Brevet FR2565373A1 — publié le 19851206

La présente invention a pour objet un régulateur de niveau adapté à maintenir constant le niveau d'un fluide dans un réservoir alimentant périodiquement une cuve qui le surmonte et qui est vidée après chaque alimentation. Un tel régulateur peut être appliqué, par exemple, à maintenir constant le niveau d'huile chaude contenue dans un réservoir tampon alimentant périodiquement la cuve de friture d'une friteuse industrielle conforme à celle qui est décrite dans la demande de brevet francaise nO 2 501 491 du Demandeur. Pour la compréhension de l'invention, on se réfèrera au fonctionnement de cette friteuse industrielle, étant toutefois bien entendu que le régulateur de niveau peut être utilisé dans d'autres applications. Il est prévu, dans cette friteuse industrielle, que la cuve de friture, qui est vide hors service, est alimentée en huile chaude à partir d'un réservoir tampon, à chaque fois qu'un utilisateur commande une portion de frites. L'huile chaude est déplacée depuis le réservoir tampon vers la cuve de friture par un piston. Lorsque la cuisson est terminée, l'huile contenue dans la cuve de friture est évacuée de cette dernière par un conduit de telle sorte qu'elle ne se mélange pas avec l'huile chaude contenue dans le réservoir tampon. Il importe de maintenir dans le réservoir tampon un niveau constant d'huile chaude entre chaque période d'alimentation de la cuve de friture. Pour ce faire, il n'est pas possible d'utiliser un simple système de régulation en forme de bouteille renversée qui renfermerait un complément d'huile et dont l'extrémité libre du col affleurerait le niveau voulu pour l'huile dans le réservoir tampon car ce niveau n'est pas stable : lorsque la friteuse est mise hors service, la température de l'huile dans le réservoir tampon tombe et le niveau s'abaisse. Avec un régulateur de niveau en forme de bouteille inversée, le niveau d'huile froide serait ramené au niveau voulu pour l'huile chaude et, lorsque la machine serait remise en service, le niveau d'huile chaude serait supérieur à ce qu'il doit entre. On pourrait résoudre le problème en prévoyant une électro-vanne. Cependant, tout système électrique ou mécanique présente des risques de défaillance et la présente invention se propose d'apporter un régulateur de structure extrêmement simple ne mettant en jeu que des lois de la physique. Ainsi, le régulateur selon l'invention comprend une chambre surmontant le réservoir et communiquant avec ce dernier au moyen, d'une part, d'un tube de prise d'air qui plonge dans le réservoir jusqu'au niveau qui doit être maintenu constant et, d'autre part, d'un tube en U inversé à branches inégales dont la branche courte débouche librement dans la chambre, dont la branche longue débouche dans le réservoir et dont la partie courbe est à un niveau inférieur au niveau de remplissage périodique de la cuve, ladite chambre étant surmontée par une réserve de fluide en forme de bouteille inversée dont le col plonge dans la chambre. Grâce à cette disposition, lorsque le fluide qui, dans l'exemple d'application choisi, est de l'huile, est refoulé depuis le réservoir vers la cuve, son niveau s'élève au-dessus de la partie courbe du tube en U inversé de sorte que le fluide emplit la chambre jusqu a un niveau supérieur à cette partie courbe. Lorsque le fluide est évacué de la cuve, la chambre du régulateur se vide partiellement, le niveau de fluide restant dans la chambre étant commandé par le niveau de l'extrémité libre du col de la réserve de fluide. Si le niveau de l'huile dans le réservoir tampon affleure l'extrémité libre du tube de prise d'air, il ne se passe rien car, faute de pénétration d'air dans la chambre du régulateur, le fluide contenu dans le tube en U inversé ne peut s'écouler : ce tube reste empli de fluide et le siphon qu?il constitue est amorcé. Par contre, si le niveau de l'huile dans le réservoir tampon s'abaisse au-dessous de l'extrémité libre du tube de prise d'air, par suite de la consommation de l'huile, de l'air entre dans le tube de prise d'air. Pour le rétablissement de la pression dans la chambre du régulateur, il se produit un effet de siphon déversant une quantité de fluide depuis le régulateur vers le réservoir. Le niveau du fluide baissant dans la chambre du régulateur, de l'air pénètre dans l'extrémité libre du col de la réserve de fluide et l'huile de réserve s'écoule dans la chambre du régulateur. L'écoulement de l'huile depuis la chambre du régulateur