FR2679576A1

FR2679576A1 - Automatic opening device for an orifice for discharging a liquid contained in an accumulation tank

Info

Publication number: FR2679576A1
Application number: FR9208736A
Authority: FR
Inventors: Kopitopoulos Sarantis
Original assignee: Ecoplast SA
Current assignee: Ecoplast SA
Priority date: 1991-07-23
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 1993-01-29
Anticipated expiration: 2012-07-15
Also published as: FR2679576B1; CH684760A5

Abstract

The tank (1) is fitted with an orifice (2) equipped with a collar (3). The orifice (1) is closed by a seal (7) secured to an arm (5) fitted with a first float (6) and articulated about a pin (4). A cam (8) bears on the arm (5) in order to lock it in a position in which the orifice (2) is closed. The cam, articulated to a horizontal pin (9), is actuated by a second float (13) when the liquid reaches a predetermined level and it unlocks the arm (5). Under the action of the first float (6), the arm frees the orifice (2), thus allowing the liquid to flow out.

Description

La présente invention concerne un dispositif d'ouverture automatique pour un orifice d'évacuation d'un liquide contenu dans un réservoir d'accumulation dès que le liquide atteint une hauteur prédéterminée.The present invention relates to an automatic opening device for an orifice for discharging a liquid contained in an accumulation tank as soon as the liquid reaches a predetermined height.

Dans différents domaines il est intéressant qu'une quantité de liquide s'accumulant de manière régulière ou irrégulière dans un réservoir puisse être évacuée d'un coup quand le niveau du liquide atteint une certaine hauteur. A titre d'exemple, nous citerons les fosses de décantation des eaux usées qui s'évacuent par la suite dans une tranchée filtrante avant d'être orientées vers un traitement ultérieur ou vers un exutoire naturel etc. Il a été prouvé que l'écoulement goutte-à-goutte des eaux de la fosse dans la tranchée filtrante colmate cette dernière qui devient inéfficace. Une décharge brusque du liquide opère un curage et prolonge la vie du drain.In various fields, it is advantageous that a quantity of liquid accumulating regularly or irregularly in a tank can be removed suddenly when the level of the liquid reaches a certain height. By way of example, we will cite the wastewater settling pits which are then evacuated in a filtering trench before being directed to a subsequent treatment or to a natural outlet etc. It has been proven that the drip flow of water from the pit into the filter trench clogs the latter which becomes ineffective. A sudden discharge of the liquid cleanses and prolongs the life of the drain.

Une autre application possible de ce principe est le nettoyage des conduites d'évacuation des eaux usées à faible pente dans les agglomérations en système séparatif ou unitaire. Le système séparatif comprend une première installation de conduites pour les eaux usées qui sont traitées avant leur évacuation vers un exutoire naturel, tandis que les eaux de pluie sont directement évacuées par une deuxième installation de conduites vers l'exutoire naturel. Le système unitaire comprend une installation des conduites commune ainsi les eaux aussi bien de pluie que les eaux usées sont traitées avant l'évacuation vers un exutoire naturel.Another possible application of this principle is the cleaning of wastewater drainage pipes with a slight slope in built-up areas in a separate or unitary system. The separation system comprises a first installation of pipes for the wastewater which is treated before its discharge to a natural outlet, while rainwater is directly discharged by a second installation of pipes to the natural outlet. The unitary system includes a common installation of pipes so that both rainwater and wastewater are treated before being discharged to a natural outlet.

Ainsi, en accumulant dans un réservoir les eaux de pluie et en laissant s'écouler brusquement une quantité d'eau on assure l'évacuation de différents dépôts se trouvant dans les canalisations. Thus, by accumulating rainwater in a tank and letting a sudden quantity of water flow, we ensure the evacuation of different deposits found in the pipes.

De telles applications similaires ou même complètement différentes, tel que le transfert d'un liquide d'un réservoir à un autre seulement lorsqu'unie certaine quantité de liquide est disponible dans le premier réservoir sont possibles.Such similar or even completely different applications, such as transferring a liquid from one tank to another only when a certain amount of liquid is available in the first tank are possible.

