Brevet FR2250946A1 — publié le 19750606

L'invention concerne un flotteur destine à être placé dans des couches ou une nappe de liquide et comportant un orifice d'entrée destiné à ltévacuation de la couche superficielle du liquide placé approximativement à hauteur 1u niveau de ce ds.m t.er dans une pie ce de flottaison et communiquant avec un flexible d'eva- cuation. Les flotteurs connus de ce type ont l'inconvénient de ne pas pouvoir assurer l'aspiration de la couche supérieure du liquide ; la profondeur d'imiaersion du flotteur dans le liquide et donc aussi celle de 11 orifice d'entrée ne restent pas constantes, car le remplissage du conduit d'évacuation ne reste pas sans réaction sur la force ascensionnelle du flotteur. Ainsi, la force aseensien^.nelle du conquit d'évacuation diminue lorsque l'arrivée du liquide en refoule 11 air. Le flotteur plonge en conséquence plus profondément dans le liquide avec pour conséquence éventuelle que la nappe de liquide se trouvant au-desssus de l'orifice d'entrée est trop épaisse et que la couche superficielle de ce. liquide n'a pas la possibilité de pénétrer dans l'orifice. La surface se trouvant au-dessus de l'orifice d'entres reste ainsi fermes ; il ne peut plus pénétrer dans cet orifice -que le liquide qui se trouve sous la couche superricielle, e particulier lorsque la phase légère flottant en surface a une viscosité supérieure à celle de la couche sous-jacente. I1 est possible de compenser approximativement les fluctuations de la force ascensionnelle du conduit d'évacuation en conférant à ce dernier un volume relativement faible et au flotteur, un volume relativement grand etle lestage de ce dernier en fonction du liquide particulier permet de maintenir la position de l'orifice d'entrée au niveau voulu.Ces précautions non seulement ont pour conséquence une élévation de prix, mais encore laissent subsister un inconvénient fonctionnel car les phases de liquide à forte viscosité flottant en surface ne pénètrent que très lentement dans l'orifice à'entrée ou meme une tension très élevée de surface peut interdire totalement l'accès du liquide à évacuer à cet orifice. la mise en oeuvre de ce flotteur exige donc son adaptation exacte à chaque liquide particulier et pourtant son fonctionnement correct ne peut pas être garanti L'invention a donc pour objet un flotteur sur lequel les fluctuations de la force d,sce.i.oTLrelle du conduit d'évacuation et la nature des couches du liquide n'ont pratiquement aucun effet et qui assure de manière fiable l'évacuation de la couche supérieure de ce dernier. Selon une particularité essentielle du flotteur du type mentionné selon l'invention, l'orifice d'entrée débouche dans un corps creux situé sous la pièce de flottaison et dont le point le plus bas comporte le raccord au conduit d'évacuation, le point théorique d'application de la force ascensionnelle de ce corps creux se trouvant de l'autre côté du centre de gravité de ce dernier par rapport e l'orifice d'entrée et les lignes d'action de la force ascensionnelle de la pièce de flottaison et de celle du corps creux étant placées à distance l'une de l'autre. Ce mode de réalisation selon l'invention a pour eonséquence qu'au moment où le flotteur est placé dans le liquide, le corps creux produit tout d'abord un complément de force ascersionnelle qui provoque un couple de ha seulement par rapport au point théorique d'application de la force asqenslonnelle de la pièce de flottaison et qui incline l'ensemble du flotteur de manière que l'orifice d'entrée plonge dans le liquide. Ainsi, le corps creux se emplit rapidement de liquide et le complément de force scensionnelle diminue pour stannuler lorsque ce corps est complètement rempli.Le couple auxiliaire de basculement s'exerçant sur le flotteur disparaît et celui ci reprend sa position normale dans laquelle l'orifice d'entrée se trouve à hauteur du niveau du liquide. le liquide sort simultanément du corps creux par l'orifice d'évacuation qui peut être par exemple le conduit d'aspiration d'une pompe ou dont l'inclinaison le vide naturellement.Le couple de basculement qui s'exerce sur le flotteur augmentant lorsque la quantité de liquide évacuée est trop grande et en conséquence l'orifice d'entrée pénétrant plus profondément dans le liquide, les quantités de liquide et d'air se trouvant dans le corps creux s'équilibrent automatiquement à une valeur telle que l'effet subsistant de la force ascensionc.ellecomplémentaire fait basculer le flotteur de manière que le débit de liquide passant par l'orifice d'entrée corresponde à celui qui