Brevet FR2482288A1 — publié le 19811113

L'invention se rapporte à un débimètre à vidange contr8- lée susceptible d'etre utilisé notamment pour la mesure de très faibles écoulements, ces écoulements pouvant être de toute nature et inclure des matières solides ou susceptibles de se déposer sous forme de sédiments dans des conduites. L'expérience montre que les compteurs volumétriques sont mal adaptés à la mesure de très faibles débits comme ce peut être le cas de suintements ou de ruissellements intermittents. De plus le fonctionnement des compteurs nécessite une mise en charge préalable qui perturbe la précision des mesures et leur fonctionnement peut être encore altéré par certaines eaux entraînant soit des matières susceptibles de se déposer dans les conduits en diminuant progressivement leur débit, soit des matières corrodant le compteur, soit encore des matières soli- des détériorant ou bouchant les canalisations. On sait mesurer les débits faibles et intermittents dans les cas usuels ne présentant pas de tels inconvénients. C'est ainsi que pour mesurer la pluviosité on remplit une certaine capacité dont on enregistre la hauteur du niveau d'eau en fonction du temps. Dès que le niveau d'eau atteint une hauteur déterminée un dispositif automatique entraRne l'évacuation de l'eau. Cependant les pluviomètres de ce genre sont des appareils qui en aucun cas ne pourraient recevoir des eaux entrai- nant des matières susceptibles de sédimenter ou contenant encore par exemple des liquides ou effluents industriels. De plus les mécanismes automatiques de ces appareils ne se pretent pas à des débits importants. L'objet de l'invention est un débimètre du type à vidange contrôlée utilisable aussi bien pour faibles débits- que pour des débits forts et intermittents de liquides quelconques, susceptibles de sédimenter ou non, et transportant éventuellement des éléments solides, l'appareil comportant au moins un moyen de contrôle du niveau du liquide s'accumulant dans un réservoir, ledit moyen assurant la vidange automatique du réservoir en vue de la reprise du remplissage caractérisé en ce que le moyen de contrôle du niveau du liquide est assuré par un flotteur dit de déverrouillage libérant lorsqu'il atteint un niveau prédéterminé un dispositif de vidange brusque ce dispositif étant sollicité par la poussée d'un flotteur de commande de force de poussée prédéterminée. Cette combinaison de moyens a pour principal avantage d'assurer à la fois le déverrouillage du mécanisme de vidange à l'instant précis où le niveau d'eau atteint une cote prédéterminée et une action de vidange aussi rapide qu'on le désire en raison de la force prédéterminée et indépendante-de la poussée du flotteur de déverrouillage dont on dispose pour la libération précise de ce mécanisme. I1 suffit donc de disposer d'une bonde d'évacuation aussi large qu'on le désire à la base du réservoir pour assurer une vidange d'autant plus rapide que le débit à mesurer est important. Une autre caractéristique de l'invention est un appareil du type-défini ci-dessus dont le fond est dépourvu d'angles morts afin d'éviter toute perturbation de la mesure des débits par accumulation éventuelle de dépôts au fond du réservoir. Ainsi, quelles que soient les eaux ou autres liquides plus ou moins chargés en matières solides, les débits peuvent être mesurés en permanence et avec précision quelle que soit la valeur de ces débits. Une autre caractéristique de l'invention est un appareil de ce type dont le dispositif de vidange maintenu verrouillé aussi longtemps que le flotteur de déverrouillage n'a pas atteint la cote prédéterminée comprend un flotteur cylindrique de grande capacité lié à un bras articulé et verrouillé par un mécanisme contrôlé par le flotteur de déverrouillage ledit bras actionnant, après libération, une tige verticale coulissante dont l'extrémité inférieure comprend un obturateur en caoutchouc dont la flottabilité est suffisante pour le