FR2935369A1 - Liquid i.e. water, transferring system for use between water pots, has inverted siphon connecting reservoirs filled with liquids, where siphon has scale provided on body of pipe, and end fittings inserted to ends of pipe - Google Patents
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Abstract
Description
-1- -1-
La présente invention est relative à un siphon dit inversé et à des systèmes utilisant ce type de siphon pour relier des réservoirs emplis de liquides. The present invention relates to an inverted siphon and systems using this type of siphon for connecting tanks filled with liquids.
Ceci concerne par exemple le remplissage automatique 5 d'un petit réservoir à partir d'un réservoir beaucoup plus grand ou encore les systèmes d'arrosage automatique de plantes d'intérieur à partir de réservoirs. This concerns for example the automatic filling 5 of a small tank from a much larger tank or automatic sprinkling systems of indoor plants from tanks.
Dans les systèmes de transferts par siphon usuel entre deux réservoirs (cas des vases communicants), les niveaux 10 hauts des liquides sont identiques en fin de transferts. Ceci ne convient pas pour un système d'arrosage de plantes où par nécessité, le gros réservoir de réserve d'eau a des dimensions bien supérieures à celles du ou des pots contenant les plantes à arroser. Il n'est donc pas souhaitable que les niveaux d'eau 15 soient à la même altitude. In conventional siphon transfer systems between two tanks (in the case of communicating vessels), the high levels of the liquids are identical at the end of transfers. This is not suitable for a plant watering system where, by necessity, the large reservoir of water reserve has dimensions much greater than those of the pot or pots containing the plants to be watered. It is therefore not desirable for the water levels to be at the same altitude.
En comparaison avec d'autres brevets antérieurs traitant de siphonage de réservoirs au moyen d'une canelure ( canister ), en forme de U retourné, anse en partie supérieure (cf. FR 2 646 641/Int Cl : E 03 D 1/16, 11/18 ou 20 bien FR 2 709 452/ Int Cl : B 60 K 15/063 ou bien FR 2 757 741/Int A 1 G 27/04), ceux-ci utilisent un ou des siphons inversés dont l'emploi nécessite que ces siphons soient vides d'air ou vidés d'air, sinon ceux-ci se désamorceraient ce qui rendrait vain leur usage. In comparison with other prior patents dealing with siphoning reservoirs by means of a canister, U-shaped returned, handle in the upper part (see FR 2 646 641 / Int Cl: E 03 D 1/16 , 11/18 or 20 of FR 2 709 452 / Int Cl: B 60 K 15/063 or FR 2 757 741 / Int A 1 G 27/04), these use one or more inverted siphons whose use requires that these siphons are empty of air or emptied of air, otherwise these would defuse which would make vain their use.
25 Tout au contraire, le siphon utilisé dans la présente invention doit constamment comporter une zone centrale emplie d'un gaz en dépression, sinon le liquide du réservoir ayant le niveau le plus élevé serait transféré sans interruption vers l'autre réservoir jusqu'à ce que les niveaux soient égaux, si 30 tant est que le réservoir récepteur puisse tout absorber. On the contrary, the siphon used in the present invention must constantly have a central zone filled with a gas in depression, otherwise the liquid of the tank having the highest level would be transferred without interruption to the other tank until that the levels are equal, so long as the receiving reservoir can absorb everything.
Les défauts des systèmes d'arrosage automatiques courants, tiennent en ce que leur débit n'est pas dépendant des besoins des plantes. En général l'eau est débitée dans la terre du pot. Ce débit est soit continu mais lent (cas des 35 embouts céramiques perméables, vissés sur un réservoir), soit défini par un mécanisme mécanique ou horloge ou programmateur électrique. En outre, les systèmes avec embouts céramiques peuvent nécessiter de disposer la réserve d'eau en hauteur par rapport au pots, montage non sans risque et présentent des 40 encrassements gênants pour l'entretien. - 2 The faults of the usual automatic irrigation systems, mean that their flow is not dependent on the needs of the plants. In general, water is pumped into the earth of the pot. This flow rate is either continuous but slow (in the case of permeable ceramic tips, screwed onto a tank), or defined by a mechanical mechanism or clock or electric programmer. In addition, systems with ceramic tips may require to have the water reserve height relative to the pots, mounting without risk and have troublesome fouling for maintenance. - 2
Dans la présente invention, la plante puise selon ses besoins dans la réserve d'eau habituelle du pot, le système inventif ne faisant que remplir régulièrement la réserve d'eau du pot, au fur et à mesure que celle-ci tend à se vider, pour en conséquence rétablir son niveau. Ainsi la plante ne sera ni trop, ni trop peu arrosée. Elle le sera à son besoin. In the present invention, the plant draws according to its needs in the usual water supply of the pot, the inventive system only regularly fill the water reserve of the pot, as it tends to empty , therefore to restore its level. Thus the plant will be neither too much nor too little watered. She will be at her need.