Jusqu'ici on a utilisé une pompe électrique ou des dispositifs soit électromécaniques, une électrovanne étant actionnée lorsqu'un niveau prédéterminé est atteint, soit mécaniques actionnant une vanne ou un clapet d'ouverture lorsqu'un niveau prédéterminé est atteint, etc.Until now, an electric pump or devices have been used, either electromechanical, a solenoid valve being actuated when a predetermined level is reached, or mechanical actuating a valve or an opening valve when a predetermined level is reached, etc.

La plupart des dispositifs connus demandent une source d'énergie électrique et un entretien permanent pour assurer leur bon fonctionnement. Néanmoins, il y a des situations dans lequelles l'on ne dispose pas d'énergie électrique et/ou il n'est pas aisé d'assurer une telle maintenance sans inconvénient pour le fonctionnement de l'installation.Most of the known devices require a source of electrical energy and permanent maintenance to ensure their proper functioning. However, there are situations in which there is no electrical energy and / or it is not easy to provide such maintenance without disadvantage for the operation of the installation.

La présente invention a pour but de proposer un dispositif simple et dont le bon fonctionnement est assuré avec un minimum d'entretien et sans autre énergie que celle résultant de la poussée d'Archimède.The object of the present invention is to provide a simple device, the proper functioning of which is ensured with a minimum of maintenance and with no other energy than that resulting from the buoyancy.

Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend essentiellement un élément de fermeture dudit orifice actionné par un bras articulé par l'une de ses extrémités autour d'un premier axe horizontal solidaire du réservoir, agencé et ajusté pour qu'en absence de liquide l'orifice soit fermé, d'un second flotteur et d'une came agissant sur ledit bras que le premier flotteur est solidaire dudit bras, que la came présente deux points d'articulation éloignés l'un de l'autre un premier par lequel elle est montée libre en rotation autour d'un deuxième axe horizontal et un second auquel est articulé le second flotteur, que la came est dimensionnée et disposée de sorte qu'en l'absence de liquide une partie de sa surface latérale est en appui sur ledit bras pour le verrouiller en position de fermeture de l'orifice, que le second flotteur est disposé à une hauteur supérieure a celle du premier et il est dimensionné de sorte que la poussée d'Archimède résultant du remplissage du réservoir à la hauteur dé- terminée soit suffisante pour agir sur la came et déverrouiller le bras, le premier flotteur étant dimen sionné de sorte que la poussée d'Archimède soit suffisante pour libérer l'orifice d'évacuation, lorsque le bras n'est plus verrouillé.The device according to the invention is characterized in that it essentially comprises a closing element of said orifice actuated by an arm articulated by one of its ends around a first horizontal axis secured to the tank, arranged and adjusted so that 'in the absence of liquid the orifice is closed, a second float and a cam acting on said arm that the first float is secured to said arm, that the cam has two articulation points distant from one of the other a first by which it is mounted free in rotation around a second horizontal axis and a second to which is articulated the second float, that the cam is dimensioned and arranged so that in the absence of liquid part of its surface lateral is supported on said arm to lock it in the closed position of the orifice, that the second float is disposed at a height greater than that of the first and it is dimensioned so that the buoyancy resulting from filling the tank to the determined height is sufficient to act on the cam and unlock the arm, the first float being dimensioned so that Archimedes' thrust is sufficient to release the discharge orifice, when the arm is no longer locked.

L'avantage de ce dispositif est que son bon fonctionnement est assuré puisqu'il s'agit uniquement de tirer profit des poussées d'Archimède appliquées sur les deux flotteurs. En effet, lorsque le niveau du liquide monte jusqu'à une certaine hauteur la poussée d'Archimède appliquée sur le second flotteur provoque le basculement de la came autour du second axe horizontal et déverrouille le bras solidaire du premier flotteur lequel sous l'action du premier flotteur pivote autour du premier axe horizontal et ouvre l'orifice d'évacuation.La fermeture est obtenue sous l'effet du poids du deuxième flotteur et celui de la came lorsque le niveau d'eau du liquide est suffisament bas, le poids du second flotteur agit sur la came dans le sens contraire de celui de la poussée d'Archimède, provoquant le verrouillage du bras et par conséquent la fermeture de l'ouverture d'évacuation. Il est possible de régler la hauteur prédéterminée avant l'ouverture pour l'évacuation du liquide en agissant par exemple sur la longueur de la tige solidaire du second flotteur, ou sur le volume et le poids du second flotteur. L'évacuation du liquide se faisant avec un grand débit, les boues et autres substances solides, sont également aspirées lors de l'éva- cuation du liquide.The advantage of this device is that its proper functioning is assured since it is only a question of taking advantage of the Archimedes thrusts applied to the two floats. In fact, when the level of the liquid rises to a certain height, the Archimedes thrust applied to the second float causes the cam to tilt around the second horizontal axis and unlocks the arm secured to the first float which, under the action of the first float pivots around the first horizontal axis and opens the evacuation opening. The closure is obtained under the effect of the weight of the second float and that of the cam when the water level of the liquid is sufficiently low, the weight of the second float acts on the cam in the opposite direction to that of Archimedes' thrust, causing the arm to lock and consequently the evacuation opening to close. It is possible to adjust the predetermined height before opening for the discharge of the liquid by acting for example on the length of the rod secured to the second float, or on the volume and the weight of the second float. As the liquid is discharged with a high flow rate, the sludge and other solid substances are also sucked off during the liquid evacuation.

