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Déposé à l'appui d'une Demande de
BREVET D'INVENTION " Appareil pour la distribution automatique d'un liquide en fonction du débit d'une bâche d'alimentation ".
La présente invention a pour objet un appareil destiné à distribuer un liquide additionnel, par exemple un liquide désincrustant, à la sortie d'une bâche d'alimentation, par exemple de la caisse d'un tender, en quantité proportionnelle aux quantités d'eau qui peuvent être prises à cette bâche par des pompes ou injecteurs.
Cet appareil est agencé en vue de fonctionner sans aucun mécanisme ni aucun autre organe mobile qu'un simple clapet battant librement, son fonctionnement
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étant provoqué par le seul effet des variations de niveau de l'eau dans la bâche d'alimentation, dent les remplissages sont supposés intermittents. Il comporte en combinaison avec la bâche à eau et un réservoir clos contenant le liquide additionnel, une cloche placée dans la bâche et reliée audit réservoir,un déversoir disposé sur celui-ci et un réci- pien,dit d'attente,qui reçoit le liquide sortant du réservoir par son déversoir, et qui délivre ce liquide dans la tubulure de sortie de la bâche à travers un ajutage muni d'un clapet battant librement.
Le dessin ci-annexé à titre d'exemple représente le schéma d'un appareil agencé suivant cette invention.
1 désigne une bâche à eau communiquar.t en haut avec l'atmosphère et ayant à sa base une tubulure de sortie 2, destinée à être reliée au:: pompes ou injecteurs d'alimentation non représentés.
3 est le réservoir de liquide additionnel, placé à un niveau plus élevé que la bâcheIl est muni d'un bouchon de remplissage 4 à fermeture étan- che et d'un déversoir 5 ; cedernier est constipe par une sorte de siphon dont la branche montante 5a débouche en bas près du fond du réservoir, dont le sommet communiaue avec l'atmosphère par un trou 5b et dont la branche descendante 5c déboucha au-dessus du récipient d'attente 6 .
Le haut du réservoir 3 est relié par un tube 7 à la partie supérieure d'une cloche 8 placée dans la bâche 1. La base de celle-ci est,dans cetexemple,
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munie d'un fond 8a percé d'un orifice 8b de petit diamètre servant à freiner l'entrée et la sortie de l'eau et à éviter ainsi toute variation brusque du niveau de l'eau dans la cloche même quand le contenu de la bâche est fortement agité*
L'orifice inférieur de la cloche doit rester ' toujours immergé;
s'il est à craindre que le niveau. de l'eau dans la bâche ne descende au-dessous de cet orifice, on peut faire plonger le bas de la cloche dans une cuvette 9 convenablement disposée
X indique le niveau supérieur que l'eau peut atteindre dans la bâche à chaque fois qu'on la remplit
Le récipient d'attente débouche en haut audessus de ce niveau X3. Il porte à sa base un ajutage de sortie 10 dont l'orifice se trouve près du fond de la bâche,à proximité de la tubulure de prise d'eau 2 ou dans cette tubulure même, et cet ajutage 10 est muni d'un clapet 11 qui se ferme sous l'action de la pesanteur de façon à s'opposer au passage de l'eau de la bâche vers l'intérieur du récipient 6 ,
12 désigne un tube débouchant en bas près du fond du récipient 6 et en haut dans la bâche au-dessous du niveau X3.
Le fonctionnement est le suivant : .La bâche 1 est supposée vidée par exemple jusqu'au niveau N1,, le réservoir 3 est chargé de liquide d'addition par exemple jusqu'à une distance h au-dessous du seuil d'écoulement du déversoir, et le récipient d'attente 6 est vide.
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On fait arriver l'eau dans la bâche pour la remplir.
A mesure que le niveau s'élève dans la bâche il s'élève aussi dans la cloche 8; mais d'une hauteur moindre du fait que l'air emprisonné dans cette cloche et dans le réservoir 3 se trouve de plus en plus comprimé. Cette pression est représentée par une même dénivellation h1 entre la cloche et la bâche, d'une part, et entre le réservoir 3 et la branche montante 5a, d'autre part .
Il' arrive un moment où cette dénivellat:on devient égale à h , par exemple quand le niveau dans la bâche est en X2 et dans la cloche en N2 ;; elle cesse alors de s'accroître sensiblement parce que le liquide du réservoir 3 s'écoule à partir de cet instant par le déversoir 5 dans le récipient d'attente 6.
