Appareil pour le réglage du débit liquide entre une section hydraulique amont et une section hydraulique aval, La présente invention a pour objet un appareil pour le réglage du débit liquide entre une section hydraulique amont et une section hydraulique aval telles que bassins, rivières, canaux ou conduits, du type dans le quel deux capacités fermées sont reliées par leurs zones inférieures respectivement aux dites sections amont et aval et contiennent en partie basse du liquide et en partie haute une atmosphère gazeuse, un passage de liquide reliant les parties de liquide des capacités, et un passage de gaz reliant les parties de gaz des capacités,
tandis qu'un obturateur est des tiné à régler un débit gazeux susceptible d'être admis dans la partie de gaz d'une des capacités.
Cet appareil est caractérisé en ce que l'ob- lurateur est commandé par un organe qui est disposé dans le liquide d'une des capacités dite amont et qui est sensible aux variations du niveau du liquide.
Des moyens peuvent être prévus pour relier ledit organe à tme commande asservie à au moins une grandeur, de sorte que le débit prédéterminé varie en fonction de ladite grandeur.
Une installation où on veut créer -une dé pression peut. être reliée par l'intermédiaire de l'obturateur à la partie de gaz d'une des capacités, tandis qu'une installation où on. veut créer une surpression peut être reliée à une cloche disposée dans la zone inférieure de liquide de l'autre des capacités dite aval pour recueillir des bulles de gaz comprimé entraînées avec le liquide dans ladite capacité aval, de sorte que par l'intermédiaire du réglage du débit, une dépression et/ou une surpression gazeuses sont susceptibles d'être créées dans des installations.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution de l'ap pareil selon l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale de la. première forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la forme d'exécution de la fig. 1: _ La fig. 3 est une vue partielle de la se conde forme d'exécution.
La fig. 4 représente en coupe la troisième forme d'exécution.
La première forme d'exécution de l'appa reil, représentée aux fig. 1 et 2, est destinée à laisser passer un débit. liquide d'un bassin amont 20 (fig. 1) à un bassin aval 21. Cette forme d'exécution comporte une hotte 23 avec déversoir intérieur 24 délimitant deux capa cités constitués par une branche ascendante 25 et une branche descendante 26. La branche ascendante 25 possède une section horizontale étendue, de sorte que le niveau n du liquick de la branche 25 soit sensiblement calme et horizontal.
Un passage 27 est ménagé dans la paroi supérieure de la hotte 23 en regard de la branche 25 et au-dessous d'un obturateur 28. Celui-ci (fig. 1 et 2) comporte une paroi cy lindrique 29 ouverte à son extrémité infé rieure en 30 en regard du passage 27 et pro longée à sa partie supérieure par une seconde paroi cylindrique 31, de plus gmand diamètre, ouverte en 32 à son extrémité supérieure. Une membrane élastique 33 est fixée par sa périphérie sur. le bord de l'ouverture 32 et est attelée, par un disque central 34, à une tige 35. Celle-ci est fixée en 36 sur une po tence 37 fixée en 38 à la hotte 23.
L'obtu rateur 28 est. fixé, par exemple par soudure en 39, à lui balancier 40 monté oscillant sur un couteau 41 porté par la hotte 23.
A son extrémité disposée du côté de l'ob turateur, le balancier 40 reçoit, articulée à l'intérieur de celui-ci, en 42, une tige 43 tra versant le passage 27 et supportant un corps pesant 44 plongé dans le liquide de niveau n. Le corps 44 est formé par un cylindre verti cal de-large section.
A son autre extrémité, le balancier 40 reçoit un poids coulissant 45 dont la position peut être réglée le long du balancier par lue vis 46. Pour lue position du poids 45 le long du balancier 40, l'équilibre de celui-ci est réalisé lorsque la poussée d' Archimède sur le corps 44 allège ce corps d'une quantité déter minée atteinte pour un niveau, n donné.
Si, pour lune raison quelconque, le ni veau n monte par rapport à la cote d'éqLû- libre, le corps 44 se trouve allégé par l'ac croissement de la poussée d'Archimède et l'obturateur 28 se soulevant permet une ad mission d'air dans la hotte qui dépasse le débit d'air entraîné à l'aval. Par cet accroisse ment passager de la. pression dans la hotte, le niveau n baisse et l'obturateur se déplace vers la position de -fermeture.
Inversement, si le niveau n baisse par rap port à la cote d'équilibre, le corps 44 se trouve appesanti par la diminution de la poussée d'Archimède. L'obturateur 28 se ferme complètement et ne permet pas d'ad mission d'air dans le hotte. La pression baisse dans la hotte, ce qui fait remonter le niveau n jusqu'à la cote de réglage.
On voit ainsi que pour chaque position donnée au poids 45 sur le balancier corres pondent un niveau n maintenu constant à une cote prédéterminée et par suite taie hauteur constante de la lame au-dessus du déversoir 24. Par réglage du poids 45 sur le balancier, on fait ainsi déverser un débit liquide pré déterminé.
