Brevet FR2466868A1 — publié le 19810410

eaqulw eunsp asnemx@; ap uo0.TsIod ue edudnos eu uTeuogp TSUTe %u*euelU'l:U ua Bep T,;p TnMpUOO el Suep Iueugi uoT0ssad et Bp jTIBte Buld el!.urçeu!e enbsrrq Tque aun#p adednos ap eB2o ml Bp JznaTjqUl:z t e% nom anbTIisoip&q uoTssead ut ndmowaxuT %sa eattao ut s1a!Toj ageessud ael sutep neaul ap 5 Iuaealnoaog9T et G O o nb 9"uop auei% *sajn!qmzaaO ep uOTI.Tod eS ViOA arIudnos aB.G4o 4uegonada 'nuBA T op UoT!TnTZ aunep J; ;eblt onos adudnos!e op 8szoo nu sBa oao4 so^np9a 9oOJ; set enb oo,t1lnn 9e ano eBJneowap seddnos uq *alq;j %se edid -nos ep Seuo ut op im'n9BTmuX 4 %'eu29? uoTsszd et ''.TLnpea Oç B1.T0oxp T1oToB9 ap 3 Bws8d ny! nocT3oexd op xna.Z0oppa!IZ e;atl B, el. -Tns jed. 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Outre la sécurité de fonctionnement élevée ainsi obtenue pour la soupape, le dispositif conforme à ltinvention apporte e- core un autre avantage consistant en ce que la durée nécessaire au remplissage d'une batterie est notablement raccourcie par rapport aux dispositifs connus du maue typee On a constaté qu'il était avantageux de choisir la sec- tion droite du passage réduisant la pression de telle manière qu'elle soit égale à un dixitme ou à une fraction encore infé- rieure de la section droite du conduit dtamenée introduisant l'eau convenablement préparée à l'intérieur du dispositif. Pour empocher la formation d'effets nuisibles dés à l'irruption de l'eau dans la cage de la soupape sous l'effet de la vitesse d'écoulement élevée à la sortie du passage étroit, on peut ne pas faire déboucher le passage étroit directement dans la cage de soupape; il est prévu dans ce cas une châbre préliminaire disposée en avant de la cage de la soupape et re- liée à cette dernière par une ou plusieurs ouvertures, le pas- sage étroit débouchant alors dans cette chambre préliminaire. D'autres détails concourant à la mise en oeuvre de l'in- vention et d'autres avantages du dispositif conforme à ltin- vention apparaîtront à la lecture de la description suivaute de plusieurs formes d'exécution représentées aux dessins ci- Joints sur lesquels: La figure 1 La figure 2 La figure 3 La figure 4 La figure 5 La figure 6 est une coupe vertiode, d'un dispositif d'alimenta- tion conforme à l'invention, cette coupe étant effectuée suivant la ligne I-I de la fig. 4. est une coupe verticale du dispositif représenté en fig. 1, suivant la ligne II-II de la fig. 5. est une coupe horizontale du mime dispositif sui- vant la ligne en traits mixtes III-III de la fig. 1. est une coupe horizontale du aime dispositif sui- vant la ligne en traits mixtes IV-IV de la fig. 1. est encore une coupe horizontale du mare dispositif suivant la ligne en traits mixtes V-V de la fig. 1. est une coupe verticale d'une autre forme dtexécu- tion du dispositif conforme à l'invention. La figure 7 est une coupe horizontale du dispositif de la fig. 6 suivant la ligne en traits mixtes VII-VII de la fig0 6. La figure 8 représente le raccordement d'un dispositif confor- me à l'invention à une installation fournissant l'eau convenablement préparée à la batterie. Les figures 9 et 10 représentent deux modes possibles d'ali- mentation en eau convenablement préparée, des cellules d'une batteriedtaccumulateure Le dispositif d'alimentation en eau préparée à l'avance en I1 d2une cellule de batterie, tel qu'il est repr6sent47n fig. 1 comprend un bottierIl monté de telle manière dans le couver- cle de la cellule que son prolongement vers le bas 111 plonge dans le liquide contenu dans la cellule. La forme donnée à la section droite de ce prolongemnt est indifférente; dans le cas de l'exemple représenté, cette section droite est