maintenir à une distance suffisante au dessus d'une bonde de gran-de ouverture pour faciliter l'écoulement. Une autre caractéristique est un appareil de ce type dont le flotteur cylindrique maintient le bras articulé au dessus du mécanisme de verrouillage au début de la vidange puis la chute du bras articulé entraînant la restauration du verrouillage du bras articulé sous ledit mécanisme contrôlé par le flotteur de déverrouillage et la fermeture de la bonde lors de l'aspiration subie par l'obturateur lorsque le niveau d'eau du réservoir atteint une cote prédéterminée inférieure. Ainsi, au voisinage de la bonde, il se produit à ce niveau inférieur une évacuation intense entrainant en fin de vidange une application brusque de l'obturateur dans la bonde de sorte que 1 go3i définit ainsi un niveau d'obturation inférieur précis conu,e lFest le niveau supérieur du réservoir qui entraR- ne la libération brusque du mécanisme de vidange En outre la vitesse élevée d'écoulement de liquide provoque l'entrai- nement de toute matière déposée sur le fond du réservoir net toyanc ainsi systématiquement les bords de la bonde et maintenant par conséquent en parfait état de fonctionnement lVobtu- rateur de la bonde Il devient donc possible quel que soit le débit faible ou fort de conserver une grande précision des mesures de débits, aucune fuite ne pouvant se produire en dépit des matières solides amenées dans le réservoir Un tel débimètre a encore pour avantage de peràettre, dans le cas de très faibles débits et particulièrement dans le cas de liquides plus ou moins corrosifs, et ou, comportant des matières solides risquant d'attaquer des conduites ou de s'y déposer lorsqu'ils doivent être acheminés vers un lieu de traitement par des conduits à faible pente, d'assurer par effet de charge une évacuation qui n'aurait pu s'opérer sans accumulation préalable entre deux niveaux suffisamment distantsO D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description suivante faite en référence aux dessins annexés qui représentent à titre d'exemple non limi tartit un mode de réalisation d'un appareil de ce type Sur les dessins La figure 1 est la représentation vue de dessus de l'en- semble de l'appareil dont le couvercle a été retiré, La figure 2 est la vue schématique en coupe selon la ligne Il-Il figure 1 du mécanisme de libération du bras de commande de la vidange, La figure 3 est la vue schématique en coupe selon la ligne III-III figure 1 du mécanisme de commande de la vidange, Les figures 4a à 4e représentent de façon schématique les positions successives prises par les dispositifs de libération du mécanisme de commande de vidange et, Les figures 5a à Se les positions prises par le mécanisme de vidange. Dans l'exemple illustré figures 1 à 3, le réservoir étant de dimensions relativement réduites, les parois 1 sont en chlorure de polyvinyle Un cylindre 2 sert de guidage au flotteur cylindrique 3 servant à la commande de la vidange. Ce flotteur 3 est articulé au moyen de l'étrier 30 à une extrémité d'un bras 4 dont l'extrémité opposée est articulée sur l'axe de pivotement 7 monté sur la pièce de fixation 8. Le bras 4 comporte en 9, figure 2,un épaulement prenant appui sous le bec 10 du cavalier de verrouillage il articulé sur un axe 12 monté sur un support 5 solidaire du bras de levier 13 de la commande de libération du bras 4. Le support 5 est articulé sur l'axe 14 solidaire du montant 15 et l'extrémité du bras de levier 13 est actionnée par le flotteur 16. Celui- ci a pour rôle de faire basculer le cavalier li dont le bec 10 libère alors le bras 4 dès que le liquide déversé dans le réservoir atteint un niveau donné 17, l'extrémité du bec retenant le bras 4 étant à l'aplomb de l'axe 14 du levier 13. Lors de sa libération, le bras est soulevé par le flotteur 3 dont le volume est choisi pour provoquer sa brusque montée. Dans son mouvement il soulève, par l'intermédiaire de la pièce articulée 18, la pièce