Il est à noter que par sa conformation avec deux parois cylindriques décalées et une membrane 33, l'obturateur 28 est équilibré, c'est-à-dire n'est pas influencé par la pression régnant à l'intérieur de la; botte. Toute forme d'obturateur équilibré autre que celle décrite et représentée pourrait également être adoptée.
On remarquera que le réglage du niveau n à une cote prédéterminée n'est pas in fluencé par la pression gazeuse régnant à l'intérieur de la hotte. Si le niveau amont 20 vient à changer, la pression gazeuse variera automatiquement dans la hotte, mais le ni veau liquide n restera constant.
On peut ainsi obtenir un réglage du débit liquide issu du bassin amont 20 indépendant du niveau de celui-ci.
On a vu qu'à chaque position donnée au poids 45 sur le balancier 40 correspond un niveau n et, par suite, lui débit. En déplaçant le poids 45 d'une position à une autre sur le balancier, on détermine ainsi lue variation de la cote réglée constante du niveau n et, par suite, du débit.
Le balancier 40 peut d'ailleurs être gra dué en débits, de sorte que l'on peut réaliser tout débit voulu en plaçant le poids 45 en regard du repère correspondant.
Au lieu d'un poids réglable agissant sur le balancier 40, il est bien évident que l'on peut exercer lune force réglable ayant un effet analogue à l'aide de tout autre appareil, par exemple hydrazlique, pnelunatique, élec- tromagnétique, etc., cet appareil étant auto nome ou au contraire asservi à toutes gran- deurs désirées qui régleront simultanément ou successivement ledit débit.
Comme il a été dit, le réglage du niveau n est indépendant de la pression gazeuse régnant dans la hotte 23 et, par suite, du ni veau du bassin 20. Toutefois, comme on le comprend, suivant que le niveau du bassin 20 est inférieur ou supérieur au niveau n, l'air dans la hotte doit être mis en dépression ou en surpression par rapport à l'atmosphère. Il convient donc suivant le cas de relier le pas sage 27 soit à l'air libre, comme il est repré senté à la fig. 1, soit au contraire à une enceinte comprimée.
Il est aussi possible dans le cas d'une hotte en pression, de faire com muniquer directement la hotte avec une con duite d'air comprimé, la pression étant réglée par un obturateur mettant la hotte en com munication avec l'atmosphère, analogue à celui de la fig. 2, mais de sens inverse, c'est- à-dire tendant à ouvrir lorsque le niveau baisse.
Dans la seconde forme d'exécution repré sentée à la fi-. 3, la disposition est analogue à celle décrite en référence aux- fig. 1 et 2, excepté que l'obturateur équilibré est rem placé par un relais pneumatique, électrique, mécanique, hydraulique ou autre, commandé par l'organe sensible plongé dans le niveau n et commandant un obturateur réglant l'ad mission d'air dans la hotte.
Une tige 50, reliée à l'organe sensible formé par exemple par un corps immergé, non représenté, analogue au corps 44 de la fig.1, traverse un orifice de petit diamètre 51 ménagé dans la paroi de la hotte 23 et reçoit fixé un disque 52. Celui-ci est disposé dans un boîtier 53 fixé en 54 à la paroi 23 autour de l'orifice 51. A sa partie supérieure, le boîtier 53 comporte Lui orifice 55 coaxial avec l'orifice 51, qui peut être d'un diamètre égal ou supérieur à celui de ce dernier.
La tige 50 traverse l'orifice 55 et est reliée au- delà du boîtier à une commande (non repré sentée, mais dont l'action est schématisée par la flèche F).
Un conduit d'air 56, communiquant avec l'intérieur du boîtier 53 formant relais pneu- matique, est fixé à la paroi latérale 57 de celui-ci et est raccordé en 58 à un obturateur de grosses dimensions désigné dans son en semble par 59 et destiné à régler l'admission d'air dans la hotte 23. L'obturateur 59 est di visé par une membrane 60 en une chambre supérieure 61 où débouche en 58 le conduit 56 et en Lune chambre inférieure 62.
Celle-ci est munie d'ouvertures 63 communiquant avec l'atmosphère, tandis qu'un passage 64 ménagé dans la paroi 23 relie la hotte et la chambre 62. Un clapet cylindrique 65 guidé par un croisillon 66 est disposé -dans la chambre 62 en regard du passage 64 et est relié par une tige 67 à la membrane 60, un ressort de poussée 68 s'étendant dans la chambre 61 en prolongement de la tige 67 entre la membrane 60 et la paroi supérieure de la chambre 61.
Lorsque sous l'action du corps immergé, le disque 52 du relais est abaissé contre l'ori fice 51, le conduit; 56 est relié par l'orifice 55 à la pression atmosphérique, de sorte que la pression atmosphérique règne dans les cham bres 61 et 62 de l'obturateur 59, et, sous l'ac tion du ressort 68, le clapet 65 se ferme. La hotte est alors isolée de la pression atmosphé rique. Le niveau n qui était trop bas tend ainsi à monter jusqu'à la valeur voulue de réglage.