rectan- gulairc, Au-dessus de ce prolongement inférieur se dresse une tubulure 113 pénOtrait à l'intérieur du bottier o elle déli- mite tle chambre annulaire 112 dent le r8le de siphon sera expliqué ci-après. Le bottier 11 est fermé à sa partie supérieure par un couvercle 12 dont la jupe cylindrique 121 pénètre assez pro- tnd&ment dans le bottier 11. A co'e couvercle 12 est fixée par des moyens non représentés une pièce rapportée 14 solidaire de la tnbulure de raccorde@ent 141 (fig. 2) stouvrnt dans le conduit d'amenée 141' (fig. 8). Cette tubulure de raccórdeuent 141 pr6sente un alésage 143 sE terainant par un tronc de c8ne débouchaet directcment et saus transition dans une lumière 142 de très pe1te section droite, formant un passage réducteur de pression Cette lumière 142 s'ouvre elle-même dans une gorge annulaire 154 formée dans la paroi extérieure de la cage de sourde 15 encastrée dans la pièce 14, Cette gorge annulaire constitue ainsi une chambre préliminaire à l'admission de l'eau dans la chambre 17 à l'intérieur de la cage de soupape 15, en assurant un écoulement régulier de l'eau vers cette chambre de soupape 17. La pièce rapportée 14 présente intérieurement une cham- bre cylindrique s touvrant vers le haut et dans laquelle est introduite par le haut la cage de soupape 15 qui en épouse la forme, Entre le bord supérieur de la pièce rapportée 14 et la bride extérieure de la cage 15 est intercalée une garniture torique 144 assurant l'étanchéité. La gorge annulaire-154 ménagée dans la paroi cylindrique extérieure de la cage 15 est reliée à la chambre de soupape 17 par les ouvertures 155 traversant la cage. La partie-supérieure ou couvercle de la cage 15 est traversée par une ouverture 153. De plus, cette cage 15 porte encore les bras supports 151 (fig. 3) délimitant i0 un trou 152 destiné à guider la tige supérieure du corps de soupape 18, Le fond de la chambre de soupape 17 est ccnstitué par un dîque élastique 145 qui est maintenu solidement en place par le bord inférieur de la cage 15 au contact du fond de la pièce rapportée 14. Le corps de soupape 16 est guidé d'une part par le trou 152 des bras 151 et d'autre pat par le trou 146 perce dans la pièce rapportée 14. Ce corps de soupape porte sa bague d'étzn- chéité 161 au-dessus de son collet 163. Cette bague dtétanchéi- té, en un produit élastique tel qu'un élastomre, vient s'ap- pliquer, lorsque la soupape est fermée comme repr6éetgeau contact de la surface supéricure 153 de la cage, formant siège de soupape. L'extrémité inférieure du corps de soupape 16 est soli- dariséeavec une cloche 13 stouvrant vers le bas et dont le- bord plonge dans le siphon 112 constamment rempli d'eau Jus- qu'au niveau S, ce siphon s'étendant entre la paroi intérieure du bottier 11 et la tubulure 113 portée par ce bottier 11, a pour objet d'empêcher les gaz dégagés dans la cellule pendant le processus de charge de pénétrer dans la partie supérieure du dispositif I contenant la commande de la soupape. Le fonctionnement du dispositif que l'on vient de décrire est le suivant ': au début du processus dtalimentation, la sou- pape 16 est ouverte; la bague dtétanchéité 161, représentée au dessin dans la position prise au moment de la frmeture est alors descendue avec la soupape de telle sorte que la cloche 13 repose par son bord inférieur sur le fond du siphon, tandis que le collet 162 atteint le fond 145 de la chambre de soupape 17. Si l'on introduit alors par la tubulure 141 et l'alésage tronconique 143 l'eau traitée et admise sous une pression élevée de 3 bars par exemple, cette eau s'écoule sous une pres- sion désormais notablement réduite en traversant la lumière ou passage étroit 142 pour pénétrer dans