige 7 qui est mobile dans t'axe du cylindre 1, ladite tige étant supportée et guidée par une pièce 46 fixée à la paroi du cylindre tau moyen de bras 47. .
Une butée 48 solidaire de la tige 7 limite la coure de celle-ci par butée contre la pièce fixe 46, tout en permettant au disque 45 de venir fermer le siège 4 de façon étanche.
La tige 7 est reliée par une bielle 13 à un levier coudé 14 portant lun contrepoids 15 qui peut être déplacé sur l'autre bras de ce levier. Le levier coudé 14 est articulé en 16 sur le cylindre 1.
Dans la chambre située entre le joint 2' et l'embouchure 43 du siège 4 débouche un tube d'aspiration 24.
Le déplacement angulaire du levier eoudé 14 (voir ligne en pointillé) est limité dans le sens de l'ouv er turc de la soupape par une butée réglable 10.
Lorsque le levier 14 est dans sa position inférieure, la soupape étant ouverte, l'amor çage du cylindre 1 se produit sous l'effet de la pression du liquide qui entre dans ce ey- lindre par l'embouchure 42 et s'écoule à tra vers lui vers la tubulure 41. L'aspiration pro duite dans lal chambre 44, aidée par la pres- sion du liquide qui agit sur la pièce 4s oblige le disque 45 a s'appliquer sur le siège 4, con tre l'action dut contrepoids 15.
ce moment, le liquide est à l'intérieur du cylindre 1, en aval du disque 43r, a ten dance à poursuivre son chemin en formant un espace vide qui provoque une dépression dans la chambre située en aval du siège 4, ce qui a pour effet d'aspirer de l'air des réser voirs à travers le tube 24.
Quand la dépression cesse à l'intérieur de la sortie 44 du siège 4, parce cque suffisam ment d'air est entré par le tube 24, le disque 45 entraîné par le contrepoids 15 s'ouvre. Ce contrepoids est maintenn en position relevée par l'effort exercé sur 45 du fait de lit diffé rence existant entre la pression régnant à l'intérieur du siège 4, immédiatement en aval du disque 45, et la pression atmosphé rique agissant sur l'autre face de ce dernier. Sitôt que cette différence tombe au-dessous d'une valeur déterminée, il retombe et sépare le disque 45 de son siège 4.
Le processus décrit se répète indéfiniment d'une manière automatique et salns qu'il ait besoin d'anmorcer la tubulure à la main au nmoyen dl'un levier, comme pour le dispo sitif représenté aux fig. 1 et 3.
Les fig. 5 à 8 représentent une seconde forme d'exécution comprenant ur dispositif d'aspiration analogue à celui qu'on vient de décrire en détail en référence àl la fig. 4. Des butées 10 et 10' uménagées sur une bride 49 limitent la course d'un levier 14 et d'une tige 7, celle-ci portant lui disque 45 qui peut s'appliquer de faqon étanche sur le bord d'une embouchure 43 d'lui siège 4.
Dans une chambre 44 située entre u ri joint et le siè-e 4 débouche Lui tube d'aspiration 4 qui débouche, d'autre part, dans la partie supérieure d'un réservoir 50.
Ce réservoir communique lui-même avec un tube 51 muni, à son extrémité inférieure, d'une crépine 5?. Le liquide qui a pénétré (]ans le réservoir- 50 tombe dans un récipient ouvert .i3. utilisable dans le cas où l'on veut élever le liquide à un niveau encore plus élevé. Le tube 41 présente à son extrémité aval un volet de fermeture 54 muni d'un bras 55 relié par une tringle 56 à un organe de com mande constitué par une membrane 57 qui forme le fond d'une chambre à volume va riable 58.
Cette chambre communique par un tube 59 avec un distributeur 60 comprenant deux orifices de sortie, 61 et 62, deux orifices d'entrée 61' et 62' et une pièce centrale 63, formant coulisseau et présentant des passages fil" et 62" permettant chacun de faire eom- muniquer l'un desdits orifices d'entrée avec l'orifice de sortie correspondant. Le coulis seau 63 est relié par une tringle 64 à un organe de commande constitué par une mem brane 65 qui limite le volume variable d'une chambre 66. Les orifices 61' et 62' communi quent avec le tube d'aspiration 24, l'orifice 62 communique directement avec l'atmo sphère, et l'orifice 61 communique avec le tube 59. La chambre 66 communique égale ment avec le tube d'aspiration 24.