Afin d'assurer un bon verrouillage en position fermée du réservoir, la face d'appui de la came sur le bras est plane, et surtout la forme et la disposition de la came sont telles qu'en position de verrouillage le point d'articulation au second flotteur se trouve à hauteur inférieure à celle du point d'articulation autour de l'axe de rotation.In order to ensure good locking in the closed position of the tank, the bearing face of the cam on the arm is flat, and above all the shape and arrangement of the cam are such that in the locking position the point of articulation the second float is at a height less than that of the point of articulation around the axis of rotation.

La figure unique est une coupe d'un dispositif selon l'invention, disposé à l'intérieur d'un réservoir.The single figure is a section through a device according to the invention, placed inside a tank.

A la figure unique nous avons représenté en coupe un réservoir 1 destiné à contenir un liquide muni d'un orifice de sortie 2 équipé d'un collet 3. Un bras 5 ar ticulé autour d'un axe horizontal 4 solidaire du réservoir 1 (p.e. le fond la du réservoir) est muni d'un flotteur 6 de forme demi cylindrique ou mi-sphérique.In the single figure we have shown in section a reservoir 1 intended to contain a liquid provided with an outlet orifice 2 equipped with a collar 3. An arm 5 articulated around a horizontal axis 4 secured to the reservoir 1 (eg the bottom of the tank) is provided with a float 6 of semi-cylindrical or semi-spherical shape.

Le bras 5 est muni également d'un joint d'étanchéité 7 de forme correspondante à celle du collet 3, et notamment d'une rainure prévue sur la partie supérieure dudit collet, pour permettre de fermer l'ouverture 2 et empêcher l'évacuation du liquide accumulé dans le récipient. Le bras 5 comprend une surface horizontale 5a et deux surfaces latérales 5b s'étendant perpendiculairement à la surface 5a et à travers lesquelles passe l'axe d'articulation 4.The arm 5 is also provided with a seal 7 of shape corresponding to that of the collar 3, and in particular of a groove provided on the upper part of said collar, to allow the opening 2 to be closed and prevent evacuation of liquid accumulated in the container. The arm 5 comprises a horizontal surface 5a and two lateral surfaces 5b extending perpendicular to the surface 5a and through which the articulation axis 4 passes.