vers le réservoir s'interrompt lorsque le niveau de l'huile dans la chambre atteint le niveau auquel débouche la branche courte du tube en U inversé et l'écoulement du fluide contenu dans la réserve vers la chambre du régulateur cesse lorsque le niveau de l'huile dans la chambre atteint de nouveau l'extrémité libre du col de la réserve de fluide. Pour éviter qu'un courant continu s'établisse entre la réserve de fluide et le siphon que constitue le tube en U inversé, il est avantageux que la zone de pénétration du col de la réserve de fluide dans la chambre du régulateur soit isolée de la zone occupée par le tube en U inversé par une paroi perforée restreignant le débit de fluide d'une zone à 1 'autre. La chambre du régulateur est, de préférence, pourvue, dans, ou au voisinage de, sa partie supérieure, d'un évent surmonté d'une tube capillaire pour permettre l'échappement de l'air hors de la chambre lorsque le niveau d'huile y monte. A chaque remplissage, de l'huile pénètre dans le tube capillaire et à chaque vidage, des gouttes d'huile y demeurent retenues par capillarité, empêchant toute entrée d'air par le tube capillaire vers la chambre. Pour éviter que l'huile refoulée dans le tube capillaire n'aille se répandre hors du régulateur, l'extrémité du tube capillaire, opposée à l'évent, débouche dans la cuve. De la sorte, il n'est pas besoin de prévoir un collecteur spécial. L'invention est décrite ci-après en référence aux dessin annexé dans lequel - les figures 1 à 3 représentent le régulateur selon l'invention dans trois phases d'opération, et - la figure 4 représente l'application du régulateur à la friteuse industrielle décrite dans la demande de brevet française nO 2 501 491 précitée. Si l'on se reporte tout d'abord à la figure 4, on voit une cuve de friture 1 présentant une ouverture latérale 2 fermée hermétiquement par une porte pivotante 3. Un panier 4, adapté à recevoir les frites devant être plongées dans l'huile de friture, est rendu solidaire de la porte 3 de sorte qu'il pivote avec cette dernière. La cuve de friture 1 surmonte un réservoir tampon d'huile chaude 5 susceptible d'être refoulée vers la cuve 1, selon les flèches à tête blanche, sous l'effet d'une pression exercée par un piston non représenté. Cette alimentation de la cuve 1 se fait à chaque fois qu'un utilisateur commande une portion de frites. Lorsque la cuisson est terminée l'huile contenue dans la cuve de friture est évacuée par un conduit 6 selon la flèche à tête noire. Pour plus de détails quant au fonctionnement et à la structure de la friteuse industrielle, on peut se reporter à la demande de brevet nO 2 501 491 précitée. Pour le bon fonctionnement de la friteuse, il importe que le niveau h de l'huile de friture chaude dans le réservoir 5 demeure constant. Pour ce faire, selon la présente invention, il est prévu un régulateur de niveau désigné dans son ensemble -par la référence 7 à la figure 4. Le régulateur de niveau est constitué d'une chambre 8 et d'une réserve d'huile 9, qui ont été représentées accolées à la figure 4 et séparées aux figures 1 à 3. Si l'on se réfère maintenant à ces figures 1 à 3, où le régulateur est représenté à plus grande échelle, et où la cuve 1 n'est schématisée que par la colonne 1', on voit que la chambre 8 renferme un tube de prise d'air 10 et un tube en U inversé 11 à branches inégales faisant office de siphon. Le tube 10 débouche dans le réservoir 5 au niveau h qui est le niveau voulu pour l'huile chaude dans ce réservoir. La branche courte du tube en U inversé débouche dans la chambre du régulateur au niveau h1 qui est le niveau de remplissage minimum de la chambre 8, et le col 12 de la réserve 9 en forme de bouteille inversée débouche dans la chambre 8 au niveau h2 qui est le niveau au-dessous duquel la réserve 9 assure la complémentarisation. La zone de pénétration du col 12 dans la chambre 8 est séparée de la zone occupée par le tube en U inversé 11 par une paroi 13 présentant une ouverture 14 restreignant le passage de l'huile depuis la réserve 9 vers le siphon que constitue le tube 11. La figure 1 montre la situation lorsque la colonne 1', symbolisant la cuve de friture 1, est emplie d'huile. Dans ce cas, l'huile emplit la chambre 8 et son niveau est donc supérieur au niveau de la partie courbe du tube en U inversé 11. L'élévation de l'huile dans la chambre 8 serait limitée par le volume d'air emprisonné et comprimé entre l'huile et la paroi supérieure de la chambre 8, s'il n'était prévu des moyens permettant