Les membranes 57 et 65 sont rappelées vers leur position inférieure (correspondant à l'ou verture du volet 54) par leur élasticité pro pre et par leur poids. Elles pourraient être remplacées par des pistons montés pour glisser clans les chambres à volume variable 58 et 66. Les membranes ou les pistons pourraient être rappelés vers leur position inférieure par des ressorts, ou encore uniquement ou principalement par gravité.
Supposons que l'appareil est dans la posi tion représentée à la fig. 5, le levier 14 étant complètement abaissé et le disque d'obtura tion 45 étant séparé du siège 4. L'amorçage dlu cylindre 1 a lieu sous l'effet de la circu lation du liquide qui entre par l'embouchure 42, remplit l'intérieur du cylindre 1 et se dirige vers la sortie à travers la tubulure 41. L'aspiration produite dans la chambre 44 et la circulation du liquide agissent sur le disque d'obturation 45 qui s'applique sur le siège 4, contre l'action du contrepoids 15.
A ce moment, le liquide qui est à l'inté rieur de la tubulure 41 tend à poursuivre son chemin, grâce à l'inertie de sa masse, en foi-niant un espace vide et. en créant -une dé- pression dans la chambre située en aval du siège 4, ce qui a pour résultat une aspiration à travers le tube 24 de l'air contenu dans le réservoir 50 et le tube 51. Le liquide dans lequel plonge ce dernier tube s'élève dans celui-ci et vient remplir le réservoir 50. A la fig. 6, le trajet suivi par le liquide est indi qué par des flèches en trait plein, tandis que le trajet suivi par l'air est indiqué par des flèches en pointillés.
La dépression qui se produit dans la cham bre 44 et qui est transmise par le tube 24 agit dans la boîte 66 et. déplace la membrane 65 vers le haut, ce qui actionne, par la tringle 64, le coulisseau 63 (fig. 7) mettant ainsi automatiquement les orifices 61 et 61' en communication à travers le passage 61" et transmettant l'aspiration au tube 59. Cette aspiration déplace la membrane 57 vers le haut et entraîne ainsi le bras 55, de manière à amener le volet 54 en position de fermeture et à interrompre la circulation du liquide à travers la tubulure 41.
La dépression continuant à agir dans la boite 66, le coulisseau 63 entraîné par la membrane 65 poursuit son déplacement, jus qu'au moment où les orifices 62 et 62' sont mis en communication à travers le passage 62", permettant ainsi à de l'air ambiant de pénétrer dans l'appareil par l'orifice 62 et le tube d'aspiration 24, ce qui annule la dé pression créée dans la chambre 44. Le disque d'obturation 45 peut alors s'éloigner du siège 4 sous l'action du contre poids 15 et du liquide pénètre dans la cham bre située entre ce siège et le joint 2; du fait de l'annulation de la dépression dans cette chambre, le tiroir 63 redescend et, en même temps, le volet 54 s'ouvre et<B>le</B> liquide con tenu dans la tubulure 41 recommence de cir culer (fig. 8).
Ce cycle de fonctionnement se répète indé finiment tant qu'il existe un. courant. de li quide dans le cylindre 1; le liquide qui est aspiré par le tube 51. remplit le réservoir 50 et aboutit dans le récipient 53, pour être -utilisé. La fermeture et l'ouverture du volet 54 avec, pour conséquence, l'arrêt et la retenue alternés du courant de liquide s'effectuent de manière périodique et régulière dans le temps. Le processus décrit se poursuit complète ment automatiquement et sans qu'il y ait nécessité d'amorcer le cylindre 1 à la main ou mécaniquement. Il faut encore faire remarquer que le dis tributeur 60-63 pourrait aussi être actionné mécaniquement par le levier 14, de manière à suivre les déplacements périodiques de ce levier.