la gorge annulaire 154 et delà par les ouvertures 155 dans la chambre de soupape 17 déjà pleine d'eau. De4à, l'eau traverse l'ouverture 153 ménagée dans la cage de soupape et parvient dans l'espace libre s'étendant Bous le couvercle 12 d'o elle stécoule vers le siphon 112 en passant l'intervalle annulaire 18 délimité par la paroi laté- rale 121 dirigée vers le bas du couvercle 12 et la paroi exti- rieure de la pièce rapportée 14 et en longeant la paroi exté- rieure de la cloche 13, Ce siphon 112 déborde alors de telle sorte quo leau s'écoule par la tubulure centrale 113 vers la cellule de la batterie. Le niveau de l'Clectrolyte 2 monte dans la cellule Jusqu'tà ce qu'il atteigne le bord inf6r!eir du prolongement 111 du bottier 11. A mesure que le niveau monte dans la cellule, il se produit une différence de niveau D entre le niveau du liquide P à lextérleur de ce prolongement 111 et celua Q à l'intérieur de ce der'r.. Cette différence de niveau augaonte constamment au cours de l'amenée coantinue deau et produit une surpression ccrrespondant à cette différence de niveau D à l'intérieur du prolongement 111, de la tubulure 113 et de la cloche 13. Cette surpressioD repousse vers le haut la cloche 13 qui entralue avec elle le corps de soupape 16 et cela Juoqu'à ce que la garniture d'étanchéité 161 soit revenue sur le siège de soupape 153' en interrogoant ainsi tout écoulement ultérieur de l'eau traitée. AusitGt que la soupape a arrOté en 153-161 leacflux de l'eau par la lumière étroite 142, la pression hydrostatique agissat par ltiltermDdiaire de cette lumière 142, de la gorge annulaire 154 et des ouvertures 155 monte brusquement dans la chambre 17 de la soupape pour atteindre la pleine valeur de la pression r6gEuant dans le conduit d'amenée 141*. La pression élevée régnant désormais dans la chambre de la soupape repousse d'uïe part si fortement la garniture de soupape 161 au contact du siège de soupape 153* que cette garniture se bombe légèrement vers le haut tandis que dVautre part le disque élastique 145 bruant le fond de la chambre de soupape 17 se bombe suffisamment vers le bas pour que le bord de l'ouverture centrale ménagée dans le disque 145 pour laisser passer le corps de soupape 16 vienne s'appliquer au contact du collet correspondant 162 du corps de soupape, ce qui empêche tout cheminement de l'eau soumise à une forte pression le long du guidage en 146 du corps de soupape 16 à travers le fond de la pièce rapportée 14 et ainsi une chute de pression dans la chambre de soupape 17. Aussit8t que l'on a obtenu dans toutes les cellules de la batterie le niveau d'eau désiré on peut débrancher l'ins- tallation servant à la préparation de l'eau, ou bien le réser- voir contenant l'eau traitée, du conduit d'amenée 141t de l'eau dans la batterie, ce que l'on peut faire, par exemple, en ouvrant l'accouplement 9 (Fig. 8). La surpression régnant dans le conduit dtanmer.ée 141t s'abaisse alors jusqu'à la pres- sion atmosphérique et il en est de mnme de la pression dans les chambres associées à ce conduit 141f ctest-à-dire en 143-142- 154-155- et plus particulièrement dans la chambre de soupape 17. La soupape n'est donc plus maintenue fermée en 153-161 que par la surpression produite à l'intérieur de la cloche 13 par la différence de niveau D et la soupape s'ouvre aussit t que l'abaissement du niveau d'eau dans la cellule considérée réduit cette surpression à unc valeur déterminée b l'avance. On peut remplacer la lumière 142 par un passage de section droite réduite, tel qutune fente ou un conduit à sec- tion droite polygonale à condition que la section droite soit suffisamment petite et ne dépasse donc pas un dixième de la section