tubulaire 19 coulissant dans le guide 20. L'extrémité inférieure 6 de la pièce 19 sert de moyen de retenue de l'extrémité 31 de la tige coulissante 29 supportant l'obturateur 21. Celui-ci peut être un flotteur de caoutchouc de flottabilité suffisante pour se maintenir, en dépit du poids de la tige 29, à un niveau suffisamment élevé au dessus de la bonde 22. Celle-ci a une large ouverture pour assurer un écoulement rapide du liquide et dés matières solides-éventuel-les contenus et accumulés sur le fond 27 de l'appareil. Ainsi, si l'on se reporte aux figures 4a à 4e et 5a à 5e on voit figure 4a que tant que le liquide 23 n'a pas encore atteint le niveau supérieur 17, le bras 4 figure 5a est verrouillé au dessous du bec 10 du cavalier 11 en exerçant sur celui-ci une force plus ou moins importante fonction de la poussée du flotteur 3. Cependant la direction verticale de la force exercée sur le bec 10 coincidant avec la verticale passant par l'axe 14, le bras de levier 13 ne peut encore basculer. Lorsque l'eau, ou-tout autre liquide, atteint le niveau 17, le flotteur 16 figure 4b est soulevé et bascule le bras de levier 13 en faisant échapper le bras 4 hors du bec 10. Le bras 4 figure 5b soulève par la pièce 19 l'extrémité 31 de la tige 29. La flottabilité de l'obturateur 21 fait alors remonter cette tige dans la pièce tubulaire 19. Le bras 4 reste dans la position relative indiquée figure 4c pendant une partie de la vidange en raison de la grande flottabilité du flotteur 3. A mesure que le niveau d'eau s'abaisse, le flotteur 16 descend et le levier 13 bascule dans le sens com- me représenté figure 4c. Le levier 4 figure 5c bascule à son tour et fait pivoter le cavalier 11 en tombant sur le bec 10 figure 4d. Lorsque la baisse du niveau de l'eau entraine le passage des positions représentées figure 4d à celles de la figure 4e où l'eau atteint le seuil inférieur 25 figure 5d, l'obturateur de caoutchouc 21 suit le niveau de l'eau en étant brusquement aspiré par le débit important de la vidange. En même temps le bras 4 a achevé sa course de descente de sorte qu'il est passé complètement en dessous du bec 10, le contrepoids réglable 32 ayant entraîné la restauration de la position de verrouillage du cavalier il comme le montre la figure 4e. L'obturateur 21 ayant complètement fermé la bonde 26 le liquide s'accumule et le bras 4 figure 5e entraîné à nouveau par le flotteur 3, remonte sous le mécanisme de verrouillage commandé par le flotteur 16 pour reprendre ultérieurement l'état de la figure 4a. Cet état se maintient aussi longtemps que le niveau n'atteint pas complètement la hauteur prédéterminée 17 figure 5a. Afin d'éviter l'accumulation des matières solides sur le fond 27, on rend celui-ci horizontal au moyen des vis de réglages 28 ou de tout autre moyen équivalent. Le fond peut aussi présenter des surfaces ayant une certaine inclinaison convergeant vers la bonde 26. Une telle dispositiion existe notamment lorsque le réservoir se présente sous la forme d'wle cuve rectangulaire afin de supprimer les angles morts. Un contrepoids réglable 33 peut aussi être monté sur le bras de levier 13 afin d'équilibrer le dispositif de commande du déverrouillage. Afin d'obtenir un comptage automatique du nombre des vidanges on dispose selon un mode de réalisation préféré de l'invention d'un compteur pas à pas que l'on a figuré en 24 et dont le bras de commande 34 prend appui sur le bras 4. Bien qu'un tel compteur suffise lorsque les débits sont très lents on peut aussi avoir intéret à mesurer en plus le remplissage à tout moment. A cet effet on prévoit dans un angle de la cuve un tube 35 pour la mise en place d'une ligne d'air en vue de la connexion d'un enregistreur pneumatique ou tout autre capteur. On a représenté en 36 un tube pourvu d'un coude servant à l'alimentation qui peut être raccordé à tout dispositif de captage. On comprendra cependant que de nombreuses additions et substitutions pourraient être