On pourrait aussi remplacer ce distri buteur par un autre dispositif mécanique, hydraulique ou pneumatique servant à com mander le volet 54. De même, les boîtes avec membranes 57 et 65 pourraient être modifiées ou remplacées par des pistons actionnés éga lement par l'aspiration ou par le levier 14. Au lieu d'être rappelés par gravité vers leurs positions initiales respectives correspondant à la position d'ouverture du volet 54, les mem branes ou pistons 57 et 65 pourraient aussi être rappelés par des ressorts.
Apparatus intended to create a vacuum used for lifting liquids. The present invention relates to an apparatus intended to create a vacuum used for lifting liquids, based on the phenomenon of the pressure surge phenomenon which arises in a tubing when a liquid vein which is suddenly interrupted at its inlet. circulates through this tubing.
This apparatus is characterized in that it comprises an automatically maintained movement shutter placed in the inlet mouth of a tubing and arranged so as to be able to abruptly and periodically interrupt a liquid vein which circulates in this tubing, this shutter thus causing a water hammer creating a depression capable of being used for the suction and elevation of a liquid.
The depression thus produced is due to the fact that, at the time of the sudden interruption of the liquid flow, the liquid mass continues to circulate by inertia, creating behind it a cavity in which an absolute vacuum occurs, at the value close to the vapor pressure which corresponds to the ambient temperature.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments and a variant of the apparatus which is the subject of the invention.
Figs. 1 and 2 taken together constitute a view in longitudinal section of the first embodiment.
The 3 is. an elevational view, partly in section, on a larger scale, of a part of this embodiment also visible in FIG. 1.
Fig. 4 is an elevational view, partly in section, of a variant of said part, and FIGS. 5 to 8 are elevational views, partially in section, of the second embodiment in various operating positions.
The first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 consists of two parts: A vacuum device arranged in a liquid stream and several reservoirs arranged above this stream. The device comprises a tubing T in which liquid circulates due to the difference in level which exists between its ends. This tubing could, for example, be made of iron, fiber cement or another material and be arranged through a stream or a channel. It could also be arranged so as to use the difference in level that exists between the two branches of a meander of a watercourse or between two underground currents of different levels.
At the inlet of this tubing is mounted a shutter whose movement is automatically maintained.
This shutter comprises an iron cylinder 1 comprising a seal. 2 (threaded, flanged, cup, Gibault joint or other) by means of which one of its ends is connected to the tube T. At the other end of the cylinder is mounted a valve comprising a frustoconical ring 3 which cooperates with a corresponding seat 4 provided at the entry of cylinder 1, and a circular disc 5 which cooperates, with the interposition of a rubber seal, with the flared edge of the crown 3.
A cross member with radial arms 6 connects the frustoconical crown 3 to a rod 7 which is mounted so as to be able to slide in the direction of the current and in the axis of the cylinder 1, guided by two supports 8 and 9 respectively arranged inside cylinder 1 and outside and upstream thereof. The movement of this rod 7 is limited in both directions by appropriate stops 10 and 11.
The circular disc 5 which closes the crown 3 at its flared end is capable of sliding on the rod 7 and can be separated at will from the crown 3 by means of a lever 12. The end of the rod which extends outside the cylinder is connected to a lever 14 by a connecting rod 13. A counterweight 15 which tends to bring the valve into its open position is fixed to an arm of the lever 14 which extends beyond, from a pivot point 16 of this lever. The distance separating this counterweight from the pivot point 16 is adjustable. The valve could also be kept open by means of a spring or other device.
The apparatus comprises a group of two reservoirs 17 and 18, sufficiently resistant to withstand atmospheric pressure. These tanks are superimposed and are connected to each other by large diameter flanges 19 and 20 which in turn support a valve 21 having a large passage section and which tends to remain closed, thanks to the adjustable counterweight action 22.
In the upper part of the upper reservoir 17 opens a vacuum duct 23 which is connected to a tube 24, itself connected to the cylinder 1. The duct 23 is capable of being closed by a bare check valve 25.
