Brevet FR2694364A1 — publié le 19940204

L'invention concerne un réservoir à débit régulier et constant,muni un dispositif de sécurité automatique adapté à un appareil nécessitant un débit constant pour lui assurer un bon fonctionnement dans les normes de sécurité maximale ceci en remplacement, par exemple, de la cuve à niveau constant adaptée sur la plupart des appareils de combustion type chaudière et poêle à fuel, nécessitant un débit constant. Un reservoir est prévu pour contenir un fluide qui peut être de l'eau, un liquide chimique de laboratoire tou un combustible tel que le fuel destiné à la combustion dans les chambres à feu de chaudières ou de poêles à mazout. La nécessité d'un débit régulier et constant se fait sentir dans plusieurs secteurs par exemple, au niveau des laboratoires de biologie, de chimie, dans le fonctionnement des chaudières et poêles à mazout. De nos jours au niveau des laboratoires de recherche ou d'analyses on . utilise encore les pipettes pour ajuster la quantité de produit nécessaire à une réaction, celle-ci doivent être. reprise plusieurs fois pour conclure statistiquement sur les résultats, vu que la précision est aléatoire. Certaines études chimiques -telles que la cinétique des réactions chimiques nécessitent un apport de produit de manière régulière et constante pendant un temps considérable, pour cela on utilise des récipients à robinet rigide pour ajuster le goutte à goutte nécessaire à cette étude. Les procédés suscités présentent des s inconvénients à savoir - l'imprécision de la quantité de produit utilisé car le débit est ajusté approximativement. - l'irrégularité dans le temps de l'apport du produit qui fausse le temps, la vitesse de réaction et d'autres résultats. Au niveau des chaudières et poêles à fuel, la quantité du débit (de fuel) régulier, constant et réglable est assurée à l'aide d'une cuve à niveau constant. Cette cuve assure le fonctionnement de l'appareil avec une sécurité qui réduit les risques de danger, mais présente des insuffisances sur le plan fonctionnel et sécurité qu'on peut résumer en cinq points 1 Son système de sécurité est dépendant du bon fonctionnement du flotteur qui assure le niveau fdu fuel dans ladite cuve; Si le flotteur dont elle est dotée venait à se bloquer il entraînerait systématiquement l'inefficacité du système de sécurité. 2~ Cette cuve n'est pas fermée hermétiquement à cause des prises d'air, et dés que la sécurité est défaillante, elle ne peut éviter le débordement du fuel. 3 ~ Pendant la défaillance de la sécurité, le niveau du fuel, monte et atteint le haut du tube d'aération et l'acheminement du combustible vers la chambre à combustion est augmenté de 10 fois au minimum par rapport au débit maximum normal. Ceci provoque alors des incendies rapides et intenses. l 4~ L'autre inconvénient de la sécurité étant celui d'être semi-automatique, c'est à dire qu'elle se déclenche seule mais ne se réenclenche pas seule, elle ferme le fuel et éteint totalement le poêle sans pouvoir garder un petit feu pour éviter de grands changements de températures qui sont néfastes à la santé des utilisateurs. 5~ Le dernier défaut de cette cuve étant celui de son exigence concernant la qualité du fuel qui doit être très propre, faute de quoi ses orifices trop reduits (entrée comme sortie) seront soumis à de fréquentes obstructions. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif assurant un fonctionnement adéquat sur le plan débit qui est régulier, constant et réglable (selon la quantité envisagée) et un mode de sécurité pour éviter tout danger si le fluide est un combustible. Selon une première caractéristique, l'invention a pour objet f ~ Un ispositif assurant un débit régulier, constant et réglable munit d'un système de sécurité automatique, caractérisé en ce qu'il comporte une tuyauterie, en forme de "T" renversé, reliée extérieurement au deux niveaux supérieur et inférieur d'un reservoir fermé hermétiquement; L'ensemble de ladite tuyauterie et dudit reservoir offre par suppression de la pression hydrostatique un niveau constant du fluide à la sortie de celle-ci.A ladite ' tuyauterie est raccordée une enceinte renfermant un dispositif assurant, par rotation d'une pièce tube de commande, la montée ou la descente d'une tige de régulation de débit de fluide par l'intermédiaire d'une rampe helicoidale; Et par la montée du flotteur dans une chambre le mode de sécurité par la fermeture totale ou partielle du débit de fluide. Selon d'autres caractéristiques: ~ en ce que la tuyauterie est composée d'un premier tuyau de réception de fluide fixé extérieurement à la base du réservoir percé en sa partie inférieure