apportées aux divers dispositifs représentés sans sortir du cadre de l'invention et dont une des caractéristiques essentielles est l'éjection complète des produits alimentant la cuve quelque soit leur débit, l'éjection complète et rapide étant provoquée par un flotteur retenu verrouillé aussi longtemps qu'un flotteur de déverrouillage sensible n'est pas sollicité par un niveau d'eau maximum précis, la fin de la vidange étant déterminée par une obturation brusque et déclenchée pour un niveau d'eau minimum et précis par un flotteur auxiliaire. REVENDICATIONS 1 ) Débitmètre du type à vidange contrôlée utilisable aussi bien pour faibles débits - que pour des débits forts et intermittents de liquides quelconques, susceptibles de sédimenter ou non, et transportant éventuellement des éléments solides, l'appareil comportant au moins un moyen de contage du niveau du liquide s'accumulant dans un réservoir, ledit moyen assurant la vidange automatique du réservoir en vue de la reprise du remplissage caractérisé en ce que le moyen de contrôle du niveau d'eau est assuré par un flotteur (16) dit de déver- rouillage libérant lorsqu'il atteint un niveau (17) prédéterminé un dispositif de vidange brusque sollicité par la poussée d'un flotteur de commande (3) 20) Débimètre tel que revendiqué en 1 dont la flottabilité du flotteur de commande (3) de la vidange est supérieure à la flottabilité de flotteur de déverrouillage (16) 30) Débitmètre tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 et 2 dont le fond (27) du réservoir est à la fois dépourvus d'angles morts et porteur en son centre d'une bonde (22) assurant un débit rapide 4 ) Débimètre tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 3 dont le dispositif de commande (4) de la vidange restaure le dispositif de verrouillage (11) au cours de l'opération de vidange. 50) Débitmètre tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 4 dont la restauration du mécanisme de verrouillage (11) s'accompagne de la fermeture de la bonde (22). 60) Débimètre tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 5 dont le flotteur de commande (3) du dispositif de vidange actionne un bras (4) verrouilléXpar un cavalier (11) articulé sur un levier (13) lié au flotteur de déverrouillage (16) 7') Débimètre tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 6 dont le dispositif de vidange comman- dé par le flotteur (3) soulève une tige coulissante (29) portant à son extrémité inférieure l'obturateur (21) de la bonde (22), l'obturateur ayant une flottabilité suffisante pour se maintenir avec sa tige (29) à un niveau assurant le libre écoulement du liquide après descente du niveau en dessous de celui nécessaire à la flottaison du flotteur de commande (3). 80) Débitmètre tel que revendiqué en 7 dont le bras (4) du flotteur (3) du dispositif de commande abaisse la tige coulissante porteuse de l'obturateur (21) formant flotteur auxiliaire pour le déplacer au dessous du niveau nécessaire à la flottaison du flotteur de commande (3) ledit flotteur auxiliaire (21) entrainant la fermeture brusque de la bonde sous l'effet du débit rapide dès que le niveau d'eau-atteint une valeur minimum prédéterminée. 90) Débimètre tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 8 dont le bras de commande (4) du dispositif de la vidange est verrouillé par un cavalier (11) articulé sur un support (5) du bras de levier (13) porteur du flotteur de déverrouillage 16, l'articulation dudit bras de levier (13) étant à l'aplomb de la partie du bras (4) de commande de la vidange coopérant avec ledit cavalier (11). 100) Débimètre tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 9 comportant en outre des moyens de réglages assurant l'horizontalité, un tube vertical (35) pour la mise en place d'un moyen capteur de niveau, un raccord (36) d'alimentation et un compteur pas à pas (24) dont le bras de commande (34) coopère-avec le bras (4) du levier de commande de la vidange.