A n assembly comprising valves 26 and 27 is mounted at the place where the conduit 23 opens into the upper reservoir 17. The stems of these valves are respectively articulated at 28 and 29 to a lever 30 which carries a float 31 to its free end. These rods are suitably guided by supports 32 and 33 and they are arranged so that when the valve 26 opens and is thus communicating the reservoir with the pipe 23, the other valve 27 closes and vice versa, this valve 27 being capable of making the reservoir communicate with the atomosphere.
Of the. the lower part of the tank 17 starts from a tube 34 which plunges into the liquid 35 to be raised and which is provided at its base with a check valve 36.
The lower tank 1.8 has two openings. One is negated in its upper part which makes it communicate with the other tank 17 and. which is controlled by the valve 21 with a counterweight 22 already mentioned, and the other provided in its lower part 37 is provided for the outlet of the high liquid. As shown, this latter opening is closed by a plate; a tube 34 'of a second group of reservoirs 17' and 18 'shown in dotted lines in FIG. 2, plunges through its lower end provided with a check valve 36 'in said lower part 37 of the reservoir 18.
A tube 34 "of a third group of tanks 17 ', 18' is also indicated in dotted lines in Fig. 2, as is the vacuum duct 23 'and the check valve 25' of the second group of tanks, this conduit being connected to tube 38. As shown in Fig. 1, tube 38 and a tube 39 for a third group of tanks are connected to tube 24. It will be understood that the embodiment which we have just described could also include only one group of reservoirs, instead of several groups arranged at appropriate inanoinometric heights.
When it is desired to operate the apparatus, it being at rest and not being. not started, the lever 12 is moved which actuates the circular disc 5 with respect to. the crown 3, so as to allow liquid to pass through this crown, the cylinder 1 and the tubing T, until the latter is filled. The cylinder and the tubing being full, the lever 12 is released and the disc 5 returns to the closed position under the effect of the thrust of the liquid, the crown 3 also being held in the closed position by this thrust.
The liquid contained in cylinder 1 and tubing T tends to continue to circulate by inertia and, if the inlet of cylinder 1 is kept closed, it continues to circulate until a vacuum which compensates for the force of the current plus the weight of the column of liquid which circulates through cylinder 1 and tubing T. Due to this. from the formation of this vacuum in the area immediately adjacent to the valve, through tube 24, a suction of the air contained in the groups of tanks occurs, until the counterweight 15 of the conical valve ensures the opening of it.
The counterweight must not compensate for the entire weight of the liquid column acting on the valve 3, 5 when the latter is closed. Indeed, if this were the case, this counterweight would prevent the liquid from closing this valve when it has been opened or, on the contrary, it would be unable to reopen it when it was closed by the flow of liquid. . () n therefore adjusts the stop 10 so that the valve cannot close completely and that it allows liquid to pass at F, towards the interior of the cylinder.
As a result, the water hammer is slightly dampened, but the conical valve reopens easily, soon after, under the action of the counterweight 15. The frequency of water hammer and the efficiency of the device are thus noted. greatly increased.
The stop 20, that is to say the leakage opening F and the counterweight 15 are. independently adjustable, to allow the device to be adapted to the hydraulic conditions prevailing in each case (flow rate, level difference, etc.) to obtain maximum efficiency.
The vacuum device draws the air from the upper reservoir 17 through the check valve 25. As it occurs. a vacuum inside the tank 17, the liquid rises towards this tank through the tube -34, gradually filling it and causing the float 31 to rise. At the end of its stroke, this float causes the valve 26 to close and the opening of the valve 27 which then makes the reservoir 17 communicate with the atmosphere. Under the action of the weight of the column of liquid contained in the tank see 17 and of the atmospheric pressure, the valve 21 opens against the action of the counterweights 22 and makes the tank 17 communicate with the lower tank 18.
The first of these reservoirs which cannot discharge through the riser tube 34 due to the presence of the check valve 36 then empties into the second reservoir 18.
Once the tank 17 is empty, the valve 21 closes and the float 31, which has descended to the bottom of the tank 17, closes the valve 27 and opens the valve 26. Therefore, a new operating cycle identical to that which we have just described how.
