Brevet FR2225729A1 — publié le 19741108

La présente invention se rapporte à un dispositif indicateur du niveau d'un liquide, comprenant une cellule transductrice et un ensemble émetteur pour traduire la hauteur de charge du liquide dans un réservoir en signal de pression d'sir et pour transmettre ce dernier à un indicateur de pression formant jauge. On connaît un certain nombre de dispositifs classiques indicateurs de niveau de combustible,qui utilisent un système où de l'air est emprisonné pour indiquer le niveau d'un combustible dans un réservoir. Ces systèmes comprennent normalement une cellule se présentant sous la forme d1un récipient renversé à fond complètement ouvert, qui est monté dans le réservoir. Lorsque le niveau du combustible s'élève, la pression de l'air emprisonné dans la cellule augmente pour engendrer un signal de pression qui est transmis à un manomètre calibré. les véhicules mobiles tels que le matériel de tsrrassement , fonctionnent souvent en terrain inégal le long de talus, par exemple, à flanc de coteau , etc., de sorte que leurs réservoirs à combustible s'inclinent sur le niveau du sol. Lorsque cette inclinaison devient excessive, la cellule à fond ouvert classique permet à de l'air qui s'y trouve emprisonné de s'échapper. Cet air déplacé est remplacé par du combustible lorsque le véhicule reprend sa position de niveau normal .Un tel échange a pour effet de transmettre au manomètre une indication erronée, et il en résulte que le réservoir du véhicule pourra se trouver à sec au cours d'un travail de terrassement. Un autre problème qui se pose avec les cellules de mesure à fond ouvert est celui qui est dA à la projection de combustible d'un cOté à l'autre du réservoir, notamment lorsque celui-ci est près d'être vide. Cette agitation du liquide provoque des pointes de pression importantes qui tendent à endommager le mécanisme délicat utilisé dana le manomètre et à produire des lectures erronées. Un but de la présente invention est de vaincre les difficultée qui viennent d'être exposées brièvement en procu rant un dispositif indicateur de niveau d'un liquide dans un réservoir, économique et très précis, pratiquement insensible aux inclinaisons excessives du réservoir par rapport au niveau du sol, et aux secousses imprimées au liquide dans le réservoir. Les moyens indicateurs comprennent une cellule transductrice propre à mètre fixée à proximité du fond d'un réservoir à combustible ou similaire. Une ouverture relativement petite est formée dans une paroi de fond du transducteur, à distance sensible des parois latérales du transducteur, pour communiquer la hauteur de charge de combustible liquide à une chambre du transducteur qui contient de l'air. Les variations de la hauteur de charge feront varier à leur tour la pression de l'air dans le transducteur, qui est répétée dans un manomètre. Dans la forme de réalisation préférée, un tube prolonge l'ouverture et un dispositif déflecteur entoure le tube pour amortir les sursauts de pressionalentour de celui-ci. D'autres buts de l'invention apparaitront à la lecture de la description suivante et à la consideration des dessins sur lesquels - La figure 1 est une-vue en élévation latérale d'un réservoir que l'on a coupé pour montrer un dispositif indicateur de niveau d'un liquide , constituant une forme de réalisation de l'invention - la figure 2 est une vue en coupe agrandie d'une cellule transductrice faisant partie des moyens indicateurs - la figure 3 est-une vue en plan-par dessous, partielle, de la cellule transductrice, considérée dans la direction des flèches III-III de la figure 2; - la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2, mais montrant la cellule transductrioe en position inoli- nde par rapport au niveau du sol ; et - la figure 5 est une vue montrant une cellule de la technique antérieure, dans une position d'inclinaison eorres- pondante. Les figures 1 à 3 illustrent une forme de réalisation préférée d'un dispositif indicateur de niveau d'un liquide, suivant l'invention, fixé à un réservoir classique 10 définissant une chambre fermée propre à contenir un liquide, par exemple du mazout. le dispositif indicateur comprend un ensemble émetteur de signal, constitué par la cellule transductrice 11, montée convenablement sur une paroi latérale du réservoir et à proximité du fond de celui-ci. La cellule transductrice est reliée pour fonctionnement à un dispositif manométrique 12 monté à l'extérieur, par un conduit 13 qui s'étend du sommet du transducteur au sommet du réservoir, tandis qu'un prolongement 14 de ce conduit se trouve à l'extérieur du réservoir. La cellule transductrice comprend une enveloppe sensi blenent fermée, constituée par des parois convenables de dessus, latérales et de dessous, 15, 16 et 17. L'enveloppe, lorsqu'on la considère en plan, apparat de préférence circulaire bien que l'on puisse faire usage d'autres formes, par exemple rectangulaire ou carrée. L'enveloppe définit une