Brevet FR2334902A1 — publié le 19770708

La présente invention concerne un dispositif assurant l'évacuation automatique d'un liquide. Elle concerne également tout système de purge mettant en oeuvre un tel dispositif. Be problème se pose souvent de purger les circuits de canalisation ou les circuits destinés à collecter les fuites de liquide qui peuvent se produire dans une installation comportant un grand nombre de machines. Be liquide à évacuer est recueilli dans un récipient collecteur ayant un orifice d'évacuationfermé par une vanne, essentiellement constituée d'un clapet appliqué de manière étanche sur un siège durant la phase de remplissage. Ce clapet se présente sous la forme d'un pointeau le long duquel coulisse un flotteur.Quand le liquide atteint un niveau supérieur déterminé, le flotteur actionne un moyen de commande capable d'écarter le clapet de son siège et de le maintenir dans cette position durant la phase d'évacuation, libérant ainsi l'orifice par oU le liquide s'écoule. Dans les systèmes connus, ces moyens de commande sont constitués soit par un aimant, soit par un dispositif à échappement qui agit sur un collet solidaire de l'autre extrémité du pointeau, pour maintenir celùi-ci en position haute dès que le liquide atteint le niveau supérieur et ceci jusqu'à la fin de l'évacuation du liquide. Une telle structure conduit nécessairement à ce que les différents organes, flotteurs et moyens de commande soient réunis à l'intérieur du récipient collecteur et montés selon l'axe du pointeau. Dans ces conditions, le liquide à évacuer risque d'entre en contact avec le ou les organes de commande C'est un avantage, si le liquide joue un rôle de lubrifiant, mais un grave inconvénient s'il risque au contraire, d'altérer cet organe. Un autre défaut de ces systèmes découle du fait que c'est la poussée du flotteur qui commande ltouverture du pointeau : la quantité de liquide évacué dépend, dans ces conditions, de la différence des pressions régnant de part et d'autre du clapet. De plus, si on; désire surveiller les quantités de liquide évacué, on doit faire appel à un organe supplémentaire de détection, capable, de déclencher un signal d'alarme, si le nombre de fonctionnements, par unité de temps, est trop élevée. l'invention concerne un dispositif d'ouverture automatique d'une vanne d'évacuation d'un liquide dans lequel : l'organe de commande est situé à l'extérieur du récipient recepteur du liquide, est indépendant de la poussée du flotteur et peut accomplir en plus de sa fonction d'organe de commande, celle d'organe de détection. Ce dispositif, conforme à l'invention est du type comportant un boitier muni d'un orifice d'évacuation, dans lequel le liquide provenant d'un circuit amont est recueilli avant d'être évacué vers un circuit aval, et d'un pointeau maintenu successivement en position haute et basse, ledit pointeau obturant et libérant ainsi ledit orifice respectivement durant les phases de remplissage et de vidange. Il est caractérisé en ce que ledit boitier est partagé en deux compartiments, le premier destiné à contenir le liquide avant son évacuation et le second à recevoir ledit organe de commande. Un tel dispositif se compose essentiellement d'un boitier cloisonné de telle sorte qu'une partie seulement de son volume intérieur serve de cuve de récupération. Un levier articulé sur un axe porte une masse mobile et est commandé par un flotteur qui le pousse vers le haut quand le niveau du liquide monte et le tire vers le bas quand le liquide s'évacue. Be basculement brusque du levier dans un sens assure la montée du pointeau et son verrouillage dans cette position jusqu'à ce que le liquide soit évacué et dans l'autre sens, la descente de ce pointeau dès que l'opération de vidange est terminée. L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des figures jointes parmi lesquelles - les figures i à 4 sont des schémas explicatifs - la figure 5 est un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention - la figure 6 est un détail de la figure 5. La figure 1 représente schématiquement l'agencement des différents organes d'un dispositif conforme à l'invention, plus précisément dans l'état où ils se trouvent durant la phase de remplissage. Ce dispositif est essentiellement constitué d'un boitier 1 dont le volume intérieur est partagé en deux compartiments 2 et 3. Ire premier joue le r81e de cuve destinée à recevoir par une entrée 4 (schématisée par une flèche) reliée au circuit amont (non représenté) le liquide 5 à évacuer. Un clapet 6 appliqué sur un siège 7 obture un orifice 8. Ire clapet 6 se présente en fait sous la forme d'un pointeau 9 capable de coulisser le long d'une première tige de guidage 99. Un flotteur 10, sous l'effet de la poussée d'archimède coulisse le long d'une seconde tige de guidage Il parallèle à la première. Ire second compartiment 7 contient