Brevet FR2433116A1 — publié le 19800307

La présente invention concerne les systèmes hydrauliques et a notamment pour objet un dispositif de transvasement de liquides. Il est plus avantageux d'appliquer le dispositif conforme à la présente invention dans les entreprises industrielles pour remplir les réservoirs des systèmes hydrauliques, des machines-outils, des bancs technologiques, etc. En outre, ces dispositifs peuvent être utilisés pour l'approvisionnement en combustible des réservoirs des moyens de transport. Il est possible d'utiliser les dispositifs proposés dans l'agriculture pour le transvasement du liquide des bassins d'eau vers les objets à arroser dans les systèmes d'arrosage. On connatt un dispositif pour le transvasement d'un liquide, comportant une pompe, un récipient rempli de liquide pour l'amorçage de la pompe et un réservoir à liquide. La pompe à l'appareil consommateur est reliée par une conduite de refoulement, et au reservoir, par une conduite d'aspiration constituée par deux conduites. L'une de ces conduites est reliée à 11 entrée de la pompe et à la partie inférieure du récipient rempli de liquide pour l'amorçage de la pompe, tandis que l'autre conduite est reliée à la partie supérieure de ce récipient et au réservoir. Il est prévu un moyen destiné à évacuer le fluide gazeux de l'enceinte du récipient, comportant une conduite dont une exkimitéest raccordée à la conduite de refoulement, tandis que l'autre est branchée sur le réservoir, et un tuyau dont une extrémité est raccordée au point le plus élevé du récipient, tandis que l'autre est engagée dans la conduite reliant la conduite de refoulement au réservoir. Dans les dispositifs qu'on vient de décrire, après la mise en action de la pompe, le liquide est puisé du récipient rempli au préalable. A mesure de l'abaissement du niveau de liquide dans le récipient, l'air se trouvant dans la conduite reliant la partie supérieure du récipient au réservoir arrive dans la partie supérieure du récipient. Le niveau de liquide dans le récipient continuant de baisser le vide dans celui-ci atteint une valeur suffisante pour l'aspiration du liquide du réservoir dans le récipient. Il se forme alors deux zones dans le récipient : dans sa partie inférieure, une zone de liquide, et dans sa partie supérieure, une zone de fluide gazeux d'amortissement qui interrompt l'integrité (continuité) du courant de liquide en cours de pompage. Il y a deux facteurs qui agissent sur ladite zone de fluide gazeux : le premier est l'évacuation du fluide gazeux de l'enceinte du récipient, c'est-à-dire il se produit une aspiration du fluide gazeux de récipient vers la conduite reliant la conduite de refoulement au réservoir; le deuxième facteur est le remplissage continu par les gaz se dégageant de la surface de séparation entre la zone gaz et la zone liquide du récipient. Il est bien évident que le débit de la pompe peut atteindre sa valeur nominale seulement après que le mélange gazeux ait été totalement évacué de la partie supérieure du récipient et que ladite partie ait été remplie par le liquide en cours de pompage, ce qui supprime l'interruption de l'integrité ou de la continuité du courant dans la conduite d'aspiration. Cependant, dans un tel dispositif, le mélange gazeux ne peut être évacué complètement de la partie supérieure du récipient, par suite, d'une part, de l'arrivée intense dans la zone de fluide gazeux des gaz oe g ig!yntdela la surface de séparation, et d'autre part, du peu d'efficacité des moyens utilisés pour l'évacuation du fluide gazeux de l'en- ceinte du récipient. Ce phénomène est dt aux causes suivantes 1) Par suite de l'aire de section transversale (surface de dégagement) du récipient, les gaz se dégageant du liquide remplissent intensivement la zone du fluide gazeux. 2) La vitesse d'évacuation par aspiration du fluide gazeux est relativement faible, car l'autre extrémité du tube est engagé dans la conduite par laquelle ne passe qu'une partie (et non tout le volume) du liquide transvasé par la pompe. En conséquence, le gaz n'est pas évacué totalement du récipient, et il s'établit un niveau d'équilibre, c'està-dire que la quantité de gaz évacues correspond à la quantité de gaz arrivés et qu'un certain volume constant de gaz est présent dans la partie supérieure du récipient. En conséquence, le débit établi de la pompe est sensiblement inférieur à sa valeur nominale. En plus, par suite de la coupure de l'integrité du courant dans le récipient de la zone de fluide gazeux, le fonctionnement de la pompe est instable, autrement dit