droite de l'alésage 143. La forme d'exécution du dispositif conforme à l'inren- tion qui vient d'être décrite est destinée e.ux installations ou les différentes cellules Z de la batterie sont disposées comme représenté en fig. 9 en lignes parallèle alimentées par les conduits 32. Bien entendu, on pourrait alimenter ces con- duits 32 disposés en parallèle à partir d'un conduit commun 31 provenant de l'installation de préparation dc l'eau ou bien d'un réservoir d'eau traitée. D'autre part, il est cependant avar;tageux de disposer les cellules de la batterie en série comme cela est représenté aux figse 6 et 7 correspondant à une telle disposition. Les figs. 6 et 7 représentent un dispositif 2 qui non seulement permet la mise en série de tels dispositifs mais qui, contrairement au dispositif précédemment décrit 1, présente à sa partie supérieure une cloche 23 soumise à la pression déterminée par la différence de niveau D (fig. 1), cette clo- che est ainsi disposée au-dessus de la soupape représentée s position ouverte et se fermant en 253-261o Ce d*positif 2 comprend une pièce centrale 24 dans laquelle est ménagé un canal annulaire 254 reliant les deux tubulures de raccordement 241 et 241t0 Ce canal annulaire est fermé à sa partie supérieure par la partie inférieurefermant la cage 25 de la soupape; cette partie inférieure est percée par une lumière étroite 242 assurant la réduction de pression désirée. Cette lumière débouche dans la chambre 256 délimitée d'une part par la paroi extérieure latérale de la cage de soupape 25 elle-même et de l'autre par la paroi intérieure du prolongement cylindrique dirigé vers le haut 248 de la pièce centrale 24. Cette chambre 256 comrenique, d'autre part par l'ouverture 246 avec la chambre de soupape 27 et forme ainsi une chambre préliminaire disposc en amont de cette cham- bre de soupape 27 et assuraent sans aucun obstacle l'entrée de l'eau dans la chambre de soupape 27. Le corps de soupape 26 est guidé par ses deux collets 262 et 262t dans l'alésage correspondant de la pièce centrale 24, Ce coxrps de soupape porte sur un treoisime collet une garniture d'étanchéité 261 en forme de disque annulaire en un produit élastique tel que le caoutchouc ou un autre élastomère; cette garniture est solidariséeavec la coche 23 par l'inter- médiaire d'un prolongement 254 du corps de soupape,-dirigé vers le Laute Ltintérieur de la dche 23 communique avec la gorge annulaire 244 s'ouvrant vers le haut et s eàtendaet entre la paroi d'une saillie 248 et la paroi cylindrique 249 formées concentriquement sur la pièce centrale 24 et cette gorge an- nulaire 244 coaunique elle-zme, par deux ouvertures 247 traversant verticalement la pièce centrale 24, avec l'intérieur du cylindre creux 21 flet au=dessous de la pièce centrale 24 et plongeant dans l'électrolyte remplissant la cellule de la batterie. Le bord inférieur de la cloche 23 plonge dans le siphon 212 formé entre la paroi extérieure de la pièce cen- tale, constituant en mOme temps la paroi latérale extérieure de l'ensemble du dispositif 2, et la paroi cylindrique 249 du corps central 24, ce siphon étant toujours rempli d'eau Jusqu'au niveau S. La partie supérieure du dispositif 2 est fermée par un couvercle 2 qui peut, si l'on désire permettre une indication relative à la fermeture de la soupape, comporter, par exemple, une ouverture centrale 225 -; on pourrait apercevoir dans cette ouverture une saillie 251 prévue au-dessus de la coche 23, dès que cette saille serait soulevée par la surpression due à]a différence de niveau D; cette surpression doit être alors suffisante pour que la garniture détanchéité 261-vienne st'ap- pliquer au contact du siège de soupape constitué