La présente invention améliore les systèmes existants en ce que : The present invention improves existing systems in that:
- les réservoirs en communication peuvent être à des hauteurs différentes (pour leur parties hautes et basses des contenants), ainsi que les niveaux haut et bas des liquides contenus, - the tanks in communication can be at different heights (for their high and low parts of the containers), as well as the high and low levels of the contained liquids,
- il n'est nul besoin d'horloge, électricité, pile, ni clapet, valve, ressort. - There is no need for clock, electricity, battery, valve, valve, spring.
L'expression "siphon inversé" utilisée ici, est entendue comme un siphon contenant deux zones remplies chacune de liquide sous pression atmosphérique (ou autre), entourant une zone contenant de l'air (ou autre gaz) en dépression par rapport à la pression des liquides, alors que dans un siphon usuel, une zone contenant un liquide est entourée de deux zones contenant de l'air. The term "inverted siphon" as used herein is understood to mean a siphon containing two zones each filled with liquid at atmospheric pressure (or other), surrounding an area containing air (or other gas) in depression with respect to the pressure. liquids, whereas in a conventional siphon, a zone containing a liquid is surrounded by two zones containing air.
Ces systèmes peuvent être par exemple un ensemble permettant l'arrosage automatique de plantes ou fleurs grâce au transfert d'eau entre une réservoir de grand volume vers la réserve de moindre capacité du pot de la plante. These systems may for example be an assembly for the automatic watering of plants or flowers through the transfer of water between a large volume reservoir to the reserve of lower capacity of the pot of the plant.
Le fonctionnement du siphon inversé est le suivant selon la figure 1 : Le réservoir à remplir est le réservoir (1). Le second réservoir, de grande capacité, où l'on va puiser est le réservoir (2). Un tube (3) en forme de U retourné, a chacune de ses extrêmités plongeant dans un des réservoirs et forme le dit siphon inversé. The operation of the inverted siphon is as follows according to Figure 1: The tank to be filled is the tank (1). The second tank, large capacity, which we will draw is the tank (2). An inverted U-shaped tube (3) has each of its ends immersed in one of the reservoirs and forms the so-called inverted siphon.
Soit Hl la hauteur de liquide dans le tube (3) au-dessus du niveau du réservoir (1), soit H2 la hauteur de liquide dans le tube (3) au-dessus du niveau du réservoir (2). Soit r la masse volumétrique du liquide, g l'accélération de la gravité. - 3 Let Hl be the height of liquid in the tube (3) above the level of the tank (1), or H2 the height of the liquid in the tube (3) above the level of the tank (2). Let r be the volumetric mass of the liquid, g the acceleration of gravity. - 3
La pression de l'air (ou autre gaz) dans le siphon est notée Ps. La pression atmosphérique est notée Pa. The pressure of the air (or other gas) in the siphon is noted Ps. The atmospheric pressure is denoted Pa.
Côté réservoir (1), la pression dans le tube (3) au niveau de la surface libre du liquide du réservoir (1) est égale à la pression atmosphérique, soit Pa. De la même façon, côté réservoir (2), la pression dans le tube (3) au niveau de la surface libre du liquide du réservoir (2) est égale à la pression atmosphérique. Side tank (1), the pressure in the tube (3) at the free surface of the liquid tank (1) is equal to atmospheric pressure, Pa. Similarly, the tank side (2), the pressure in the tube (3) at the free surface of the liquid of the tank (2) is equal to the atmospheric pressure.