chambre à air 18 qui a un volume prédéterminé sensiblement inférieur à celui du réservoir 10. Un tube 19, de préférence cylindrique, est attaché à une ouverture 20 et la prolonge, l'ouverture 20 étant formée dans la paroi du fond 17 de la cellule. L'ouverture est écar tée d'une distance sensible des parois latérales et elle est de préférence située au centre de la paroi du fond. l'aire de l'ouverture est sensiblement inférieure à l'aide de la paroi du fond (elle en représente le dixième à peu près, par exemple). Dans l'exemple représenté, l'aire de l'ouverture est d'environ 11,5% de l'aire de la paroi du fond. Un chapeau cylindrique perforé 21, fixé à la paroi du fond, entoure le tube. Une série de perforations 22 y sont pratiquées, comme on le voit à la figure 3. Le chapeau joue le rôle de moyen déflecteur pour amortir les surcrorts de pression autour de l'ouverture, comme on le décrira dans la suite. le réservoir 10 est rempli en l'espèce de combustible liquide tel que de l'essence ou du mazout , que l'on introduit en enlevant un chapeau 23 d'un col de remplissage 24 relié au sommet du réservoir. lorsque le niveau du liquide s'élève autour de la cellule transductrine, du combustible passe à travers le chapeau perforé 21 mais ne pénètre pas dans la chambre 18 en raison de l'air qui y est emprisonné.Lorsque le niveau du combustible continue à s'élever, la pression de l'air dans la chambre 18 et dans les conduits 13 et 14 s'é- lève en proportion et fournit une indication au manomètre calibré 12, Dans le cas de combustible liquide pour moteurs Diesel, utilisés couramment dans les véhicules de terrassement de grandes dimensions, la pression de l'air augmentera d'environ 0,88 . tO 3 bars pour chaque centimètre d'élévation de la hau- teur de charge. Ainsi, si un réservoir à combustible dune profondeur de 1,27 mètre est complètement rempli de mazout, la pression de l'air dans la chambre 18 et dans les conduits 13 et 14 serait d'environ 0,111 bar. Comme la profondeur du réservoir varie ordinairement avec les dimensions du véhicule, il faudra naturellement calibrer les manomètres en conséquence.Cependant, on pourra utiliser des cellules transductrices 11 Mentiques, dont la forme et l'allure seront les mêmes dans tous les cas.. La figure 4 montre un réservoir presque vide en position inclinée, dans lequel la plaque de fond 17 de la cellule transductrice sera inclinée d'un angle a par rapport à un plan horizontal H. Cette inclinaison se présente normalement lorsqu'un véhicule fonctionne sur un talus ou à flanc de coteau. Lorsque le réservoir est incliné pour prendre la position montrée, une quantité négligeable d'air a déjà fui près du point P1 et cet air a été remplacé dans le tube 19 par un volume égal de combustible. Tant que le point P1 reste verticalement en dessous du point P2, le combustible sera empêché de pénétrer dans la chambre 18. le tube 19 et l'ouverture 21 coopèrent ainsi pour jouer le rôle d'un "capteur de bullesn pour empêcher que de l'air ne s'échappe de la chambre 18 et fausse la lecture sur le manomètre 12. le petit volume d'air remplacé par du combustible dans le tube est trop insignifiant pour affecter le calibrage du manomètre. Le tube 19 est construit et dimensionné de telle sorte que le volume d'air dans la chambre 18 reste intact lors que le véhicule est mis en oeuvre sur des talus ou des pentes où il peut opérer en sécurité. Les dimensions, lorsqu'elles sont appliquées à un tube dont la section transversale est circulaire, peuvent être calculées d'après la formule a max = Arctg ( D ) .Dans cette formule, a max est égal à l'angle d'inclinaison maximal (figure 4) que le véhicule peut prendre en toute sécurité et L et D sont égaux à la longueur et au diamètre, respectivement, du tube. L'angle a max définit aussi l'angle maximal ("a" à la figure 4) pour lequel la paroi du fond 17 peut être inclinée par rapport au plan horizontal H sans permettre au liquide du réservoir 10 de pénétrer dans la chambre à air 18. Par exemple, le tube des figures 1 à 4 est dimensionné de telle sorte que amax soi t égal à 45 degrés. Par suite, le point P1 restera en dessous du point P2 tant que le réservoir ne sera pas incliné de plus de 45 degrés par rapport au plan du sol, H, en empchant l'entrée de combustible dans la chambre 18. Si le réservoir vient à être incliné accidentellement de plus de 45 degrés, pour permettre à de l'air de s'échapper de la chambre 18 et à du combustible d'entrer dans cette chambre, le combustible peut être facilement évacué de la chambre lorsqu'on évacue le combustible du réservoir. La figure S représente une cellule de la technique antérieure, lia, à fond ouvert, qui a été inclinée au même point que la cellule 11 de la figure 4. Lorsque le réservoir 10a est incliné, l'air provenant d'une chambre 18a de la cellule s'échappe au point P1 et il est remplacé par du combustible. En comparant les deux figures, on peut voir facilement qu'un volume sensible de combustible