un organe de commande 80 essentiellement constitué par une masse mobile 12 se déplaçant entre deux limites A et B le long du premier bras du levier 15 dont le point d'application ou axe d'articulation est schématisé en 16. Ire second bras du levier 15 est adapté pour interagir d'une part avec le pointeau 9 et d'autre part avec le flotteur, respectivement par des éléments de liaison 18 et 19. Par hypothèse et par construction, le levier, en l'absence de la masse mobile 12 est équilibré sur son axe d'articulation 16. Au début dru cycle comme le montre la figure 1, le clapet 6 est fermé, le levier 15 est en appui sur le pointeau 9 et le flotteur 10, libre dans le liquide 5, monte au fur et à mesureque le niveau du liquide s'élève tandis que le levier 15 et le pointeau 9 restent immobiles. Comme le montre la figure 2, pour un niveau donné un contact s'établit entre le flotteur 10 et le levier 15 au niveau de l'organe de liaison t9 et à partir de ce moment le liquide entrains dans sa montée le flotteur 10 et le levier 15. A ce stade, le pointeau 9 reste immobile et le clapet 6 obture toujours l'orifice 8. Pour simplifier la compréhension, les mêmes éléments portent les mêmes références dans toutes les figures. Après le passage du levier à l'horizontale, la masse mobile 12 de l'organe de commande 80 est projetée par pesanteur à l'autre extremité B de son logement. il en résulte, comme le montre la figure 3, un déplacement brusque du levier 15. L'effet dynamique de la masse mobile suffit à détruire l'équilibre, ce qui a pour effet de soulever le pointeau 9 et donc le clapet 6. Un système de verrouillage 20 coopérant avec l'élément de liaison 18 assure le maintien du pointeau 9 en position haute. Be liquide 5 s'écoule alors par l'orifice ainsi libéré, comme le montre la flèche 22. Be liquide, le flotteur et le levier descendent'simultanément jusqu'à ce que ce dernier passe dans la position horizontale.A ce moment la masse mobile 12 revient à son point de départ A sous l'effet de la pesanteur, il y a basculement du levier vers le bas, l'effet dynamique dû au déplacement brusque de la masse mobile, provoque le déverrouillage du système. Ire pointeau retombe en position basse et à nouveau, ferme le clapet. L'orifice de sortie du liquide est obturé. Pour améliorer la qualité d'un tel dispositif fonctionnant, conformément à l'invention, sur le principe du basculement d'un levier dû au déplacement d'une masse mobile, il peut être avantageux comme le montre la figure 4 de prévoir un réceptacle intermédiaire 50 situé à l'entrée 4 de la cuve 2. Ce réceptacle 50 est monté de telle sorte qu'il bascule autour d'un axe dès qu'il a recueilli une quantité de liquide déterminée. I'alimentation de la cuve 2 est alors assurée par à coup, ce qui contribue à un basculement plus net de la masse mobile et par conséquent à une ouverture plus franche du clapet 6. Ceci est particulièrement utile dans le cas où les fuites de liquide à évacuer sont très faibles. La figure 5 représente un exemple de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention. Ire boitier 100 est divisé en deux compartiments 104 et 102. Be compartiment 101 joue le rôle de cuve destinée à collecter ce liquide 103 qui provenant d'un circuit amont non représenté à travers l'entrée 104, est ensuite évacué , lors de la phase d'évacuation, par un orifice de sortie 105 fermé par un clapet se présentant sous la forme d'un pointeau 107 s'appuyant sur un siège 108. Ce pointeau 107 peut eoulisser le long d'une tige de guidage 109 et être verrouillé dans une position haute par un système de verrouillage 110 dont le détail de réalisation est représenté sur la figure 6 et dont le fonctionnement sera explicité ultérieurement. Un flotteur 111 suit le niveau du liquide en coulissant le long d'une tige de guidage 112. Un organe de commande comprenant essentiellement un levier 1 1 3 dont un des bras porte- une charge mobile se déplaçant dans un logement 114 entre deux limites A et B, est prévu de telle sorte qu'il interagisse avec le pointeau d'une part et le flotteur de l'autre par l'intermédiaire respectivement, des éléments de liaison 117 et 118. T,'organe de commande peut être contitué par un interrupteur à mercure, la masse mobile étant, dans ce cas, constituée par du mercure. Pour mieux expliciter le fonctionnement d'un tel dispositif, un exemple numérique nullement limitatif est donné ci-après et montre comment interviennent, dans le dimensionnement des pièces les principaux paramètres tels que la longueur des bras de leviers, le poids-de la masse mobile, les dimensions respectives du flotteur et du récipient, la densité du liquide à évacuer etc,.. Dans l'application considérée, la pression régnant dans le boitier est comprise entre 600 mb et 1200 mb, et la pression dans la canalisation d'évacuation (non représentée sur la figure) est de 200 