Brevet FR2217677A1 — publié le 19740906

L'invention se rapporte aux moyens mis en oeuvre pour assurer le soutirage et la détection des niveaux limites d'une cuve de stockage de produit liquide et plus particulièrement de combustible tel que le mazout utilisé dans des installations de chauffage. Dans les installation du type ci-dessus, on prévoit une cuve de stockage de produit liquide comportant généralement au niveau d'une plaque de fermeture d'un trou d'homme des moyens de remplissage, de Jaugeage, de soutirage et de refoulement cons titués par des organes indépendants nécessitant un entretien, une surveillance et des règlage propres. C'est ainsi,par-exemple, que les moyens de soutirage et de refoulement comprennent deux conduits tubulaires pénétrant dans la cuve sur une profondeur qui doit outre réglée pour tenir compte de la couche d'impuretés s'amoncelant au niveau du fond de la cuve.Un tel réglage ne peut étre définitif et doit être modifié périodiquement. C'est ainsi que les moyens de jaugeage doivent être périodiquement réglés pour que les organes mobiles ou sensibles soient capables de détecter les niveaux limites de remplissage maximal et iini- mal. Outre ces inconvénients, il y a lieu de rémarquer qu'il n'existe aucune corrélation entre les moyens de soutirage et ceux de détection des niveaux limites, de sorte qu'en pratique, il est possible de laisser en fonctionnement les organes de sou- tirage même lorsque le niveau limite inférieur est atteint, ce qui risque d'entraner, par aspiration d'impuretés décantées, l'obturation du circuit ou la détérioration de la pompe-et, ou, du brdleur utilisé. I1 y a lieu de noter également qu'en général, le remplissage de la cuve est effectué bien avant d'atteindre le niveau limite inférieur et que, par conséquent, la pompe faisant partie du circuit de soutirage est astreinte à vaincre la hauteur de charge moyenne comprise entre le niveau supérieur du produit liquide dans la cuve et l'ouverture inférieure du tube d'aspiration plongeant dans cette dernière. La présente invention vise à résoudre ces différents problêmes en créant un dispositif de soutirage et de détection des niveaux limites d'une cuve de stockage de produit liquide, ce dispositif étant plus particulièrement conçu pour que les moyens de soutirage mis en oeuvre assurent par eux-mêmes directement la détection du niveau de remplissage limite maximal aiin d'éviter les risques de débordement en cas d'approvisionnement ainsi que du niveau de remplissage limite minimal dans le but d'éviter tous risques d'aspiration d'impuretés décantées. Conformément à l'invention, le dispositif de soutirage et de détection est caractérisé en ce qu'il comprend un tube souple raccordé à la canalisation d'aspiration et plongeant dans la cuve sur une longueur supérieure à la hauteur de cette derniè- re dans laquelle ledit tube maintient un ensemble de soutirage et de détection comportant un flotteur équilibré statiquement pour adopter une position de flottaison parallèle au niveau du produit, ledit flotteur comprenant, d'une part, à sa partie bas se un clapet anti-siphon relié au tube souple, et d'autre part, deux pattes s'étendant à l'opposé l'une de l'autre pour coopérer respectivement avec la paroi basse et la paroi haute de la cuve lorsque le produit atteint les niveaux limites de remplissage inférieur et supérieur et, par ailleurs, un contacteur à bascule dont l'élément mobile est maintenu, dans la position de flottaison stable du flotteur, à distance de plots de contact raccordés à un conducteur d'alimentation relié extérieurement à la cuve à un appareil avertisseur. Diverses autres caractéristiques de l'objet de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés. La fig. 1 est une élévation schématique d'une installation de chauffage comportant une cuve de stockage de combustible faisant application de l'objet de l'invention. La fig. 2 est une coupe-élévation partielle représentant à plus grande échelle l'objet de l'invention Les fig. 3 et 4 sont des coupes-élévations schématiques analogues à la fig. 1 mais illustrant deux autres positions caractéristiques de fonctionnement de l'objet de l'invention. La fig. 1 montre une installation de chauffage comprenant une cuve t de stockage de combustible qui peut