Une came en forme de L 8 est articulée par son sommet autour d'un axe horizontal 9 supporté par deux plaques 10 perpendiculaires au fond la du récipient 1. La came 8 est disposée de sorte que l'une des extrémités pré- sentant une surface plane 8a vient s'appuyer contre la surface 5a du bras 5. La seconde extrémité 8b est articulée par une goupille 11 à une tige 12 dont la seconde extrémité est solidaire d'un flotteur 13 dont la forme est de préférence cylindrique. Le flotteur 13 est engagé dans un collier de guidage 14. Le collier 14 est solidaire de la paroi latérale du récipient 1.Dans le but d'assurer un bon verrouillage du bras 5 en position de fermeture de l'orifice 2 du récipient 1, la surface 8a de l'extrémité de la came 8 en appui sur ledit bras présente une inclinaison de quelques degrés (ordre de grandeur 5 ) par rapport à la ligne définie par les deux points d'articulation de- la came 8 à l'axe 9 et au flotteur 13, de sorte qu'en position de verrouillage le point d'articulation avec le flotteur se trouve plus bas que le point d'articulation avec l'axe 9. Ainsi on évite un déverrouillage intempestif du bras 5, par exemple, lors de remous qui peuvent être provoqués par l'arrivée du liquide et sous la poussée d'Archimède appliquée sur le flotteur 6 et on peut obtenir une ouverture brusque de l'orifice car lors du déverrouillage l'intensité de la poussée d'Archimède est déjà importante. De même le levier 8 présente une surface courbée 8c pour faciliter le verrouillage et le déverrouillage du bras 5.An L-shaped cam 8 is articulated by its apex around a horizontal axis 9 supported by two plates 10 perpendicular to the bottom 1a of the container 1. The cam 8 is arranged so that one of the ends having a surface plane 8a bears against the surface 5a of the arm 5. The second end 8b is articulated by a pin 11 to a rod 12 whose second end is secured to a float 13 whose shape is preferably cylindrical. The float 13 is engaged in a guide collar 14. The collar 14 is secured to the side wall of the container 1. In order to ensure good locking of the arm 5 in the closed position of the orifice 2 of the container 1, the surface 8a of the end of the cam 8 bearing on said arm has an inclination of a few degrees (order of magnitude 5) relative to the line defined by the two points of articulation of the cam 8 to the axis 9 and to the float 13, so that in the locking position the point of articulation with the float is lower than the point of articulation with the axis 9. This avoids inadvertent unlocking of the arm 5, for example , during eddies which can be caused by the arrival of the liquid and under the Archimedes 'thrust applied to the float 6 and one can obtain a sudden opening of the orifice because during unlocking the intensity of the Archimedes' thrust is already important. Similarly, the lever 8 has a curved surface 8c to facilitate the locking and unlocking of the arm 5.

Le fonctionnement du dispositif est le suivant. En partant de l'idée qu'en l'absence de tout liquide le dispositif se trouve à la position telle que représentée à la figure, au fur et à mesure que le liquide s'accumule dans le réservoir une poussée d'Archimède est exercée d'abord sur le flotteur 6 qui ne peut pas se déplacer pour libérer l'orifice 2 à cause de la came 8 qui le verrouille dans cette position. Lorsque le liquide monte suffisamment pour qu'une poussée d'Archimède s'applique sur le flotteur 13, une force égale à la poussée d'Archimède diminuée du poids du flotteur 13 est exercée sur l'extrémité 8b de la came 8.Lorsque cette force est suffisante, au fur et à mesure que le niveau de liquide monte et que la poussée d'Archimède augmente, pour faire basculer la came 8 autour de l'axe 9 dans le sens de la flèche F la surface 8a cesse d'être en contact avec le bras 5 ce qui permet au flotteur 6, sous la poussée d'Archimède, de faire tourner le bras 5 autour de l'axe horizontal 4, libérerant ainsi l'orifice 2 et laisser s'écouler le liquide se trouvant dans le résevoir. Lorsque le niveau du liquide baisse et lorsque le poids du flotteur et de la came 13 créent un moment supérieur à celui créé par la poussée d'Archimède appliquée sur le flotteur 6, le bras 5 est verrouillé à la position représentée à la figure et l'orifice 2 est à nouveau fermé. Le liquide peut ainsi recommencer à s'accumuler dans le récipient.Dans le but d'éviter le dessèchement du joint d'étanchéité 7, une quantité minimum de liquide reste en permanence dans le récipient.The operation of the device is as follows. Starting from the idea that in the absence of any liquid the device is in the position as shown in the figure, as the liquid accumulates in the tank an Archimedes push is exerted first on the float 6 which cannot move to release the orifice 2 because of the cam 8 which locks it in this position. When the liquid rises enough for an Archimedes 'thrust to apply to the float 13, a force equal to the Archimedes' thrust reduced by the weight of the float 13 is exerted on the end 8b of the cam 8. sufficient force, as the liquid level rises and the buoyancy increases, to tilt the cam 8 around the axis 9 in the direction of the arrow F the surface 8a ceases to be in contact with the arm 5 which allows the float 6, under Archimedes' thrust, to rotate the arm 5 around the horizontal axis 4, thereby freeing the orifice 2 and letting the liquid in the reservoir. When the liquid level drops and when the weight of the float and the cam 13 create a moment greater than that created by the buoyancy applied on the float 6, the arm 5 is locked in the position shown in the figure and the orifice 2 is closed again. The liquid can thus start to accumulate in the container again. In order to avoid drying out of the seal 7, a minimum quantity of liquid remains permanently in the container.