pulsatoire. On connaît aussi un dispositif destiné à transvaser des liquides et comportant une pompe, un récipient rempli de liquide pour l'amorçage de la pompe, et un réservoir contenant le liquide à pomper. La pompe est reliée à l'appareil consommateur par une conduite de refoulement, et au réservoir, par une conduite d'aspiration. La conduite d'aspiration traverse le récipient rempli de liquide d'amorçage de la pompe et est mise en communication avec son enceinte à travers des orifices pratiqués dans cette conduite de panière que l'un d'eux soit disposé à la partie supérieure du récipient, et l'autre, dans sa partie inférieure. Lors de l'amorçage de la pompe de ce dispositif, le liquide est puisé du récipient, préalablement rempli, à travers l'orifice disposé à la partie inférieure du récipient et le reliant à la-conduite d'aspiration. Le niveau du liquide dans le récipient continuant de baisser, le vide dans celui-ci, ainsi que dans la conduite d'aspiration qui lui est reliée, atteint une valeur suffisante pour l'aspiration du liquide du réservoir vers la pompe en passant par la conduite d'aspiration. Il se forme alors un courant continu (intégral) de liquide dans la conduite d'aspiration, tandis que la zone de fluide gazeux, formée dans la partie supérieure du récipient par suite de l'arrivée dans cette zone de l'air de la conduite d'aspiration, n'entre en contact avec le courant de liquide dans la conduite d'aspiration qu'à travers l'orifice reliant la partie supérieure du récipient à la conduite d'aspiration. Du fait qu'un courant continu du liquide en cours de pompage se forme dans la connu ive d'aspiration, on obtient, dans ce cas, un fonctionnement stable ou régulier (sans pulsations) de la pompe, dont le débit est alors voisin du débit nominal. Cependant, une certaine quantité du liquide et des gaz qui y sont contenus passe constamment dans la zone de fluide gazeux de la partie supérieure du récipient à travers l'orifice reliant la partie supérieure du récipient à la conduite d'aspiration. Du fait qu'on n'a pas prévu une aspiration des gaz de la partie supérieure du récipient, le volume de la zone de fluide gazeux dans le récipient et dans la conduite communiquant avec lui augmente progressivement, autrement dit le niveau de liquide dans le récipient diminue jusqu'à ce que celui-ci se vide complètement. Dans ce cas, le mélange gazeux arrive à travers l'orifice inférieur dans la conduite d'aspiration, ce qui a pour effet d'arrêter la pompe. Pour que le fonctionnement de la pompe recommence, il est nécessaire de remplir de nouveau le récipient et la partie de la conduite d'aspiration qui est située en aval du récipient. Cela diminue le rendement du dispositif et complique son utilisation. Le dispositif antérieur le plus proche de celui de l'invention est le deuxième parmi ceux décrits ci-dessus. Le but de la présente invention est de supprimer les inconvénients mentionnés. On s'est proposé pour cela de mettre au point un dispositif de transvasement de liquides, dans lequel le moyen servant à l'évacuation du fluide gazeux du récipient à liquide d'amorçage de la pompe assurerait un fonctionnement stable ou régulier de la pompe, avec un débit maximal. Ce problème est résolu du fait que le dispositif de transvasement de liquides, comportant une pompe dont l'entrée et la sortie sont mises en communication par des conduites,nectiumentetavec le reservoir pour le transvasement du U;xide et à l'appareil consommateur, et un récipient rempli de liquide d'amorçage de la pompe et relié à ses parties supérieure et inférieure à la conduite reliant l'entrée de la pompe au réservoir, est caractérisé, suivant l'invention, en ce qu'il comporte un tube pour l'aspiration du fluide gazeux de 11 enceinte du récipient, une extrémité dudit tube étant reliée au point le plus haut du récipient, tandis que l'autre est engagée dans la conduite, dans la partie de celle-ci qui est située en aval (suivant le sens du courant de liquide) du récipient, de sorte que le fluide gazeux arrive de l'enceinte du récipient dans la conduite et est entraîné avec le courant de liquide. Il est avantageux que l'autre extrémité du tube soit engagée dans la conduite reliant l'entrée de la pompe au réservoir. Un tel raccordement de l'autre extrémité du tube est recommandé notamment dans le cas où la pompe est exécutée en une seule unité avec un élément d'épuration, par exemple avec une centrifigeuse (c'est-à-dire lorsque le dispositif réalise le pompage et l'épuration en même temps), pour que ZquSE qui commence à déboucher du tube après