être indiffé- remment du type à l'air libre ou emmuré. La cuve 1 comporte un trou d'homme 2 fermé par une plaque 3 sur laquelle sont prévus des raccords pour la mise en place et le passage étanche par exemple d'un appareil 4 d'évent et de remplissage, de moyens de Jaugeage 5, d'une canalisation de refoulement 6 et d'un tube de soutirage 7 plongeant dans la cuve 1. Extérieurement à cette dernière, le tube 7 est relié à une pompe 8 chargée d'assurer l'alimentation d'unbrûleur 9 comprenant intérieurement un circuit de dérivation raccordé à la canalisation 6 de refoulesent de la fraction exédentaire de combustible non consommée par le brftleur 9. Selon l'invention, la canalisation de soutirage 7 est constitude, pour sa partie comprise à ltintérieur de la cuve 1, par un tube souple 10 dont la longueur est nettement supérieure à la hauteur ou profondeur de la cuve 1. Le tube 10 est relié à un ensemble 11 de soutirage et de détection comprenant, comme cela apparaît à la fig. 2, un flotteur 12 équilibré statiquement, en tenant compte de la répartition des masses de ces éléments constitutifs et de l'existence du tube 10, pour que, sous l'influence d'un produit liquide P contenu dans la cuve 1, il occupe une position de f10 ttaisai parallèle au niveau de liquide P.Le ilotteur 12 est associé à un clapet anti-siphon 19 comprenant un corps de clapet 14 qui peut être formé directement par le ilote teur 12 ou, éventuellement, rapporté sur ce dernier. Le corps 14 présente un puits 15 contenant un obturateur 16 de préférence constitué par une bille qui est poussée par un organe élastiqus 17 contre -le siège 18 d'un bouchon 19 monté de façon amovible sur le corps 14. Le bouchon 19 présente un passage 20 pratiqué à partir de la faoe extérieure du bouchon 19 pour ouvrir dans le fond du siège 18 d'appui de l'obturateur 16. Un alésage 21 est pratiqué dans le cors 14 à partir du fond du puits 15 pour ouvrir au droit d'un embout 22 formé par le corps 14 pour permettre le montage et la liaison étanche avec le tube souple 10. Le flotteur 12 est constitué par un corps creux 23 comportant intérieurement un contact à bascule 24 comprenant par exemple une enveloppe tubulaire fermée 25 de forme généralement cylindrique rectiligne contenant intérieurement un globule de mercure 26 à déplacement libre. L'enveloppe 25 est montée oa portée à l'intérieur du corps 23 de manière à occuper une position inclinée selon une pente descendante orientée à l'opposé du tube souple 10. L'extrémité haute de l'enveloppe 22 comporte intérieurement deux plots de contact 27 et 28 auxquels sont raocordés électriquement les fils 29 et 30 d'un conducteur 31 dont la gaine 32 travers. avec étanchéité la paroi correspondante du flotteur 23 par l'intermédiaire d'un passe-fil 33.Le conducteur 31 est de préférence relié au tube 10 pour être amené à traverser la plaque 3 du trou d'homme 2 au-delà de laquelle il est raccordé à un appareillage électrique avertisseur 34 incorporant ou non une source ae production d'énergie électrique de faible intensité et de basse tension. La fig. 2 mOcntre que le corps 23 du flotteur 12 est réalisé pour comporter, de façon sensiblement perpendiculaire à sa ligne de flottaison, deux pattes 35 et 36 de longueurs égales ou différentes s'étendant à l'opposé l'une de l'autre par rapport à la ligne de flottaison et à partir de deux des faces opposées du flotteur 23. Selon la disposition illustrée à la fig@ 2, la patte 35 s'étend vers le bas en étant disposée à l'opposé du clapet 13 par rapport au contact à mercure 24, tandis que la patte 96 s'étend vers le haut en étant disposée à l'opposé de la patte 35 par rapport au contact à mercure 24. Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la façon suivants t A partir d'un niveau de remplissage de cuve 1 tel que représenté à la fig. 1, l'ensemble de soutirage et de détection 11 occupe une position de flottaison parallèle au niveau de produit P en maintenant le clapet anti-siphon 13 dans une position stable à proximité de la surface. Le fonctionnement de la pope 8 permet, ainsi, d'aspirer directement par le conduit 7 et le tube 10 le produit fluide P qui est prélevé par le passage 20 après ouverture de l'obturateur 16 sous l'influence de la dépres- sion créée dans le tube 10 et l'alésage 21. Ceci permet de sup- primer tout risque d'aspiration d'impuretés décantées ou en cours de décantation sur le fond de la cuve 1.De plus, la position du clapet 13 dans les couches supérieures à proximité de la surface réduit à la valeur minimale la hauteur de charge devant être vaincue par la pompe qui travaille ainsi sous des conditions de fonctionnement moins dures. Dans la position représentée à la fig. 1, le flotteur 12 occupe une position de flottaison stable parallèle au niveau du produit P, de sorte que le globule de mercure 26 est maintenu par gravité au niveau de l'extrémité inférieure de l'enveloppe 25, c'est-à-dire à l'opposé des plots de contact 27 et 28. I1 en résulte que l'appareil avertisseur électrique 34 n'est pas enservice. Au fur et à mesure de la consommation, les niveau du produit P dans la cuve 1 s'abaisse en entrain le flotteur 12 qui est maintenu en position de flottaison stable jusqu'au moment où la patte 35 est amenée en contact avec le fond de la cuve 1. À partir de cette position, le flotteur 12 est déséquilibré statiquement, de sorte que l'abaissement subséquent du niveau du produit P fait pivoter ledit flotteur dans le sens de la flèche fl tout en permettant le soutirage permanent par l'intermédiaire du clapet 13.Le pivotement du flotteur 13 dans le sens de la flèche fa (fig. 3) fait passer le contacteur à mercure 24 par une position horizontale, puis ensuite, par une position d'in clinaison opposée, de torte que le globule 26 est alors entratné par simple gravité en déplacement libre en direction de l'autre extrémité de l'enveloppe 25 où il établit le contact entre les plots 27 et 28. Ceci ferme la liaison électrique-entre les fils 29 et 30 et assure l'alimentation de l'appareil avertisseur 24 qui peut comporter un indicateur 37 sonore ou lumineux inf or- mant l'utilisateur que le niveau de remplissage limite inférieur est atteint dans la cuve 1.La longueur de la patte 35 est bien entendu calculée pour que l'information de niveau de remplissage limite minimal soit délivrée à l'utilisateur avant d'atteindre le niveau de remplissage inférieur, de manière qu'il soit possible de laisser l'installation de chauffage en fonctionnement en attendant l'opération de réapprovisionnement prévue. La longueur de la patte 35 est également déterminée pour tenir compte de l'épaisseur moyenne d'une couche ou litd'impu restés, de façon à maintenir les conditions de soutirage optimal meme après la détection du niveau de remplissage limite minimal dans la cuve 1. Au cours de-l'opération de réapprovisionnement, le niveau de produit liquide P remonte dans la cuve 1 et rétablit le flot- tour 12 dans une position de flottaison stable parallèle à la surface comme cela est représenté à la fig. 1. I1 en résulte une inversion d'inclinaison du contacteur à mércure 24 qui, par conséquent, interrompt l'alimentation et le fonctionnement de l'appareil avertisseur 34. Le flotteur 12 garde la position représentée à la fig. 1 Jusqu'au moment où le niveau de remplissage amène la patte 36 en contact avec la paroi supérieure de la cuve 1 comme représenté à la fig. 4.L'élévation du niveau de remplissage provoque alors -le pivotement du flotteur 12 dans le sens de la flèche f2, de sorte que le contacteur à mercure 24 passe de nouveau par une position horizontale avant de prendre une incli- nais on opposée ayant pour effet de provoquer le déplacement libre par gravité du globule 26 amené de nouveau à établir le contact électrique entre les plots 27 et 28. La liaison électrique entre les fils 29 et 30 rétablit alors d fonctionnement de l'appareil avertisseur 34 et, par exemple, l'alimentation du voyant lumineux 37 qui informe l'utilisateur ou le personnel chargé de l'opération de ré approvisionnement du taux de remplissage limite supérieur de la cuve 1.La fig. 1 montre que l'appareil avertisseur électrique 34 peut entre muni d'un voyant propre à l'information de remplissage limite supérieur et dans un tel cas, le contacteur à mercure 24 est alors chargé d'assurer l'alimentation d'un relais contacteur à trois positions. Compte tenu des conditions d'utilisation, la patte 36 peut, bien entendu, présenter une longueur inférieure à celle de la patte 35. À partir de la position repréuntée à la fig. 4, la mise en