Pour pouvoir régler la hauteur prédéterminée à partir de laquelle l'ouverture du récipient est souhaitée, nous pouvons soit choisir une tige 12 d'une longueur différente, soit selon une exécution préférée prévoir une tige de longueur variable (télescopique) afin de modifier à volonté cette hauteur prédéterminée. Il est également possible d'agir sur les dimensions et le poids du flotteur 13 pour obtenir une hauteur prédéterminée différente.To be able to adjust the predetermined height from which the opening of the container is desired, we can either choose a rod 12 of a different length, or according to a preferred embodiment provide a rod of variable length (telescopic) in order to modify at will this predetermined height. It is also possible to act on the dimensions and the weight of the float 13 to obtain a different predetermined height.

La description qui précède est un exemple d'exécution de l'invention, néanmoins, d'autres exécutions s'inspi rant de l'utilisation de deux flotteurs peut être envi sagée, par exemple la fermeture, par un système tout-àfait similaire, d'un orifice qui ne se trouve pas au fond du récipient mais sur la paroi latérale.The foregoing description is an exemplary embodiment of the invention, however, other embodiments inspired by the use of two floats can be envisioned, for example closing, by a quite similar system, a hole which is not at the bottom of the container but on the side wall.

Le dispositif peut avantageusement être utilisé pour l'évacuation des effluents des fosses de décantation, de même on peut l'utiliser dans un réservoir d'accumulation des eaux de pluie pour procéder au curetage des canalisations lorsqu'unie quantité suffisante d'eau se trouve dans le réservoir d'accumulation.The device can advantageously be used for the evacuation of effluents from the settling pits, similarly it can be used in a rainwater accumulation tank for curettage of the pipes when a sufficient quantity of water is found. in the accumulation tank.

Il est entendu que la forme de la came 8, élément important de cette invention peut être différente de celle représentée à la figure. Elle pourrait, par exemple, être une came de forme cylindrique dont la surface latérale ne présente pas une surface plane, mais de section circulaire ou elliptique, etc. It is understood that the shape of the cam 8, an important element of this invention may be different from that shown in the figure. It could, for example, be a cylindrical cam whose lateral surface does not have a planar surface, but of circular or elliptical section, etc.

Claims

CLAIMS.

1. Automatic opening device for an outlet for discharging a liquid contained in an accumulation tank as soon as the liquid reaches a predetermined height, characterized in that it essentially comprises a member for closing said opening actuated by an arm articulated by one of its ends around a first horizontal axis integral with the reservoir, arranged and adjusted so that in the absence of liquid the orifice is closed, a second float and a cam acting on said arm that the first float is integral with said arm, that the cam has two articulation points distant from each other a first by which it is mounted free in rotation around a second horizontal axis and a second to which is articulated the second float, that the cam is dimensioned and arranged so that in the absence of liquid, part of its lateral surface is supported on said arm to lock it in the closed position of the ori fice, that the second float is disposed at a height greater than that of the first and it is dimensioned so that the buoyancy resulting from filling the reservoir at the determined height is sufficient to act on the cam and unlock the arm, the first float being dimensioned so that the buoyancy is sufficient to release the discharge orifice, when the arm is no longer locked.

2. Device according to claim 1, characterized in that the second float is integral with a rod, one of the ends of which is articulated to the cam.

3. Device according to claim 2, characterized in that said rod is arranged so that its length can be changed at will.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cam is arranged and dimensioned so that in the arm locking position the point of articulation of the float to the cam is at a lower height to that of the first articulation point to ensure good locking.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bearing surface of the cam on the arm in the locking position is planar.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the second float moves vertically inside a guide preventing lateral movement of the float.

7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the weight and the volume of the second float are chosen as a function of the predetermined height of the liquid which the reservoir must contain before the opening of the orifice d 'evacuation.

8. Use of the device according to one of claims 1 to 7, for the discharge of effluents from a settling tank.

9. Use of the device according to one of claims 1 to 7 for the cleaning of wastewater pipes.