par la surfa- ce 253' fermant ainsi l'ouverture de soupape 253. La liaison subsistant avec l'atmosphère par l'ouverture 225 demeure sans effet sur le fonctionnement, étant donné que l'intérieur de la cloche 23 est séparé par le siphon 212 de l'espace recouvert par le couvercle 22 et présentant cette ouverture 225. Il est encore possible cependant dtutiliser à la place des moyens de surveillance constitués par cette dernière ouverture, un matériau transparent pour former le couvercle 22. Si l'on désire ne pas prévoir d'ouverture dtaération spéciale pour la cellule dtaccumulateur comme cela est néces- saire dans le cas du dispositif 1 représenté aux figs. 1 à 5, on peut établir une communication avec l'atmosphère à partir de la chambre annulaire 28 (fig. 6) qui sépare laparoi exté- rieurcdu prolongement 245 dirigé vers le bEs de la pièce ce.- tre 24 et la paroi intérieurgdu cylindre creux 21; cette communication pourrait Otrc assuripar une lumière 281 mnnagée dans cette dernière paroi et s'ouvrant dans la cellule de l'accumulateur au-dessus du niveau maximum à prévoir pour le niveau de l'eau dans la cellule, et par une autre lumière 282 ménagée dans la paroi.extérieure de la chambre 28 et débouchant en dehors de la cellule. Le fonctionnement du dispositif représenté en figs. 6 et 7 est le suivant: l'eau préalablement préparée pénètre sous une pression élevée dans la tubulure 241 pour parvenir par l'alésage 243 ménagé dans cette dernière dans le canal an- nulaire 254 d'o l'eau s'écoule par la tubulure opposée 241' vers un autre dispositif analogue et ainsi de suite Jusqu'à la dernière cellule de la batterie dont la tubulure de sortie 241t est obturée. Le mouvement de reflux oblige l'eau à s'écou- ler dans les différentes lumières ou passages étroits 242 o se produit la réduction dépression nécessaire et au-delà des- quels l'eau pénètre par la chambre 256 et l'ouverture 246 dans la chambre de soupape 27. De là l'eau parvient par l'ou- verture de soupape 253 dans le siphon 212 et dans la gorge annulaire 244 dto elle pénètre par les ouvertures 247 dans la cellule d'accumulateur. L'ascension différentielle du ni- veau liquide à l'extérieur et à l'intérieur du cylindre creux 21 détermine une surpression due à la différence D définie pr6dcédeEent et cette dépression transmise par les ouvertures 247 provoque un soulèvemont de la cloche 21 et cela jusqu'à ce que la garniture dtétmch6ité 261 ait feraé l'ouverture de soupape 253 et interrompu ainsi toute introduction ulté- rieure d'eau. Aussit8t que l'écoulement d'eau cesse dans le passage réducteur de pression, la pression s'élève brusquement dans la chor!re de soupape 27 u squ tteindre la valeur de la presioon r6gaut dans le conduit d'ameneo La suite du processus correspond toelle d6j décrite ci-desSus en se rúferent au dispositif 1 dos figse. 1 à 5. Une mise en série, du type représenté schématiquement, en fig 10 o ltensemble de l'installation est désigné par 4 et le conduit d'amende commun par 41, comporte plusieurs con- duits dérivés 42 branches en parall.le sur le conduit pria- cipal 41 et alimentant chacun plusscs cellules d'accumulateurs Z disposes en série par l'intermédiaire des dispositifs dtalimwntation 2. La fig. 8 représente à titre d'exemple l'application d'un des dispositifs décrits au raccordoment d'une batterie d'accumulateurs B à une installation préparant l'eau pour cette dernière. Cette installation comprend dans le cas re- présenté un échangeur d'ions 5 relié par un robinet d'arrêt 6 et un régulateur de pression 7 à un conduit d'amenée d'eau non traitée. Le régulateur de pression ît tel qu'il assure toujours dans le dispositif d'alimentation tel que celui représenté