en vis à vis dudit premier tuyau; Un second tuyau horizontal est raccordé perpendiculairement à l'autre extrémité dudit premier tuyau. Audit second tuyau est monté perpendiculairement et verticalement un troisième tuyau où son extrémité supérieure est reliée au niveau supérieur dudit réservoir, I'extrémité dudit second tuyau est raccordée à l'enceinte de régulation par un robinet d'arrêt. en ce que l'autre extrémité du second tuyau comporte un écrou bouchon permettant l'accès à un filtre disposé à l'intersection du second et troisème tube, filtrant le. fluide à débiter des éventuelles impuretés. ~ en ce que le réservoir posséde une ouverture de remplissage avec bouchon assurant une fermeture hermétique et est percé en sa partie inférieure en vis à vis dudit premier tube et en partie supérieure en vis à fvis du col de cygne du troisième tube, de sorte que l'ensemble dudit réservoir et de la tuyauterie, montée sur celui-ci (le réservoir) constitue un circuit fermé qui assure un niveau constant du fluide dans ledit second tuyau. ~ en ce que l'enceinte comporte, un dispositif de régulation de débit et de sécurité, un épaulement servant d'assise à une pièce de réglage de débit, un orifice latéral d'ammené de fluide dans ladite enceinte et d'un orifice inférieur où est monté une pièce de sortie de fluide. en ce que le montage de l'ensemble des pièces comporte une première tige traversant tiha buse qui sera lié à la pièce de sortie de fluide.Une pièce, de jonction de ladite première tige et une seconde tige porteuse d'un flotteur, comporte à sa base une rondelle de caoutchouc. Ladite - seconde tige traverse la pièce de jonction. Un écrou sera vissé à ladite seconde tige qui la suspendra à ladite pièce de raccord. Une pièce intermediaire sera vissée au retrécissement de section et bloquée par vis d' une pièce tube dont une goupille glissera à la base d'une pièce dont la surface inférieure est chanfreinée en rampe helicoidale qui prend assise sur le goulot de l'enceinte.Ladite pièce intermédiaire comporte un ressort à l'extrémité inférieure. Un second ressort est disposé entré la pièce chanfreinée et une rondelle montée sur ladite pièce tube qui est maintenue vers le haut. ~ en ce que ladite première tige présente une double conicité qui définit en son milieu un étranglement. La première conicité assure la fermeture sous mode de sécurité, la deuxième conicité assure le reglage du débit de fluide. en ce que la goupille de la pièce tube glisse sur la surface inférieure de la rampe helicoïdale de la pièce de niveau permettant ainsi dans sa rotation les mouvements verticaux de ladite première tige qui régle le débit du fluide. en ce qu'une chambre est prevue dans la pièce de raccordement, entre la tige porteuse du flotteur et le ressort fixé à la tige intermédiaire. Ce vide permet le libre mouvement du flotteur dés que le niveau du fluide monte anormalement; Lorsque ledit flotteur monte, il entraîne la première tige de réglage de débit conique à sa base, ferme totalement ou partiellement la buse qu'elle traverse; Ce qui caractérise la sécurité. en ce que la pièce tube comporte- des trous d'aération et d'orifices permettants la liaison, à travers une goupille, avec une tige pourvue d'une manette de reglage. Les figures des planches annexées aideront à mieux concevoir l'invention Les figures la et lb illustrent en vue de face et de côté la tuyauterie (A) dont le tube (1) horizontal comporte en son extrémité (5) un écrou bouchon (6) et un filtre (5'), I'autre extrémité (4) comporte un écrou (8) de liaison à un robinet d'arrêt (9) sur une sortie (12') destinée à être reliée à une enceinte (B) de régulation et de sécurité. Le tube (3) vertical lié audit tube (1) a son extrémité supérieur (7) en col de cygne qui se rabat, dans le même plan que le tube (2), sur la face supérieure du réservoir (10). Sur la figure 2 est illustré le montage de la tuyauterie (A) sur le réservoir (1 0). Sur la figure 3 est illustré un mode précis de réalisation (non limitatif) de l'enceinte (B) de régulation et de sécurité qui est obtenue par le montage des parties constituantes, ainsi une pièce (11) (figure 4) comporte deux orifices l'un (12) latéral d'amenée de fluide fileté se raccordant sur l'orifice (12') du tube (1) en sortie du robinet (9), l'autre orifice (13) inférieur de sortie de celui-ci, fileté aussi.Une pièce (16), (figure 5) qui vient s'emboiter (15)-(15') à la precédente pièce (Il), comporte un épaulement intérieur (17) qui servira d'assise à une pièce (22) de reglage de niveau illustée en figure 8; Ladite pièce (16) présente une réduction de section (18') et est filetée (18) en son extrémité