The reservoir 18 serves only as a liquid suction receptacle for the riser tube. 34 'of the group of tanks 1T, 18' following, that is. arranged above the first, in case the liquid has to be raised to a height greater than that which can be obtained under the given conditions, by means of a single suction stage. The reservoir 18 of an apparatus with a single group of reservoirs or the reservoir of the upper group of an apparatus with several groups of reservoirs could therefore be simply omitted, the liquid falling directly into a receptacle or into a use pipe, to its output from the corresponding counterbalance valve.
The reservoir 18 has a large or upper opening surrounded by a sleeve through which the riser tube 34 'of the upper group plunges into the lower part 37 of the reservoir 18.
In the variant shown in FIG. 4, the leakage of liquid F to the interior of the metallic cylinder is suppressed and the valve is able to close steadily. This results in an increase in depression, the water hammer not being damped. The apparatus is more efficient, but the valve and the movable parts which are connected to it, as well as its seat and that its supports, are subjected to more violent efforts.
According to this variant, the iron cylinder 1 is placed inside a container 40 to a wall of which it is connected by its gasket 2. Through this wall, this cylinder is furthermore connected to a pipe 41. At its opposite end, cylinder 1 is terminated by a flared mouth 42 ', intended to guide the liquid towards the interior of cylinder 1.
Inside the cylinder 1 is mounted a seat 4 having a tapered mouth 43 and a tapered flared outlet 44 of larger dimension. Against the edge of the large base of the mouth 43 may apply a disc 45 integral with a rod 7 which is movable in the axis of the cylinder 1, said rod being supported and guided by a part 46 fixed to the cylinder wall by means of arms 47..
A stop 48 integral with the rod 7 limits the course thereof by abutting against the fixed part 46, while allowing the disc 45 to close the seat 4 in a sealed manner.
The rod 7 is connected by a connecting rod 13 to an angled lever 14 carrying the counterweight 15 which can be moved on the other arm of this lever. The elbow lever 14 is articulated at 16 on the cylinder 1.
In the chamber located between the seal 2 'and the mouth 43 of the seat 4 opens a suction tube 24.
The angular displacement of the elbow lever 14 (see dotted line) is limited in the direction of the Turkish opening of the valve by an adjustable stop 10.
When the lever 14 is in its lower position, the valve being open, the priming of the cylinder 1 takes place under the effect of the pressure of the liquid which enters this eyeliner through the mouth 42 and flows at through it towards the tubing 41. The suction produced in the chamber 44, aided by the pressure of the liquid which acts on the part 4s, forces the disc 45 to apply to the seat 4, against the action had to counterweight 15.
At this moment, the liquid is inside the cylinder 1, downstream of the disc 43r, tends to continue on its way, forming an empty space which causes a depression in the chamber located downstream of the seat 4, which has the effect of effect of sucking air from the reservoirs through the tube 24.
When the vacuum ceases inside the outlet 44 of the seat 4, because sufficient air has entered through the tube 24, the disc 45 driven by the counterweight 15 opens. This counterweight is maintained in the raised position by the force exerted on 45 due to the difference between the pressure prevailing inside the seat 4, immediately downstream of the disc 45, and the atmospheric pressure acting on the other. face of the latter. As soon as this difference falls below a determined value, it falls back and separates the disc 45 from its seat 4.
The described process is repeated indefinitely in an automatic manner and salns that it needs to prime the tubing by hand using a lever, as for the device shown in fig. 1 and 3.
Figs. 5 to 8 show a second embodiment comprising ur suction device similar to that which has just been described in detail with reference to FIG. 4. Stops 10 and 10 'uménées on a flange 49 limit the stroke of a lever 14 and of a rod 7, the latter carrying its disc 45 which can be applied in a sealed manner on the edge of a mouthpiece. 43 of him seat 4.
In a chamber 44 located between u ri joint and the seat 4 opens out to him suction tube 4 which opens out, on the other hand, in the upper part of a reservoir 50.