passe par le conduit d'évacuation. Un flotteur conçu de cette manière opère de manière pratiquement indépendante de la nature du liquide X évac er7 car le contenu en liquide du corps creux et la vitesse ltévacl2tion sont seuls à commander la profondeur d'immersion de l'orIfice d'entrée. I1 est de toute manière certain que la couche surérieure du liq-l-de est toujours évacuée. Selon un mode de réalisation avantageux du flotteur de l'invention, la pièce de flottaison a une surface de base qui est sensiblement symétrique et sur l'ase de symétrie de la face inférieure de laquelle le corps creux est disposé et la ligne d'action de la force ascensionnelle de la pièce de flottaison et du corps creux coupe cet axe de symétrie, l'orifice d'entrée étant placé dans la plaque de base de la pièce de flottaison et sur ledit axe de symétrie, entre deux saillies latérales de cette dernière. Ce mode de réalisation confère au flotteur une position stable sous tous les angles de basculement. L'évacuation de la couche supérieure du liquide par l'orifice d'entrée est toujours assurée. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention favorisant le flux d'admission à Orifice d'entrée, la chambre de poussée ascensionnelle de la pièce de flottaison est en retrait dans la zone de l'orifice d'entrée en ayant la forme d'une pointe de flèche entre ses saillies latérales. Le flotteur selon l'invention est réalisé en théorie de manière que les deux saillies situées de part et d'autre de l'orifice d'entrée plongent à la même profondeur sous le niveau du liquide. Les tolérances de fabrication ne pouvant toutefois pas etre évitées et les différences de profondeur d'immersion pouvant avoir un effet néfaste sur le flux d'arrivée à l'orifice d'entrée, les saillies de la pièce de flottaison situées sur les côtés de ce dernier comportent conformément à l'invention des chambres de lestage. Des poids placés dans la chambre du c8té le plus léger permettent d'équilibrer le flotteur très exactement et de manière simple. Le flotteur selon l'invention peut se fabriquer simplement et il assume correctement la fonction qui lui est assignée lorsque la surface de base de la pièce de flottaison a sensiblement la forme d'un triangle équilatéral ou d'un trapèze à cotés égaux découpé en forme de pointe de flèche dans la zone de l'orifice d'entrée. En variante, la pièce de flottaison peut avoir une surface de base sensiblement circulaire comportent une éck-n~rura en forme de secteur de cercle dans la zone de l'orific d'entrée. L'i-lvention sera rl-crite plls en détail en retard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif, nais très avantageux, et sur lequel la figure 1 est une vue en plan du flotteur de l'invention ; et la figure 2 est une coupe selon la ligns A - A de la figure 1 et représente le flotteur immergé dans un liquide. La pièce 1 de flottaison du flotteur selon l'invention comporte une plaque de base symétrique 2 en forme de triangle équilatéral et délimitant une chambre 7 de poussée ascensionnelle avec des parois latérales 3, 4 et 5 et une plaque 6 de couverture. Un corps creux prismatique 8 de section triangulaire est placé sur la face inférieure de la pièce 1. Ce corps creux 8 est ouvert sur l'extérieur par l'orifice 9 d'entrée et par le raccord 10 au conduit d'évacuation. Le mode de fonctionnement du flotteur de l'invention sera décrit tout d'abord en admettant le cas idéal théorique dans lequel le corps creux 8 est rempli de liquide et ne produit aucune force ascensionnelle ; l'épaisseur des parois de ce corps creux 8 est soit infiniment mince ou ces parois sont réalisées en un matériau qui, lorsqu'il est dans le liquide, ne produit aucune force ascen sionnelle. Lorsqutaucune force ascensionnelle n'est produite dans le corps creux 8, la chambre 7 de poussée ascensnonnelle du flotteur est parallèle au niveau il, indiqué schématiquement, du liquide à la surface duquel il repose et å la hauteur duquel se trouve approximativement l'orifice 9 d'entrée. Une pompe d'aspiration, par exemple, prélève le liquide sur le corps creux 8 par le raccord 10 du conduit d'évacuation et, simultanément, de l'air de faible poids remplace ce liquide en entrant dans le corps creux par un orifice d'admission 12 situé à la surface supérieure du flotteur. Une force aseensiomuelle complémen- taire ainsi créée dans le corps creux 8 s'exerce au point théorique d'application S2 qui se trouve à la distance a du centre de gravité S1 de la chambre 7 de poussée ascensionnelle de la pièce 1 de flottaison en raison de la forme en prisme triangllai-re du