Elle ne s'accroît plus en effetque de la trèsfaible quantité # dont le niveau du liquide va s'abaisser dans le réservoir. Cet écoulement dure jusqu' ce que le remplissage de la bâche soit terminé, le niveau atteignant X3 ; pendant ce temps le niveau dans la cloche a continué de s'élever également,la dénivellation restant sensiblement constante, et il est ainsi passé de N2 à N3. Le volume compris dans la cloche
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entre les niveaux Np et 3 représente le volume 1= liquide refoulé hors du réservoir 3 et tombant d-2 le récipient 6.
Pendant le remplissage de la bâche usqu1adessous de l'orifice supérieur du tube 12, le li1e reçu dans le récipient 6 s'y trouve retenu, ar li
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clapet 11, maintenu fermé par la poussée de l'eau qui est supérieure à celle dudit liquide. liais lorsque le niveau dans la bâche s'élève davantage,l'eau pénètre par ce tube dans le fond du récipient 6, dilue le liquide d'addition et le mélange s'élève dans ce récipient jusqu'au niveau de l'eau dans la bâche.
Les poussées sur les deux faces du clapet se trouvent alors égaliséeso
Au fur et à mesure que l'eau sera soutirée de la bâche 1 par la tubulure 2, la poussée qu'elle exerce sur le clapet diminuera et celui-ci laissera s'écouler du récipient 6 dans cette tubulure 2 une quantité correspondante du mélange d'addition ainsi emmagasiné, de sorte que les niveaux baisseront également en 1 et en 6 .
On obtient ainsi une distribution directe du liquide d'addition dans la tubulure de prise d'eau,et en quantité constamment proportionnelle au débit provoqué par l'aspiration des pompes ou des injecteurs.
Lorsque le niveau de l'eau dans la bâche sera redescendu au niveau minimum X0 prévu, le récipient 6 sera vide.
D'autre part, à mesure que le niveau dans la bâche descend, il s'abaisse également dans la cloche et la dénivellation, qui avait atteint une valeur h + #, décroît et tend à s'annuler de nouveau. Cependant il subsiste à la fin dans la cloche une pression d'air un peu moindre qu'à l'origine en raison du léger abaissement de niveau dans le réservoir
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La bâche 1 sera alors remplie à nouveau eT; le fonctionnement décrit ci-dessus se répétera dans les mêmes conditions jusqu'à ce que le réservoir 3 ait besoin d'être rechargé de nouveau, ce qui peurra être indiqué soit à l'aide d'un niveau, soit par le fonctionnement d'un signal automatique etc...
On peut observer que, en raison de l'abaissement progressif du liquide dans le réservoir 3, et de l'accroissement progressif de la pression de l'air dans la cloche et dans ce réservoir, en fin de remplissage de la bâche, qui doit compenser cet abaissement, le volume de liquide débité à chaque fois dans le récipient 6 va en décroissant légèrement, étant supposé que la section transversale du réservoir est constante sur toute la hauteur du tube 5a. Il en résulte une très légère variation du rapport entre le débit de l'eau et celui du liquide additionnel.
Cette variation dépendant de la hauteur du réservoir 3 on peut la réduire à volonté en augmentant la section horizontale de ce réservoir,
Si l'on veut cependant obtenir une constance absolue de la proportionnalité, il est facile de l'obtenir en donnant au réservoir 3 une forme un peu évasée vers le bas.
D'autre part, si les nécessitésde construc- tion obligent à donner à la bâche 1 une forme irrégulière, de section horizontale variable entre les niveaux X0 et X3,on pourra compenser l'influence -le cette forme sur la proportionnalité des débits en donnant à la cloche et au récipient d'attente des formes correspondantes.
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PATENT OF INVENTION "Apparatus for the automatic distribution of a liquid according to the flow rate of a supply tank".
The present invention relates to an apparatus intended to distribute an additional liquid, for example a descaling liquid, at the outlet of a supply tank, for example from the body of a tender, in an amount proportional to the amounts of water. which can be taken to this tarp by pumps or injectors.
This apparatus is designed to operate without any mechanism or any other movable member than a simple valve flapping freely, its operation
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being caused by the sole effect of variations in water level in the supply tank, the fillings are supposed to be intermittent. It comprises, in combination with the water tank and a closed tank containing the additional liquid, a bell placed in the tank and connected to said tank, a weir placed on it and a so-called waiting container which receives the water. liquid leaving the reservoir through its weir, and which delivers this liquid into the outlet pipe of the tank through a nozzle provided with a freely flapping valve.
The accompanying drawing by way of example shows the diagram of an apparatus arranged in accordance with this invention.
1 denotes a water tank communicating at the top with the atmosphere and having at its base an outlet pipe 2, intended to be connected to :: pumps or supply injectors not shown.