service de l'installation de chauffage entraîne l'abaissement progressif du niveau P dans la cuve 1, de sorte que le flotteur 12 est amené à reprendre sa position stable de flottaison dans laquelle le contacteur à mercure 24 interrompt l'alimentation de l'appareil avertisseur électrique 34. Comme cela ressort de ce qui précède, le dispositif selon l'invention constitué par un tube souple 10 et l'ensemble de soutirage 11 permet : - de maintenir un soutirage permanent exempt d'impuretés par une aspiration à. proximité de la surface supérieure du produit P, - de réduire la hauteur de charge moyenne devant être vaincue par la pompe 8, - de détecter les niveaux de remplissage limite inférieur et su- périeur en transmettant à distance une information correspondante, - d'éviter tout réglage en hauteur des moyen. de soutirage en fonction de l'épaisseur de la couche ou lit d'impuretés. La fig. 2 fait ressortir que l'ensemble 11 ne comprend que des éléments constitutifs de faibles dimensions, ce qui permet de réaliser un flotteur 23 de faible -encombrement pouvant outre introduit dans la cuve 1 par le raccord prévu sur la plaque 3 de iermeture du trou d'homme 2. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Dispositif de soutirage et de détection des niveaux limites d'une cuve de stockage de produit liquide, caractérisé en ce qu'il comprend un tube souple raccordé à la canalisation d' aspiration et plongeant dans la cuve sur une longueur supérieu- re à la hauteur de cette dernière, dans laquelle ledit tube maintiens un ensemble de soutirage et de détection comportant un flotteur équilibré statiquement pour adopter une position de flottaison parallèle au niveau du produit, ledit flotteur cos- prenant, d'une part, à sa partie basse, un clapet anti-siphon relié au tube souple et,d'autre part, deux pattes s'étendant à l'opposé l'une de l'autre pour coopérer respectivement avec la paroi basse et la paroi haute de la cuve lorsque le produit atteint les niveaux limites de remplissage inférieur et supérieur et, par ailleurs, un contacteur à bascule dont l'élément mobile est maintenu, dans la position de flottaisen du flotteur, à distance de plots de contact raccordés à un condueteur d'ali untation relié extérieurement à la cuve à un appareil avertis- seoir. 2 - Dispositif suivant la revendication l,carsetérisé en c. que l'ensemble de soutirage et de détectia est constitué par un flotteur comprenant deux pattes s'étendant à l'opposé l'une de l'autre perpendiculairement et de part et d'autre de la ligne de flottaison da flotteur. 3 - Dispositif suivant la revendication t ou 2,caractérisé en ce que l'ensemble de soutirage et de détection comprend ut flotteur comportant deux pattes s' étemdent à l'oppené l'une de l'autre à partir de deux extrémités opposées du flotteur et un clapet anti-siphon placé sensiblement à l'aplcmb de la patte destinée à coopérer avec la paroi supérieure de la cuve. 4 - Dispositif suivant l'an. des revendications t à 3,carac- térisé en ce que l'ensemble de soutirage et de détection com- prend un flotteur dont le contacteur à bascule est constitué par un contacteur à mercure monté sur le flotteur de manière que, dans la position stable de flottaison dudit flotteur, le globule de mercure qu'il comporte soit maintenu à distance de plots de contact reliés au conducteur d'alimentation de l'appareil élec- trique avertisseur0 5 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ensemble de soutirage et de détection comprend un flotteur constitué par un corps creux supportant à sa base un clapet anti-siphon extérieur et un contacteur à bascule interne. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5,caractéisé en ce que l'ensemble de soutirage et de détection comprend un flotteur supportant un clapet anti-siphon comprenant un corps de clapet délimitant un embout de raccordement pour le tube souple débouchant dans un puits contenant un obturateur appliqué par un organe élastique sur le siège d'un bouchon creux monté dans le corps du clapet pour ouvrir vers le bas, 7 - Dispositif suivant l'une-des revendications 1 à 6,caractérisé en ce que l'ensemble de soutirage et de détection comprend un flotteur dont la patte dirigée vers le bas présente une longueur supérieure à celle dirigée vers le haut.