l'achèvement du processus d'aspiration du fluide gazeux du récipient arrive à l'entrée de l'ensemble pompe-épurateur en vue de son épuration. Il n'est pas moins avantageux que ltautre extrémité du tube soit engagée dans la conduSte reliant la sortie de la pompe à l'appareil consommateur. Un tel raccordement de l'autre extrémité du tube est appliqué quand il est nécessaire de transvaser le liquide sans épuration. L'installation pour le transvasement de liquides réalisée conformément à la présente invention, assure, tout en étant de conception relativement simple, un fonctionnement stable de la pompe et un débit maximal de cel-le-ci grâce à une évacuation efficace et totale du fluide gazeux du récipient rempli de liquide d'amorçage de la pompe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description suivante de différents modes non limitatifs de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente d'une manière schématique le dispositif de transvasement de liquides conforme à l'invention, pourvu d'un tube dont l'autre extrémité est engagée dans la partie horizontale de la conduite reliant la pompe au réservoir - la figure 2 représente le même dispositif, mais doté dJun tube dont l'autre extrémité est engagée dans la partie ascendante de la conduite reliant la pompe au réservoir - la figure 3 représente le même dispositif, mais pourvu d'un tube dont l'autre extrémité est engagée dans la conduite reliant la pompe à l'appareil consommateur. Le dispositif de transvasement de liquides comporte une pompe 1 (figure 1) réalisée en une unité avec un épurateur et dont l'entrée est raccordée à une extrémité d'une conduite 2 dont l'autre extrémité est immergée dans un réservoir 3 de transvasement du liquide. La sortie de la pompe est mise en communication à travers une conduite 4 avec l'appareil consommateur 5. Sur la conduite 2 est branché, par l'intermédiaire de tubulures 6 et 7, un récipient 8 rempli de liquide pour l'amorçage de la pompe 1. La tubulure 6 est raccordée à la partie supérieure du réservoir 8, tandis que la tubulure 7 est reliée à sa partie inférieure. Pour l'aspiration du fluide gazeux de ltenceinte du récipient 8, est prévu un tube 9 qui est relié par une extrémité au point le plus haut du récipient 8, tandis que son autre extrémité est engagée dans la conduite 2, dans sa partie horizontale 10 disposée en aval du récipient 8 (suivant le sens du courant de liquide). Ainsi, le fluide gazeux arrive du récipient 8 dans la conduite 2, et, s'y étant associé au courant de liquide arrive à la pompe 1. Il est possible d'engager ladite autre extrémité du tube 11 (figure 2) dans la partie ascendante 12 de la conduite 2. Le récipient 13 est monté sur la conduite 2 de manière que laconduite 2 passe à l'intérieur dudit récipient. La conduite 2 est reliée par la tubulure 14 à la partie supérieure du récipient 13, tandis que l'orifice 15 la relie à la partie inférieure du récipient 13. L'extrémité du tube 11 est raccordée au point le plus haut du récipient 13. En cas de transvasement du liquide sans son épuration, une extrémité du tube 16 (figure 3) pour l'aspiration du fluide gazeux est raccordée au récipient 13, au point le plus haut de celui-ci, tandis que son autre extrémité est reliée à la conduite 17, raccordée à la sortie de la pompe 18,, et à l'appareil consommateur 5 (figure 1). A l'endroit où l'autre extrémité du tube 16 est introduite dans la conduite 17, on a prévu une diminution locale 19 de la section transversale de cette conduite. Cette diminution assure une augmentation de la vitesse d'écoulement du liquide à l'endroit où est engagée l'autre extrémité du tube 16, ce qui augmente la vitesse d'aspiration du mélange gazeux du récipient 13, et par conséquent, diminue le temps pendant lequel la pompe 18 atteint son débit maximal. Le dispositif pour le transvasement de liquides fonctionne de la manière suivante. Le récipient 8 (figure 1) et, respectivement, les secteurs 10, 12 de la conduite 2 entre le récipient 8 et la pompe 1 (associée à un epurateui sont remplis de liquide. A l'amorçage de la pompe, le liquide est puisé du récipient 8 à travers la tubulure 7. A mesure que baisse le niveau da liquide dans le récipient 8, l'air se trouvant dans le secteur 20 (figure 1) de la conduite 2 arrive dans la partie supérieure du récipient par la tubulure 6. Un vide se crée dans le récipient 8 et dans la conduite 2 qui lui est reliée Sous l'action de ce vide, le-liquide commence à monter dans le secteur 20 de la conduite 2 du réservoir 3. Le niveau du liquide dans le récipient 8, continuant de