mb. Comme cela, a déjà été dit précédemment le levier, est par construction équilibré sur son axe d'articulation 120 quand le logement, (dans le cas présent l'interrupteur 114) est vidé de son mercure. Au début du cycle, le pointeau est en appui sur l'orifice 105 et l'obture ; le levier 117 appui sur le pointeau 107 et le flotteur 111 est libre dans le liquide 103. Ire liquide et le flotteur montent simultanément de 6,5 mm du fait du dimensionnement des pièces et de leur débatement. Ire levier et le pointeau restent immobiles. La masse mobile, dans l'exemple décrit pèse 50 g. Les longueurs des bras de levier relatifs au flotteur et à la masse mobile sont reste pectivement de 7,5 et 1 ,5 cm. il en résulte un effort résistant du levier sur le flotteur de 10 grammes. La section du recipient est de 78,3 cm2 et celle du pointeau de 1,3 cm2. La section S du liquide évacué est dans ces conditions égale à 77 cm2.Si la section du flotteur est choisie égale à S/2 soit 38,5 cm2, à un enfoncement donné du flotteur dans le liquide correspond une montée équivalente du niveau de celui-ci. Ire volume de liquide déplacé par les 10 g d'effort appliqué par le levier sur le flotteur est de 11,6 cm3. La suite de la description concerne, à titre d'exemple nullement limitatif et pour faciliter la compréhension du texte, un dispositif d'évacuation d'une fuite d'huile de densité égale à 0,86. Suite aux données précédentes il en résulte donc un enfoncement relatif du flotteur dans l'huile égal à 3 mm. B'huile monte donc de 7 mm, le flotteur, le levier et le pointeau restent immobiles. Après cette montée, l'équilibre est atteint de sorte que l'huile, le flotteur et le levier montent ensuite simultanément de 12 mm (quantité déterminée par le dimensionnement des pièces et leur débatement), avant le basculement du levier vers le haut. Ire pointeau est-toujours fermé.Conformément à l'invention et comme cela a déjà été expliqué précédemment, sous l'influence du déplacement brusque de la masse mobile, le levier monte d'une quantité notable (9 mm) libérant ainsi le flotteur de sa poussée de îOg. Ire flotteur monte alors de 1;5 mm et l'huile descend de 1,5 mm et le pointeau monte de 3 mm et se trouve verrouillé dans cette position grâce à l'élément de verrouillage 11Q Un exemple nullement limitatif de réalisation est représené sur la figure 6.Il est essentiellement constitué par un système de billes 120 contenus dans la tige de guidage, billes qui sont écartées par un système élastique 121 dans ur logement ménagé dans le pointeau à une hauteur déterminée. il en résulte le blocage c'est-à-dire en quelque sorte le verrouillage du pointeau dès que celui-ci atteint le long de la tige de guidage une position déterminée dite position haute. D'autres dispositifs peuvent accomplir cette fonction : un aimant par exemple. L'orifice 105 est alors ouvert, l'évacuation du liquide commence. L'huile et le flotteur descendent de 3 mm tandis que le levier et le pointeau sont immobiles. La masse mobile dont le poids est 50 g se trouve à l'extrémité B de son logement 114. La distanceentre le centre de gravité de cette masse mobile et le point d'application du levier est égale à 50 mm. La force avec laquelle le flotteur doit tirer sur le levier est alors de 33g. Be volume d'huile assurant une poussée de 33 g et de 38 cm3 ce qui correspond à une hauteur d'huile de 10 mm. Be flotteur restant immobile, le niveau d'huile descend donc de 10 mm tandis que le levier et le pointeau sont immobiles. L'équilibre est alors atteint et ensuite, le liquide, le flotteur et le levier descendent simultanément de 12 mm avant le basculement du levier vers le bas.Pendant tout ce temps, le pointeau reste verrouillé en position haute. Après passage du levier à l'horizontale, la masse mobile revient à sa position initiale sous lteffet de la pesanteur. Be levier descend de 9 mm. Ire flotteur échappant à la poussée du levier, descend de 5 mm tandis que le liquide remonte de 5 mm. La descente du levier étant supérieure à celle du flotteur, le flotteur est libre dans le liquide, sachant que la longueur du bras de levier correspondant au pointeau est de 30 mm, l'effort appliqué sur celui-ci par la masse mobile est de 25 g. D'autre part étant donné les pressions existantes de 1200 mb maximale et 600 mb minimale en amont et 200 mb en aval, la différence de pression est comprise entre 400 et 1000 mb qui conduisent respectivement pour un clapet ayant une section de 0,03 cm une force de 70 g et de 42 g. Dans ces conditions l'effort sur le clapet est de 55 g pour une pression amont de 1200 mb et 37 g pour une pression amont de 600 mb. Le clapet est donc fermé, avec l'effort d'application ealculé ci-dessus, et un nouveau cycle peut commencer. En résumé donc, dans le cas de l'application nullement limitative, décrite ci-dessus - la montée du liquide (huile) avant l'ouverture