3 is the additional liquid reservoir, placed at a higher level than the tarpaulin. It is provided with a filler cap 4 with tight closing and a weir 5; This last is constipated by a kind of siphon whose rising branch 5a opens at the bottom near the bottom of the tank, the top of which communicates with the atmosphere through a hole 5b and whose descending branch 5c opens above the holding container 6 .
The top of the tank 3 is connected by a tube 7 to the upper part of a bell 8 placed in the cover 1. The base of the latter is, in this example,
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provided with a bottom 8a pierced with an orifice 8b of small diameter serving to slow down the entry and exit of water and thus prevent any sudden variation in the level of the water in the bell even when the contents of the tarpaulin is strongly agitated *
The lower opening of the bell must always remain submerged;
if it is to be feared that the level. water in the tarpaulin does not descend below this orifice, the bottom of the bell can be immersed in a suitably placed bowl 9
X indicates the highest level that water can reach in the tank each time it is filled
The holding container opens up above this level X3. It carries at its base an outlet nozzle 10 whose orifice is located near the bottom of the tarpaulin, near the water intake pipe 2 or in this same pipe, and this nozzle 10 is provided with a valve 11 which closes under the action of gravity so as to oppose the passage of water from the tarpaulin towards the interior of the container 6,
12 designates a tube opening at the bottom near the bottom of the container 6 and at the top in the tarpaulin below the level X3.
The operation is as follows:. The tank 1 is assumed to be emptied for example up to level N1 ,, the tank 3 is loaded with addition liquid, for example up to a distance h below the flow threshold of the weir , and the holding container 6 is empty.
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Water is brought into the tank to fill it.
As the level rises in the tarpaulin it also rises in the bell 8; but of a lower height due to the fact that the air trapped in this bell and in the reservoir 3 is increasingly compressed. This pressure is represented by the same difference in level h1 between the bell and the cover, on the one hand, and between the reservoir 3 and the rising branch 5a, on the other hand.
There comes a time when this difference in level: we become equal to h, for example when the level in the cover is at X2 and in the bell at N2 ;; it then ceases to increase appreciably because the liquid from the reservoir 3 flows from this moment through the weir 5 into the holding receptacle 6.
In fact, it only increases by the very small quantity # of which the liquid level will drop in the tank. This flow lasts until the filling of the tank is finished, the level reaching X3; during this time the level in the bell continued to rise as well, the drop remaining substantially constant, and it thus went from N2 to N3. The volume included in the bell
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between levels Np and 3 represents the volume 1 = liquid pumped out of the tank 3 and falling d-2 into the container 6.
During the filling of the tarpaulin below the upper opening of the tube 12, the line received in the container 6 is retained there, ar li
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valve 11, kept closed by the thrust of the water which is greater than that of said liquid. But when the level in the tank rises further, the water enters through this tube into the bottom of the container 6, dilutes the addition liquid and the mixture rises in this container to the level of the water in The tarpaulin.
The thrusts on both sides of the valve are then equalized.
As the water is withdrawn from the tank 1 by the pipe 2, the thrust that it exerts on the valve will decrease and the latter will let a corresponding quantity of the mixture flow from the container 6 into this pipe 2 of addition thus stored, so that the levels will also drop in 1 and 6.
A direct distribution of the addition liquid in the water intake pipe is thus obtained, and in an amount constantly proportional to the flow rate caused by the suction of the pumps or injectors.
When the water level in the tank has fallen to the minimum level X0 provided for, the container 6 will be empty.
On the other hand, as the level in the cover goes down, it also goes down in the bell and the drop, which had reached a value h + #, decreases and tends to cancel out again. However, there remains at the end in the bell an air pressure a little less than at the origin due to the slight drop in level in the tank.
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The tarpaulin 1 will then be filled again eT; the operation described above will be repeated under the same conditions until the tank 3 needs to be recharged again, which can be indicated either by means of a level or by the operation of an automatic signal etc ...
It can be observed that, due to the gradual lowering of the liquid in the reservoir 3, and the gradual increase in the air pressure in the bell and in this reservoir, at the end of filling the tank, which must to compensate for this lowering, the volume of liquid delivered each time into the receptacle 6 decreases slightly, it being assumed that the cross section of the reservoir is constant over the entire height of the tube 5a. This results in a very slight variation in the ratio between the flow rate of the water and that of the additional liquid.
This variation depending on the height of the tank 3 can be reduced at will by increasing the horizontal section of this tank,
If, however, one wishes to obtain absolute constancy of proportionality, it is easy to obtain this by giving the reservoir 3 a shape which is slightly flared towards the bottom.
On the other hand, if the construction necessities make it necessary to give the tarpaulin 1 an irregular shape, of variable horizontal section between the levels X0 and X3, we can compensate for the influence of this shape on the proportionality of the flows to the bell and the waiting container of the corresponding shapes.