en 1 en fig. 1 une pression à la valeur désirée, telle que 3 bars. L'eau préparée provenant de l'échangeur d'ions 5 passe, par un filtre suffisamment fin 8 et par ltaccouplement 9 dans le conduit d'amenée 141# de la batterie Àa Tuzop ao ep quaosffap op q% e,%uow ap sguemeAnou sea zeuzedmoool zToAnod Sp uTU.mne -_q np SJneTpdns eo; eu rns 9sodsTp aze eaqTum 1no% ep Top uoqT4u ao) uoqdTs un %uvsTT un ue eddnos el uepuemuoo TqmaualT %ueualuoo 1u'sTOUe;T SuuBp,mo. eununooep oTnT oZ -Too uT op "-eueAoId zu2 op no sanadeA ap uoT.uzc.u9d et Jaqo -dwuap,'no ZZp oinu sues eTqTsod eajooue gso T 'uso eo suea TooTAtI 1 eamouoo jT!lsod9Tp ne aToossu uo&T enb jneq,4ol unp uoy4esuTTT1. %njT q aîeexe xed 'eweqqod ao aipnos -, inod g.TTqTegod osauanBp Q sinooea ToAup eTqTsuod E.9 51 T 'nuOATU op oouaop;T;p tl q onp uosugead op aouaJ;Tp uTl 1uesTTn aqooTo ut op naTT ny *jnoluTnrnoouwp selnTTeo set stiep epTnbTT noATu np asT-2oaz e. mnoE no adednos uel op eoea -Tp eap'eT:;o i,nod n&0Ad omaqs np aearuem aeunonulp puoedp au %. oeuouasqede uoTnogxep sgexo; xne sed eauTT es eu O. uoTI.ueAuTgT op edToUTad Tl onb jonbitmer $Tuu.nu; TJ *À o ds0om!aT Bq eaTu.ap ao sdawe oauu ua joTTa je %0; T np -uoo np 'oaSTJu. nnsop JTOAaegJ un no uoT'eEmd9aJd ep uoTut - TensuTT iaqoue.qpp Sp u'e%4eUIzed e eTqwuesue& q zood.aoouy SoToA eTOiJ. 'q euTqoz un sBuW 'aTano Ined uoaT enb 6 queu -aTdnoooe un snTd uou 'eSsTTTn ined uo 'sexT suoT!euTe!su'rTp seo al umGa 0 *STZ BT ep i7 TnTeo UerATns ITo; 6 *T el ap em9qos aT tUeATns TOs aouemesp %Tnpuoo eo sepTTea ae. lueA -nad oTaqe4q el op soTnTToo soeusZuej;Tp sel *g -- neleTnuwnooe&p 89899"Z 0t REVENDICATIONS 1. Dispositif d'talimentation en eau convenablement pré- parée vers les différentes cellules d'une batterie d'accumu- lateur, o la soupape dtarrOt commandant l'afflux de l'eau est fermée en fonction du niveau liquide dans la cellule de la batterie et est maintenue fermée par la pression régnant dans le conduit d'amenée, ce dispositif d'alimentation étant carac- térisé par le fait que le conduit d'amenée qui se trouve sous une pression liquide élevée est complètement isolé de l'at- mosphère et est relié par une lumière étroite réduisant cette pression de l'eau qui la parcourt, ou tout autre passage équivalent de faible section droites à la ohambre contenant la soupape d'arrêt tandis que oette soupape d'arrôt est main- tenue fermée lorsque l'alimentation en eau est terminée par la pression régnant dans le conduit d'amenée qui lui est alors appliquée intégralement. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la section droite du passage réducteur de pression est égale tout au plus à un dixième de la section droite de l'alésage du conduit dtemn6e ou du canal annulaire qui peut précéder ce passage réducteur. 3. Dispositif suivant la iendication 1, caractérisé par le fait que le passage réducteur de pression débouche dans une chambre disposée en amont de la chambre de soupape, 4. Diapositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le fond de la ohambre de soupape est constitué par un disque en ueo matière élastique, présentant uie ouver- ture traversée par le corps de la soupape, les propriétés et les dimensions de ce disque étant choisies de 1lle manière qu'après fermeture de la soupape, le bord de cette ouverture du disque vienne s'appliquer d'une manière étanche au contact du corps de soupape ou deun collet formé sur ce dernier, sous l'effet du la surpression régnant dans la chambre de soupape. 5. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la chambre contenant le système commandant le corps de soupape est séparé de l'intérieur de la cellule d'accumulateur ou de l'atmosphère par un siphon.