Lorsque sous l'action du corps immergé le disque 52 .du relais est soulevé contre l'ori fice 55, le conduit 56 est relié par l'orifice 51 à la pression régnant dans la hotte, de sorte qu'une dépression règne dans la chambre 61 de l'obturateur, tandis que la pression atmosphérique règne dans la chambre 62 grâce aux ouvertures 63. Cette.différence de pression appliquée à la membrane 60 contre balance et domine l'action du ressort 68, de sorte que celui-ci s'ouvre. La hotte commu nique alors avec la pression atmosphérique par les passages 66 et 63. Le niveau n, qui était trop élevé, tend ainsi à descendre jus qu'à la valeur voulue de réglage.
Dans cette forme d'exécution, la bonne étanchéité est due à l'utilisation d'un relais 53 de petites dimensions et d'un obturateur 59 soumis à des forces plus grandes. En outre les efforts et les courses de la tige 50 sont réduits, ce qui permet d'utiliser, dans- le liquide, un corps immergé de petites dimen sions, ainsi qu'un relais 53 non équilibré. La différence des sections des orifices 51 et 55 favorise la stabilité du réglage.
La troisième forme d'exécution repré sentée à la fig. 4 est adaptée plus spéciale ment pour former appareil à vide et/ou com presseur.
Un bassin 69 amont est destiné à alimenter en liquide un bassin aval 70 par l'intermé diaire de la forme d'exécution désignée dans son ensemble par 71 et qui se compose de deux tubes concentriques ayant es diamètres sensiblement différents: im tube intérieur 72 et un tube extérieur 73.
Le tube extérieur 73 a son extrémité infé rieure plongée dans le bassin amont 69 tandis que son extrémité supérieure, fermée par une plaque 74, porte une boîte 75 reliée par un conduit 76 à une installation non représentée, où on désire entretenir une dé pression. Un passage 77 ménagé dans la plaque 74 fait communiquer la boîte 75 avec le haut du tube 73, et un clapet conique 78 est destiné à fermer ou ouvrir le passage 77. La clapet 78 est relié par une tige 79 à un corps flottant creux 80 plongé .dans le liquide que contient le tube externe 73 et qui recouvre le tube intérieur 72.
Le corps 80 est disposé au-dessus de l'extrémité supérieure ouverte et évasée 81 du tube 72, tandis qu'un conduit 82 accroché sous le cors Q80 met en communication une zone entourée par l'extré mité 81 et l'espace 83 compris dans le tube 73 entre le niveau n et la plaque 74.
g son extrémité inférieure, le tube 72 pé nètre par une partie saillante 84 dans un conduit 85' s'étendant avec une direction hori zontale ou dans une variante légèrement ascendante vers le bassin aval -70 où ce con duit débouche en 86.
Pour amorcer . le passage du liquide, on crée une dépression dans l'espace 83, l'eau monte dans le tube 73 jusqu'à déversement par l'extrémité<B>81</B> dans le tube 72 d'où l'eau est évacuée par le conduit 85 vers le bassin aval 70. Ce mouvement de l'eau provoque un entraînement d'air de l'espace 83 vers l'aval par le conduit 82, les bulles d'air étant em.. pêchées de remonter par la, partie saillante 84-, de sorte que la dépression dans l'espace 83 s'accentue tandis que le niveau n s'élève et soulève le corps 80.
L'amorçage étant ainsi effectué, la dépres sion est entretenue dans l'espace 83 par entraînement d'air par le conduit 82 vers l'aval, et le soulèvement du corps 80 ouvre le clapet 78 et crée une aspiration d'air à partir de l'installation disposée en bout du conduit 76 vers l'espace 83. Le niveau n baisse, ce qui ferme le clapet 78, puis la dé pression s'accentuant à nouveau dans l'espace 83, le niveau remonte et ouvre le clapet, et ainsi -de suite jusqu'à ce que la dépression soit la même dans l'espace 83, la boite 75 et l'installation reliée en 76 à cette boîte.
Il est à noter que la disposition du tube de passage d'air 82 à l'intérieur du passage de l'eau en 81 assure un mélange efficace de l'air et du liquide et, par suite, un entraîne ment efficace d'air à partir de l'espace 83 et de l'installation où on désire créer une dé pression.
On appréciera qu'avec cette forme d'exé cution on peut réaliser un vide poussé avec un rendement élevé au moyen d'une force mo trice peu élevée et représentée par la diffé rence d'altitude entre le niveau n et l'extré mité inférieure du tube 82. L'importance de la dépression ne dépend que du niveau it et du niveau du bassin amont 69 et peut être réglée par le choix de la hauteur du tube 73. En outre la différence des niveaux des bas sins amont 69 et aval 70 peut être très faible.
Il est à noter que l'air débité en 86 est comprimé, de sorte que cette troisième forme d'exécution peut servir de compresseur. 1:1 suffit à cet effet de placer un masque 87 à la partie supérieure de la sortie 86, de façon à réaliser -une cloche de gaz 88 à la partie supé rieure du conduit 85 entre les masques 84 et 87. Le masque 87 descend moins bas que le masque 84 pour éviter toute réintroduction d'air dans le tube 72. 'Un conduit 819 de pré lèvement d'air comprimé est raccordé à la cloche 88 et s'étend jusqu'à l'installation, non représentée, que l'on désire alimenter en air comprimé.