Au niveau haut du liquide dans le tube (3), la pression 10 du liquide est égale à la pression du gaz contenu dans le tube(3), soit Ps. Elle est aussi égale côté réservoir (1) à At the high level of the liquid in the tube (3), the pressure of the liquid is equal to the pressure of the gas contained in the tube (3), ie Ps. It is also equal to the reservoir side (1) at
Ps = Pa - r*g*Hl Ps = Pa - r * g * Hl
Et côté réservoir (2) And tank side (2)
Ps = Pa - r*g*H2 15 On en déduit que Ps = Pa - r * g * H2 15 It can be deduced that
Pa - r*g*Hl = Pa - r*g*H2 Pa - r * g * Hl = Pa - r * g * H2
Et que And
Hl = H2 H1 = H2
Ceci en ne tenant pas compte des forces de capillarité. 20 Dans ce cas, quels que soient les niveaux dans les réservoirs, les hauteurs des liquides dans le tube (3), par rapport aux surfaces libres respectives, seront égales. This does not take into account the capillarity forces. In this case, irrespective of the levels in the tanks, the heights of the liquids in the tube (3) relative to the respective free surfaces will be equal.
On en déduit que si le niveau du réservoir (1) vient à baisser, la pression Ps du gaz dans le siphon, tendra à 25 diminuer, ce qui provoquera une montée du niveau de liquide dans le tube (3) côté réservoir (2). Et lorsque le niveau baissera encore plus dans le réservoir (1) , il surviendra que le niveau dans le tube (3) côté réservoir (2) atteindra la partie supérieure coudée du tube et du liquide sera transféré 30 côté réservoir (1) jusqu'à ce que l'équilibre des pressions se rétablisse et qu'en conséquence le transfert de liquide s'arrête. It can be deduced that if the level of the tank (1) decreases, the pressure Ps of the gas in the siphon will tend to decrease, which will cause a rise in the level of liquid in the tube (3) on the reservoir side (2). . And when the level drops even further into the tank (1), it will occur that the level in the tube (3) on the tank side (2) reaches the bent upper part of the tube and the liquid will be transferred to the tank side (1) until the pressure equilibrium is restored and the transfer of liquid stops.
Ainsi, grâce à la présente invention, le débit est automatiquement asservi aux besoins de puisage dans le 35 réservoir récepteur. Thus, thanks to the present invention, the flow rate is automatically controlled by the draw requirements in the receiving tank.
Selon la présente invention, les systèmes utilisant un tel siphon inversé, peuvent comporter en outre des moyens pour faciliter la mise en oeuvre : According to the present invention, the systems using such an inverted siphon, may further comprise means for facilitating the implementation of:
- des embouts perméables pour empêcher le passage 5 intempestif de gaz et le passage d'impuretés ; permeable tips to prevent the inadvertent passage of gas and the passage of impurities;
- un orifice obturable en partie supérieure du canister, pour mettre plus ou moins en dépression, la zone centrale comportant un gaz. - An orifice closable in the upper part of the canister, to put more or less depression, the central area having a gas.
L'invention peut être mise en oeuvre de différentes 10 manières, cependant deux formes de réalisation vont être maintenant décrites à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, sur lesquels The invention can be implemented in various ways, however two embodiments will now be described by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
La fig. 1 est le schéma symbolique explicatif du fonctionnement ; Fig. 1 is the symbolic diagram explaining the operation;
15 La fig. 2 est une première réalisation pratique équipée d'embouts à chaque extrémité du tuyau (3) facilitant la mise en oeuvre ; FIG. 2 is a first practical embodiment equipped with tips at each end of the pipe (3) facilitating the implementation;
La fig. 2 bis montre un premier exemple d'embout(l) creux venant s'introduire dans le tuyau (3) et capuchonné par 20 une housse (2) en mousse, ainsi qu'un deuxième exemple d'embout (4), réalisé en matière perméable, genre céramique ; Fig. 2a shows a first example of a hollow nozzle (1) coming into the pipe (3) and capped by a foam cover (2), and a second example of a nozzle (4) made of permeable material, ceramic type;
La fig. 3 est une seconde réalisation équipée d'un orifice avec robinet facilitant la mise en oeuvre ; Fig. 3 is a second embodiment equipped with an orifice with faucet facilitating the implementation;
Dans une première réalisation selon la fig. 2, un 25 réservoir (1) est relié à un autre réservoir (2) par un siphon inversé constitué d'un tuyau (3) équipé de deux embouts perméables (4) et (5), réalisés par exemple en mousse ou céramique perméable. In a first embodiment according to FIG. 2, a reservoir (1) is connected to another reservoir (2) by an inverted siphon consisting of a pipe (3) equipped with two permeable tips (4) and (5), made for example of permeable foam or ceramic .