l'évacuation de cet air. Ces moyens peuvent être constitués par un évent 15 muni d'une soupape ou, mieux, d'un tube capillaire 16 allant de la paroi supérieure de la chambre 8 à la colonne 1'. Lorsque la colonne 1 est emplie d'huile, le tube capillaire 16 l'est également. Lorsque la colonne 1' est vidée (figure 2), le niveau de l'huile s'abaisse dans le réservoir 5 et le tube capillaire 16 se vide, des gouttes d'huile y demeurant toutefois retenues par capillarité et l'obturant, de sorte que l'air de la colonne 1' ne peut pénétrer dans la chambre 8 en empruntant le tube capillaire 16. Si le niveau de l'huile dans le réservoir n'est pas inférieur au niveau h, l'huile du réservoir 5 bouche l'extrémité libre du tube de prise d'air 10, ce qui empêche toute pénétration d'air dans la chambre 8. il s'ensuit que l'huile contenue dans le siphon 11 ne peut pas s'écouler et que le siphon reste amorce. Tant que le niveau de l'huile dans le réservoir 5 ne s'abaisse pas au-dessous de h, la situation dans le régulateur de niveau passe alternativement de la représentation de la figure 1 à la représentation de la figure 2, à chaque remplissage et vidage de la colonne 1'. Cependant, si le niveau de l'huile dans le réservoir 5 chute au-dessous de h, comme c'est la cas à la figure 3, de l'air pénètre dans le tube de prise d'air 10, selon les flèches à tête blanche et, par siphonnage, l'huile contenue dans la chambre 8 passe de cette chambre dans le réservoir 5 selon les flèches à tête noire représentées dans le siphon 11. Par suite, le niveau de l'huile dans la chambre 8 s'abaisse et de l'air entre dans la réserve 9. Il s'ensuit que de l'huile de cette réserve coule dans la chambre 8. Le siphonnage s'interrompt lorsque le niveau de l'huile dans la chambre 8 atteint h et la complémentarisation effectuée par la réserve d'huile 9 cesse lorsque le niveau d'huile, dans la chambre 8, rejoint h2. La fonction de la paroi 13 perforée est de restreindre le passage de l'huile depuis la réserve 9 vers le siphon 11 pour éviter qu'il s'établisse un cour-ant continu entre eux. Il est clair que le desamorçage du siphon 11 interrompt la complémentarisation en huile du réservoir 5 et que le rétablissement du niveau h peut demander plusieurs réamorçages du siphon. Or, le siphon ne peut être réamorcé que si la colonne 1t est de nouveau remplie. Grâce à cette disposition, il est exclu que l'abaissement du niveau d'huile dans le réservoir tampon 5, par suite de l'arrêt de la machine, entraine une complémentarisation indésirable du niveau d'huile dans le réservoir tampon par suite du refroidissement de la masse d'huile qu'il contient, le régulateur étant neutralisé par suite de son absence de réamorçage. REVENDICATIONS 1 - Régulateur de niveau adapté à maintenir constant le niveau d'un fluide dans un réservoir alimentant périodiquement une cuve qui le surmonte et qui est vidée après chaque alimentation, ledit régulateur étant caractérisé en ce qu'il comprend une chambre (8) fermée surmontant également le réservoir (5) et communiquant avec ce dernier au moyen, d'une part, d'un tube (10) de prise d'air qui plonge dans le réservoir (5) jusqu'au niveau h devant être maintenu constant et, d'autre part, d'un -tube en U inversé (11) à branches inégales dont la branche courte débouche librement dans la chambre (8), dont la branche longue débouche dans le réservoir (5) et dont la partie courbe est à un niveau inférieur au niveau de remplissage périodique de la cuve (1'), ladite chambre (8) étant surmontée par une réserve de fluide (9) en forme de bouteille inversée dont le col (12) plonge dans la chambre (8). 2 - Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de pénétration du col (12) de la réserve de fluide (9) dans la chambre (8) est isolée de la zone occupée par le tube en U inversé (11) par une paroi perforée (13, 14) restreignant le débit de fluide d'une zone à l'autre. 3 - Régulateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la chambre (8) présente dans, ou au voisinage de, sa paroi supérieure un évent (15) surmonté d'un tube capillaire (16). 4 - Régulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que, à son extrémité opposée à l'évent (15), le tube capillaire (16) débouche dans la cuve (1'). s - Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est appliqué à maintenir constant le niveau h d'huile chaude dans un réservoir tampon (5) alimentant périodiquement une cuve de friture (1) qui le surmonte et qui est vidée après chaque alimentation.