This reservoir itself communicates with a tube 51 provided, at its lower end, with a strainer 5 ?. The liquid which has entered the reservoir 50 falls into an open container which can be used if the liquid is to be raised to a still higher level. The tube 41 has at its downstream end a shutter. closure 54 provided with an arm 55 connected by a rod 56 to a control member constituted by a membrane 57 which forms the bottom of a chamber with variable volume 58.
This chamber communicates by a tube 59 with a distributor 60 comprising two outlet orifices, 61 and 62, two inlet orifices 61 'and 62' and a central part 63, forming a slide and having thread passages "and 62" each allowing to communicate one of said inlet orifices with the corresponding outlet orifice. The bucket slider 63 is connected by a rod 64 to a control member constituted by a membrane 65 which limits the variable volume of a chamber 66. The orifices 61 'and 62' communicate with the suction tube 24, l The orifice 62 communicates directly with the atomosphere, and the orifice 61 communicates with the tube 59. The chamber 66 also communicates with the suction tube 24.
The membranes 57 and 65 are returned to their lower position (corresponding to the opening of the shutter 54) by their own elasticity and by their weight. They could be replaced by pistons mounted to slide clans variable volume chambers 58 and 66. The membranes or pistons could be returned to their lower position by springs, or else only or mainly by gravity.
Suppose that the device is in the position shown in fig. 5, the lever 14 being completely lowered and the shutter disc 45 being separated from the seat 4. The cylinder 1 is primed under the effect of the circulation of the liquid which enters through the mouth 42, fills the cylinder. 'inside the cylinder 1 and goes towards the outlet through the pipe 41. The suction produced in the chamber 44 and the circulation of the liquid act on the closure disc 45 which is applied to the seat 4, against the counterweight action 15.
At this time, the liquid which is inside the pipe 41 tends to continue on its way, thanks to the inertia of its mass, by faith-denying an empty space and. by creating a depression in the chamber located downstream of the seat 4, which results in a suction through the tube 24 of the air contained in the reservoir 50 and the tube 51. The liquid in which the latter plunges tube rises in the latter and fills the reservoir 50. In FIG. 6, the path followed by the liquid is indicated by solid arrows, while the path followed by the air is indicated by dotted arrows.
The vacuum which occurs in chamber 44 and which is transmitted through tube 24 acts in box 66 and. moves the membrane 65 upwards, which actuates, via the rod 64, the slide 63 (fig. 7) thus automatically putting the orifices 61 and 61 'in communication through the passage 61 "and transmitting the suction to the tube 59 This suction moves the membrane 57 upwards and thus drives the arm 55, so as to bring the flap 54 into the closed position and to interrupt the circulation of the liquid through the pipe 41.
The vacuum continuing to act in the box 66, the slide 63 driven by the membrane 65 continues its movement, until the orifices 62 and 62 'are placed in communication through the passage 62 ", thus allowing ambient air to enter the apparatus through the orifice 62 and the suction tube 24, which cancels out the pressure created in the chamber 44. The sealing disc 45 can then move away from the seat 4 under the the action of the counterweight 15 and the liquid enters the chamber situated between this seat and the seal 2; due to the cancellation of the vacuum in this chamber, the drawer 63 goes down and, at the same time, the shutter 54 s 'opens and <B> the </B> liquid contained in tubing 41 begins to circulate again (fig. 8).
This operating cycle is repeated indefinitely as long as there is one. current. liquid in cylinder 1; the liquid which is sucked through the tube 51. fills the reservoir 50 and ends up in the container 53, to be used. The closing and opening of the shutter 54 with, as a consequence, the alternate stopping and retaining of the liquid stream are carried out periodically and regularly over time. The described process continues completely automatically and without the need to prime cylinder 1 by hand or mechanically. It should also be noted that the distributor 60-63 could also be actuated mechanically by the lever 14, so as to follow the periodic movements of this lever.
This distributor could also be replaced by another mechanical, hydraulic or pneumatic device used to control the shutter 54. Similarly, the boxes with membranes 57 and 65 could be modified or replaced by pistons also actuated by the suction or by the lever 14. Instead of being returned by gravity to their respective initial positions corresponding to the opening position of the shutter 54, the membranes or pistons 57 and 65 could also be returned by springs.