pénètre dans la cellule selon la technique antérieure , pour des angles d'inclinaison iden- tiques. Lorsque le réservoir 10a est ramené à une position de niveau, le combustible restera dans la cellule et faussera l'indication d'un manomètre (non montré) attaché à un conduit de lecture 13a. Une fonction principale du chapeau perforé ou du dis positif déflecteur 21 est d'empêcher l'effet des secousses sur le combustible autour de l'ouverture 20, en particulier lorsque le réservoir à combustible est presque vide. Ainsi, les crêtes de pression sont amorties et diminuées et on empêche la détérioration du manomètre. Egalement, l'amortissement de ces sursauts de pression par le dispositif déflecteur stabilisera l'aiguille du manomètre 12 , qui pourrait autrement osciller rapidement en fournissant une lecture erronée. L'aiguille 25 du manomètre 12 (figure 1) peut fonctionner comme interrupteur normalement ouvert qui ferme un contact 26 pour fournir des moyens d'indication visuelle d'une situation dans laquelle l'aiguille s'approche beaucoup de la lecture du réservoir vide (E). La fermeture de l'interrupteur ferme un circuit électrique qui allumera une lampe 27 placée sur le tableau de bord (non montré) du véhicule pour alerter l'opérateur avant que le moteur ne s'arrête. On doit comprendre que le tube 19 et/ou le déflecteur 21, bien que préférés, peuvent être supprimés dans certains cas. L'ouverture 20 fonctionnerait encore pour donner une lecture beaucoup plus précise sur le manomètre 12, que ce ne serait le cardans le système connu de la figure 5. En particulier, bien qu'unie certaine quantité de combustible pénètre dans la chambre 18 lorsque le véhicule prend la position indiquée à la figure 4, son volume serait sensiblement inférieur au volume de combustible contenu dans la chambre 18a de la cellule classique de la figure 5 REVENDICAIIONS 1.- Dispositif indicateur du niveau d'un liquide propre à être utilisé avec un réservoir fermé, comprenant une cellule transductrice qui a des parois du dessus, latérales et de dessous définissant une chambre à air d'un volume prédéterminé, des moyens formant à travers la paroi du dessous une ouverture qui est écartée d'une distance sensible des parois latérales et dont l'aire est sensiblement inférieure à l'aire de la paroi du fond, et un manomètre relié pour fonctionnement à la cellule transductrice pour percevoir et indiquer des niveaux de pression d'air variables dans la chambre à air. 2.- Dispositif suivant la revendication 1,caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir à l'intérieur duquel est définie une chambre à liquide d'un volume sensiblement supérieur à celui de la chambre à air, la cellule transductrice étant montée dans la chambre à liquide près d'un fond du réservoir, et le manomètre étant placé à l'extérieur du réservoir,en sorte que la pression d'air variable indiquée par le manomètre réponde à la hauteur de charge du liquide contenu dans la chambre à liquide. 3.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un tube attaché à la paroi du fond et partant de celle-ci pour former un prolongement de l'ou- verture. 4.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen déflecteur attaché à l'extérieur de la paroi du fond pour couvrir complètement l'orifice, pour amortir les sursauts de pression du liquide à cet endroit. 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen déflecteur comprend un chapeau perforé. 6.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qutil comprend un tube attaché à la paroi du fond et stécartant de celle-ci pour former un prolongement de l'ouverture, le moyen déflecteur entourant le tube. 7.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce-que itouverture a une aire approximativement égale à environ un dixième de l'aire de la paroi inférieure. 8.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le tube est cylindrique et construit suivant la for L mule amax = Arctg ( D ), dans laquelle amax est l'angle maxi- mal dont on peut incliner la paroi du fond de 18 cellule trans duotrice par rapport i un plan disposé horizontalement, sans permettre d un liquide oontenu dane le réservoir de pénétrer dan. la chambre b air de la cellule transductrice L est la longueurzdu tube mesurée suivant la verticale ; et D est le diamètre intérieur du tube. 9.- Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que amax n'est pas supérieur à environ 45 degrés. 10.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture est située au moins approximativement au centre de la paroi du fond. 11.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens reliés au manomètre pour indiquer visuellement quand le liquide du réservoir tombe en dessous d'un niveau prédéterminé. 12.- Dispositif suivant la revendication t1, caractérisé en ce que les moyens relié au manomètre comprennent un circuit électrique comportant une aiguille mobile du manomètre, qui forme un interrupteur normalement ouvert dans le circuit.