L'utilité des embouts perméables, est d'empêcher le 30 passage intempestif de gaz pendant la mise en place du tuyau (3) dans les réservoirs, jusqu'à ce le siphon inversé soit fonctionnel. The utility of the permeable tips is to prevent the inadvertent passage of gas during the placement of the pipe (3) into the tanks until the reversed siphon is functional.
Un autre avantage essentiel des embouts, est de bloquer la migration de cellules végétales à travers le tuyau et vers 35 le second réservoir, gage d'un fonctionnement de longue durée évitant d'avoir à nettoyer tuyau et réservoir. Another essential advantage of the tips is to block the migration of plant cells through the hose and to the second tank, a guarantee of long-term operation avoiding having to clean hose and tank.
Pour exemple, le gaz de la zone centrale du siphon sera de l'air et le liquide sera de l'eau. - 5 La mise en œuvre consiste successivement For example, the gas in the central area of the siphon will be air and the liquid will be water. - 5 The implementation consists successively
1) à remplir d'eau le tuyau (3) non encore équipé des embouts (4) et (5), par exemple en le plongeant dans un bac afin de le vider partiellement de son air et de compléter le remplissage en injectant de l'eau par une des extrémités, en maintenant par exemple cette extrémité sous un robinet d'eau, ouvert, 1) to fill with water the pipe (3) not yet equipped with tips (4) and (5), for example by plunging into a tray to partially empty it of air and complete the filling by injecting water at one end, holding for example this end under a water tap, open,
2) après remplissage partiel (un remplissage total ne doit pas être atteint ni recherché puisqu'une quantité d'air doit être présente dans le tuyau), tout en maintenant le tuyau dans l'eau du bac, on fixe à chaque extrémité du tuyau, les embouts perméables (4) et (5), 2) after partial filling (a total filling must not be achieved or sought since a quantity of air must be present in the pipe), while keeping the pipe in the water of the tank, it is fixed at each end of the pipe , the permeable tips (4) and (5),
3) on introduit ensuite les extrémités munies de leur embouts, respectivement dans les orifices d'accès aux réservoirs. Les extrémités du tuyau (3) étant plongées dans un liquide, l'air ne peut plus entrer dans le tuyau. Après mise en place correcte du tuyau et mise en forme de siphon inversé, l'air résiduel dans le tuyau vient se glisser en partie haute du tuyau, se mettre en dépression par une retombée des niveaux d'eau de chaque côté de l'anse du tuyau, et constituer ainsi le siphon inversé fonctionnant selon la présente invention, 3) are then introduced the ends provided with their tips, respectively in the tank access ports. The ends of the pipe (3) being immersed in a liquid, the air can no longer enter the pipe. After the pipe has been put in place correctly and the siphon is inverted, the residual air in the pipe slips into the upper part of the pipe, becoming depressed by falling water levels on each side of the pipe. of the pipe, and thus constitute the inverted siphon operating according to the present invention,
4) selon le besoin et les hauteurs d'eau des deux réservoirs, on pourra alors ajuster la quantité d'air de la zone centrale en retirant d'un des deux réservoirs une extrémité du tuyau, en retirant légèrement son embout afin qu'une faible quantité d'air puisse entrer. On remet ensuite en place l'embout et réintroduit le tuyau dans le réservoir. 4) Depending on the need and the water level of the two tanks, we can then adjust the amount of air in the central area by removing one end of the two tanks one end of the pipe, slightly removing the tip so that a low amount of air can enter. Then the tip is put back and reintroduced the pipe into the tank.