du clapet est égale à 20 mm - la descente du liquide (huile) avant fermeture du claper est également de 20 mm ce qui correspond donc à la hauteur de liquide 2 (huile) vidangée soit pour une section de récipient égale à 78,3 cm un volume de 157 cm3. L'organe de commande mettant en oeuvre, conformément à l'invention, le déplacement brusque d'une masse mobile le long d'un plan incliné formant levier peut remplir en plus la fonction d'organe de détection. En effet s'il s'agit d'une masse de mercure se déplaçant à l'intérieur d'un interrupteur possédant deux bornes 170 et 171 reliées au moyen de deux conducteurs 172 et 173 et d'une borne de raccordement 174, comme cela est représenté sur la figure 5 à un circuit extérieur, dans ces conditions, chaque passage à l'horizontale du levier 113 donne lieu à un signal. Ces signaux peuvent être comptabilisés pour déterminer les nombres de fonctionnements et traités pour actionner un signal d'alarme dans le cas où le résultat obtenu ne correspondrait pas au résultat escompté ou toléré. Un dispositif d'ouverture automatique d'une vanne selon l'invention trouve une application particulièrement intéressante dans les circuits de purge assurant l'évacuation des fuites survenant par exemple dans les ensembles garnitures pour sortie d'arbres étanches. REVENDICATIONS 1. Dispositif assurant l'évacuation automatique dlun liquide du type comportant un boitier muni d'un orifice d'évacuation dans lequel le liquide provenant d'un circuit amont est recueilli avant d'être évacué vers un circuit aval, et un pointeau entrainé au moyen d'un organe de commande, successivement en position haute et basse, ledit pointeau obturant et libérant ainsi ledit orifice respectivemént durant les pnases de remplissage et d'évacuation caractérisé en ce que ledit boitier est partagé en deux compartiments, le premier destiné à contenir le liquide avant son évacuation et le second à recevoir ledit organe de commande. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de commande est constitué par un levier basculant de part et d'autre d'un point d'articulation, le premier bras de levier portant un logement dans lequel peut se déplacèr une masse mobile entre deux limites A et B ; le second bras de levier étant relié d'une part au pointeau par un premier moyen de liaison et à un flotteur par un second moyen de liaison. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit pointeau coulisse le long d'une première tige de guidage et ledit flotteur coulisse le long d'une seconde tige de guidage parallèle à la première. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que un système de verrouillage coopère avec le premier moyen de liaison pour assurer le verrouillage du pointeau quand celui-ci atteint une position déterminée dite position haute. 5. Dispositif selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que : le premier moyen de liaison maintenant le pointeau dans une position basse correspondant à la fermeture de l'orifice, le second moyen de liaison permet au flotteur de monter librement jusqu'à un premier niveau à partir duquel il entraîne le levier dans sa montée, le faisant dépasser la position horizontale provoquant aussi le déplacement brusque de la masse mobile du point A vers le point B, et de ce fait, le basculement du levier, lequel, à son tour provoque la remontée du pointeau jusqu'à ladite position haute dans laquelle il se trouve alors verrouillé. 6. Dispositif selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le second moyen de liaison permet au flotteur de descendre librement au fur et à mesure de l'évacuation du liquide jusqu a ce que celui-ci atteigne un second niveau à partir duquel le flotteur entraîne le levier dans sa descente, le faisant dépasser la position horizontale provoquant aussi le déplacement brusque de la màsse mobile du point B vers le point A et de ce fait, le basculement du levier, le déverrouillage du pointeau et son retour en position basse. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ledit verrouillage est obtenu au moyen d'un jeu de billes portées par le pointeau, lesdites billes se trouvant écartées par un système élastique dans un logement quand le pointeau atteint une position déterminée. 8. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la masse mobile est constituée par un contact à mercure se déplaçant à l'intérieur d'une ampoule entre les deux limites A et B constituant un contacteur fermant et ouvrant un circuit, fournissant ainsi un signal électrique à chaque basculement du levier. 9. Dispositif selon l'une des revendications,prédédentes, caractérisé en ce que l'arrivée du liquide provenant du circuit amont se fait dans un receptacle intermédiaire capable de renverser son contenu dans ledit premier compartiment. 10. Système de purge mettant en oeuvre un dispositif selon lune des revendications précédentes.