corps 8.La distance ^és ltants séparant les lignes d'action A et A2 de la poussin sicrrelle a pour consecuence que le flotteur bascule en faisant ressortir du liquide son extrémité opposée à celle de l'orifice 9 d'adnission, le flotteur occupant alors sensiblement la position 3 indiquée en traits mixtes sur la figure 2. Le poias propre du flotteur repousse alors orifice 9 d'entres au moins partiellement sous le niveau du liquide qui peut alors pénétrer ainsi dans le corps creux 8. La force as-ensionne5e prodvite dans le corps creux 8 réglant l'arrivée du liquide par i'orifice 9 d'entrée, la quantité de liquide qui peut pénétrer par ce dernier dans le corps 8 correspond au maximum à celle qui peut être prélevés par le raccord 10 au conduit d'évacuation. En calculant convenablement le rapport entre le débit de prélèvement et la dimension de l'orifice 9 dlentrée,il est possible de faire en sorte que le bord de ce dernier ne se trouve toujours que faiblement sous le niveau 11 du liquide et donc que seule la couche supérieure de ce dernier soit évacuée. Le flotteur est symétrique, de manière qu'vil soit stable, et les lignes d'action A1 et A2 de la force ascensionnelle du corps creux 8 et de la pièce I de flottaison coupent l'axe de symétrie 14. L'orifice 9 d'entrée se trouve également sur cet axe, entre les saillies 15 et 16 de la pièce 1. La chambre 7 de poussée ascensionnelle est en retrait en ayant la forme-d'une pointe de flèche dans la zone 17 de l'orifice d'entrés 9 de manière à favoriser le flux d'arrivée dans ce dernier. Les saillies 15 et 16 comportent des chambres d'équilibrage 17 et 18 dans lesquelles des poids auxiliaires peuvent être placés en vue d'uniformiser l'immersion des saillies. Au lieu d'être triangulaire, la plaque de base 2 de la pièce 1 de flottaison pourraIt aussi savoir la forme d'un trapèe à côtés égaux, y çompris la forme limite d'un carré ou d'un rectangle, cette plaque pouvant aussi etre circulaire. D'autres fornes symétriques quelconques permettent aussi au flotteur d'assumer sa fonction à condition que les particularités essentielles de l'invention soient satisfaites. il va de soi que le flotteur décrit et représenté peut subir diverses nodifications sans sortir du cadre de l'invention. PENDI ICATIOlrs 1. Flotteur destiné à être place dans des couc'nes de liquide et comportant un orifice d'entrée destiné à évacuer la couche supérieure de ce dernier en étant disposé sensiblement à la hauteur de son niveau dans une pièce de flottaison, cet orifice comouniquant avec un conduit souple d'évacuation, ledit flotteur étant caractérisé en ce que ledit orifice d'entrée débouche dans un corps creux qui, lorsque le flotteur est placé sur le liquide, est situé sous ladite pièce de flottaison et comporte au point le plus bas le raccord au conduit d'évacuation, le point théorique d'application de la force ascensionnelle de ce corps creux se trouvant du côté opposé à celui de orifice d'entrée par rapport au centre de gravité de la pièce de flottaison et les lignes d'action des forces ascensionnelles la pièce de flottaison et du corps creux étant placées à distance l'une de l'autre. 2. Flotteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de flottaison comporte une plaque de base sensiblement symétrique et sur la face inférieure de laquelle ledit corps creux est disposé dans la zone de l'axe de symétrie qui coupe les lignes d'action des forces ascensionnelles de cette pièce de flottaison et de ce corps creux, ledit orifice d'entrée étant placé dans ladite plaque de base et sur ledit axe de symétrie, entre deux saillies latérales de la pièce de flottaison. 5. Flotteur selon l'une des revendicatIons i et 2, caractérisé par une chambre de poussée ascensionnelle qui est en rétrait dans la zone de orifice d'entrée en ayant sensiblement la forme dlune pointe de flèche entre les saillies latérales de la pièce de flottaison. 4. Flotteur selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les saillies de la pièce de flottaison situées de part et d'autre de orifice d'entrée comportent des chambres d'équilibrage. 5. Flotteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface de base de la pièce de flottaison asensiblement la forme d'un triangle équilatéral ou d'un trapèze à côtés égaux découpé en forme de pointe de flèche dans la zone de l'orifice d'entrée. 6. Flotteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface de base de la pièce de flottaison a essentiellement une forme circulaire présentant une échancrure en forme-de seeteur de cercle dans la zone de l'orifice d'entrée.