baisser, le vide dans celui-ci ainsi que dans la conduite 2qzL estrIée atteint une valeur suffisante pour l'aspiration du liquide du réservoir 3 à travers la conduite 2 vers la pompe 1. Un courant continu (intégral) de liquide se forme alors dans la conduite 2, et la zone de fluide gazeux formée dans la partie supérieure du récipient 8, par suite du passage de l'air de la conduite 2 dans celle-ci, entre en contact avec le courant de liquide dans la conduite 2 à travers la tubulure 6. Du fait qu'un courant ininterrompu du liquide en cours de pompage se forme dans la conduite 2, la pompe fonctionne maintenant d'une manière stable (sans pulsations), avec un débit voisin de la valeur nominale. Lors du passage du liquide par l'endroit où l'autre extrémité du tube 9 est engagée dans le secteur horizontal 10, il se forme une dépression supplémentaire (par rapport aux autres secteurs de la conduite 2 et au récipient 8) à la suite de l'accélération locale de la vitesse d'écoulement du liquide. En conséquence, le fluide gazeux se trouvant dans la partie supérieure du récipient 8 et aspiré à travers le tube 9, dont une extrémité est raccordée au point le plus haut du récipient 8, arrive dans le secteur horizontal 10 de la conduite 2, d'où il est envoyé à travers la pompe 1 (avec épuration simultanée) dans la conduite 4 conduisant à l'appareil consommateur 5.Le remplissage de la zone de gaz dans la partie supérieure du récipient 8 par les gaz provenant du liquide en cours de pompage s'effectue à une vitesse relativement faible, par suite de la faible section de la tubulure 6, à travers laquelle s'effectue ce remplissage. Ainsi, la vitesse d'aspiration du fluide gazeux dépasse sensiblement la vitesse d'arrivée des gaz dans la partie supérieure du récipient 8 ce qui assure une évacuation rapide et totale du fluidè gazeux de la partie supérieure du récipient 8 et le remplissage de cet espace par le liquide en cours de pompage provenant de la conduite 2 et passant par la tubulure 6. Ensuite la pompe 1 atteint son débit nominal. Après cela, une certaine portion de liquide s'écoule continuellement par la tubulure 9 parallèlement à la conduite 2.Au cas où le dispositif est réalisé conformément à la conception représentée sur la figure 2, le principe de fonctionnement du dispositif est analogue aux cas décrits précédemment, sauf que l'aspiration initiale du liquide du récipient 13 se produit à travers l'orifice 15, que l'air passe de la conduite 2 dans le récipient 13 à travers la tubulre 14, et que l'autre extrémité du tube Il débouche dans le secteur ascendant 12 de la conduite 2, ce qui assure, comme dans le premier cas, le déplacement du fluide gazeux avec le courant de fluide à pomper par la conduite 2 vers la pompe 1. Pendant le transvasement du liquide par la pompe 18 (figure 3) à travers la conduite 17 dans le secteur 19 où est engagée l'autre extrémité du tube 16, il se forme une dépression supplémentaire plus élevée (en comparaison des variantes précédentes du dispositif) par suite de l'étrangle- ment local de la conduite 17 dans le secteur 19 et par suite de la vitesse plus élevée d'écoulement du liquide. Ceci augmente la vitesse d'aspiration du mélange gazeux du récipient 13, et par conséquent, diminue le temps pendant lequel la pompe 18 atteint son débit maximal. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. - Dispositif de transvasement de liquides, comportant une pompe dont l'entrée et la sortie sont mises en communication par des conduites avec un réservoir contenant le liquide à transvaser et avec un appareil consommateur respectivement et un récipient rempli de liquide d'amorçage de ladite pompe et dont les parties supérieure et inférieure sont reliées à la conduite reliant l'entrée de la pompe au réservoir, caractérisé en ce qu'il comporte un tube pour l'aspiration du fluide gazeux de l'enceinte du récipient, une extrémité dudit tube étant reliée au point le plus haut du récipient, tandis que son autre extrémité est engagée dans la partie de la conduite qui est située en aval (suivant le sens d'écoulement du liquide) du récipient, de sorte que le fluide gazeux passe de l'enceinte dudit récipient dans ladite conduite et est entraîné par le courant de liquide. 2. - Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ladite autre extrémité du tube est engagée dans la conduite reliant l'entrée de la pompe au réservoir. 3. - Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ladite autre extrémité du tube est engagee dans la conduite reliant la sortie de la pompe à l'appareil consommateur.