A titre d'exemple, pour un réservoir 1 dont le niveau d'eau maximum est d'environ 10 cm et un réservoir 2 dont le niveau d'eau maximum est d'environ 50 cm, un tuyau souple transparent de PVC ou polyéthylène (3) de diamètre interne 6 mm, on peut utiliser une zone d'air d'environ 20 cm de longueur. For example, for a tank 1 whose maximum water level is about 10 cm and a tank 2 whose maximum water level is about 50 cm, a transparent hose of PVC or polyethylene ( 3) of internal diameter 6 mm, it is possible to use an air zone of about 20 cm in length.
Jusqu'ici, les forces de capillarité ont été négligées. Dans l'exemple ci-dessus, ces forces deviennent non négligeables pour des tuyaux de diamètre inférieur à 6 mm et cela nécessite un ajustage précis de la quantité d'air présent en zone centrale. Ceci ne peut être réalisé pratiquement qu'avec une réalisation selon l'exemple suivant. - 6 So far, capillary forces have been neglected. In the example above, these forces become significant for pipes with a diameter of less than 6 mm and this requires a precise adjustment of the amount of air present in the central zone. This can be achieved practically only with an embodiment according to the following example. - 6
Dans une seconde réalisation selon la fig. 3, un réservoir 1 est relié à un autre réservoir 2 par un siphon inversé constitué d'un tuyau (3) équipé de deux embouts perméables (4) et (5). En outre, près de l'anse qui se trouve dans la partie supérieure du tuyau, celui-ci est équipé d'un robinet ou vanne (6) que l'on ouvre légèrement pour laisser entrer du gaz. In a second embodiment according to FIG. 3, a tank 1 is connected to another tank 2 by an inverted siphon consisting of a pipe (3) equipped with two permeable tips (4) and (5). In addition, near the handle that is in the upper part of the pipe, it is equipped with a valve or valve (6) which is opened slightly to let in gas.
Le dit robinet (6) possède un corps tournant (7) percé d'un trou (8) mettant en relation les orifices (9) et (10) du 10 robinet (6), permettant ainsi au gaz de pénêtrer dans le tuyau (3) par l'orifice (11). Said valve (6) has a rotating body (7) pierced with a hole (8) connecting the orifices (9) and (10) of the valve (6), thus allowing the gas to enter the pipe ( 3) through the orifice (11).
Pour exemple, le gaz de la zone centrale du siphon sera de l'air et le liquide sera de l'eau. For example, the gas in the central area of the siphon will be air and the liquid will be water.
La mise en oeuvre consiste successivement The implementation consists successively
15 1) à répéter comme dans la première construction, les étapes 1 à 3, le remplissage du tuyau pouvant par exemple dans ce cas, se faire par l'orifice (11), être total et le tuyau (3) vide d'air. 1) to be repeated as in the first construction, steps 1 to 3, the filling of the pipe can for example in this case, be through the orifice (11), be total and the pipe (3) empty of air .
2) selon le besoin et les hauteurs d'eau des deux 20 réservoirs, on pourra alors ajuster la quantité d'air de la zone centrale en ouvrant légèrement et momentanément le robinet (6), afin qu'une faible quantité d'air puisse entrer. Selon la présente invention, les systèmes utilisant un 25 tel siphon inversé, peuvent comporter en outre une graduation sur le corps du tuyau (3) mettant en relation les réservoirs, ce qui permet de mesurer précisément la quantité de gaz injecté dans la zone centrale du siphon. 30 2) according to the need and the water heights of the two tanks, it will then be possible to adjust the amount of air in the central zone by slightly and momentarily opening the tap (6), so that a small amount of air can enter. According to the present invention, the systems using such an inverted siphon, may further comprise a graduation on the body of the pipe (3) connecting the tanks, which makes it possible to accurately measure the quantity of gas injected into the central zone of the siphon. 30
La présente invention concerne les cas de transferts de liquide entre deux réservoirs dont les niveaux contenants et contenus initiaux ou finaux sont différents, par exemple arrosages automatiques, siphonage de réservoirs de réseau 35 public. The present invention relates to the cases of transfers of liquid between two tanks whose levels containing and initial or final contents are different, for example automatic watering, siphoning of public network tanks.
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- 2008-09-04 FR FR0804856A patent/FR2935369B1/en active Active
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Legal Events
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