supérieure pour être vissée (19") à une pièce (19) (figure 6) présentant une réduction de diamètre en partie haute et est filetée (19"') pour être raccordée à un éventuel tube vertical. L'écrou (20) (figure 7) renforcera le montage entre les pièces (16) et (11) en se vissant (14) (14') à la dite pièce (11). L'ouverture (21) de l'écrou (20) est traversée par ladite pièce (16). Sur la figure 8 est illustré la pièce de niveau - (22) dont la surface inférieure (22') chanfreinée de manière à définir une rampe hélicoïdale permet, selon la position d'une goupille (23') d'une pièce tube (23) de commande rotative (figure 18), le reglage du débit. En dessous de la rampe (22') est prevue un épaulement (22a) destiné à assuré lorsque la pièce (23) est enfoncée et pivotée, à assurer par mise en butée de la goupille (23'), la fermeture de l'écoulement du fluide. Sur la figure 9 est illustré une pièce (36) intermédiaire entre l'intérieur et l'extérieur de l'enceinte (B). La partie supérieur et exterieure (36') est vissée au niveau de l'orifice inférieur (13) de ladite enceinte (B), les parties inférieurs (36") et (36"') débordement vers l'extérieur et le bas de ladite enceinte (B). Sur la figure 10 est illustré la buse (35) munie d'un orifice conique à la face supérieur (35'). La partie inférieur (35") de ladite buse est vissée intérieurement à l'extrémité supérieur de la pièce (36). Sur la figure Il: la tige (34) qui comporte sur sa longueur deux conicités (34") et (34"') définissant en leur jonction un étranglement (34'). Ladite tige (34) est filetée à l'extrémité supérieure pour être vissée au filetage intérieur de la pièce (32) illustrée sur la figure 12a qui est la pièce de jonction entre la tige (34) et une tige (30) porteuse d'un flotteur (31). A la partie. inférieure de ladite pièce (32) bute la rondelle (33) (figure 12b) en caoutchouc portée par la tige (34), destinée à venir en appui sur l'orifice (35') de la buse (35) fermant l'écoulement du fluide, lorsque la goupille (23') est en appui sous l'épaulement (22a). Sur les figures 13 sont illustrées la tige (30) porteuse d'un flotteur (31) (figure (13a) et filetée aux extrémités, un écrou (29) (figure 13b) vient se visser à l'extrémité supérieure de ladite tige (30) une fois qu'elle a traversé - la pièce (40), illustrée sur la figure 14, de raccord entre la tige (30) et une pièce tige (28) (figure 17), qui se visse à l'extrémité supérieure de ladite pièce (40), en portant un ressort (38) (figure 15a) sur la réduction (28') disposée en prolongement inférieur de la tige (28). Sur la figure 16 est illustré une rondelle (37) métallique montée sur ladite pièce tube (23) qui est maintenue vers le haut par un ressort (39) (figure 15b) disposé entre ladite rondelle (37) et la pièce de niveau chanfreinée (22). Sur la figure 17 est illustré la tige (28) en partie supérieure filetée (28") et une réduction (28') porteuse du ressort (38) (figure 15a). Sur la figure 18 est illustré une pièce tube (23) creuse munie de trous d'aération latéraux (27), d'un rétrécissement de sa section (24) fileté et foré (24') horizontalement pour recevoir une vis de blocage de la tige (28) reçue intérieurement, de deux trous transversaux (25) dans le même axe pour recevoir une goupille (25') permettant la liaison à une tige de commande (42) porteuse d'une manette (43). Sur la figure 19 est illustré en coupe vertical l'ensemble (B') des pièces montées verticalement dans l'enceinte (B). Ainsi par la rotation de la tige de commande (42) entrainant la pièce tube (23) dont la goupille (23') glisse sur la surface inférieure de la rampe helicoidale (22'), fait monter ou descendre la tige (34) reglant ainsi par la conicité (34"') le débit du fluide à l'intérieure de la buse. Si le niveau de fluide venait à monter anormalement dans l'enceinte (B), le flotteur (31) monterait entrainant alors vers le haut la tige (30) et de ce fait l'écrou supérieur (29) dans le vide (41) de la pièce creuse (40), fermant ainsi l'écoulement du fluide par la seconde conicité (34") de ladite tige (34) traversant la buse (35).Pour une fermeture volontaire il suffit d'enfoncer la tige de commande (42) et de la faire pivoter, la goupille (23') vient alors se placer dans l'épaulement (22a) de la pièce (22) de sorte que le ressort (38) vient en appui sur la tige (30) et la maintien enfoncée pour que la rondelle (33) ferme la buse (35). Sur la figure 20 est illustré après montage l'enceinte (B) renfermant l'ensemble (B'), définissant le dispositif de débit constant, régulier et réglable sous une sécurité automatique. Sur la figure 21 le montage final, l'ensemble - du reservoir (10), de la tuyauterie (A) et de l'enceinte (B) renfermant l'ensemble des pièces (B'), représente le dispositif caractérisant l'invention. Selon l'invention deux parties complémentaires définissent le fonctionnement et la sécurité : 1 La première partie est caractérisée par un réservoir de forme cylindrique (ou parallelipédique) ayant la particularité d'être fermé hermétiquement auquel est soudé en sa partie inférieur une tuyauterie (A) en forme d'un "T" renversé composée d'un tube (2) horizontal soudé au réservoir percé en vis à vis dudit tube (2), d'un tube (1) horizontal lié perpendiculairement à un tube (3) vertical qui vient se rabattre en col de cygne sur la face supérieure dudit réservoir. Ledit tube (1) se termine à une extrémité par un écrou pour recevoir un robinet d'arrêt de lequel part un écrou de liaison au dispositif de fonctionnement et de sécurité, l'autre extrémité dudit tube (1) est terminée par un filetage où sera logé un filtre (5') et un écrou bouchon (5) assurant l'étanchéité, Le réservoir (10) posséde une ouverture de remplissage avec un bouchon qui lui assure une fermeture hermétique.Ainsi l'ensemble dudit réservoir (10) et de la tuyauterie (A) en forme finale d'un "T" renversé et soudé audit réservoir (10) assure une fermeture hermétique du système, annulant la pression atmosphérique éliminant ainsi la pression hydrostatique du fluide ce qui assure, par une amenée d'air contrôlée par l'intermedaire de l'enceinte (B) et dirigée ensuite vers le tube (1) puis le tube (3) pour arriver à la partie supérieure du reservoir (I ()) par le col de cygne (7) relié de façon étanche à celui-ci, un niveau constant du fluide dans le tube- (1). Le réservoir (10) une fois rempli et fermé hermétiquement, un équilibre de niveau de fluide s'effectue entre le réservoir (10), le tube horizontal (1) qui se rempli de fluide et qui est relié à la base du tube vertical (3) qui s'est déjà rempli d'une quantité de fluide jusqu'au même niveau que le réservoir (10), car ils font vases communiquants; L'équilibre établi, le fluide ne coule pas par absence de pression atmosphérique. Le fluide se trouvant à l'extrémité du tube horizontal (1) côté robinet (9) est soumis à la pression atmosphérique et constitue un bouchon pour le tuyau d'aération vertical (3), que l'air n'arrive pas à atteindre. Mais une fois qu'on fait couler pendant le puisage, la quantité de fluide de l'extrémité droite dudit tube (1), puisqu'elle est soumise à la pression atmosphérique par l'amenée d'air au niveau de l'enceinte (B), ladite quantité de fluide faisant bouchon est puisée, ainsi l'air extérieur peut pénétrer et atteindre le tube (3) qui sert à alimenter en air ledit réservoir (10) pour que ce dernier laisse évacuer du fluide par le tube horizontal (1) en remplacement de la quantité puisée, et cette quantité referme à nouveau le tube d'aération vertical (3) jusqu a épuisement de celle-ci et ainsi de suite, le circuit assure continuellement un niveau constant de fluide dans le tube horizontal (1). ~ La deuxième partie de l'invention est caractérisée par - le dispositif, constitué de l'assemblage (B') de pièces montées dans le sens vertical, incorporées dans une enceinte (B) en fonte de bouteille venant se raccordée au robinet d'arrêt (9). Ce dispositif constitue le système de débit (réglable,constant et régulier) et de sécurité automatique contre tout éventuel s déversement, défaillance et augmentation anormale (et dangereux) de débit de fluide. Revendications 1 ~ Dispositif assurant un débit régulier, constant et réglable muni d'un système de sécurité automatique, caractérisé: en ce qu'il comporte une tuyauterie (A), en forme de "T" renversé, reliée extérieurement au deux niveaux supérieur (7) et inférieur (2') d'un reservoir (10) fermé hermétiquement; L'ensemble de ladite tuyauterie (A) et dudit reservoir (10) offre, par suppression de la pression hydrostatique, un niveau constant du fluide à la sortie (12') de celle-ci.A ladite tuyauterie (A) est raccordée une enceinte (B) renfermant un dispositif (B') assurant, par rotation d'une pièce tube de commande (23), la montée ou la descente d'une tige (34) de régulation de débit de fluide par l'intermédiaire d'une rampe helicoidale (22'); Et par la montée du flotteur (31) dans une une| chambre (41) le mode de sécurité par la fermeture totale ou partielle du débit de fluide. 2 ~ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tuyauterie (A) est composée d'un tuyau (2) de réception de fluide fixé extérieurement à la base du réservoir (10) percé en sa partie inférieure en vis à vis dudit tuyau (2); Un tuyau (1) horizontal est raccordé perpendiculairement à l'autre extrémité dudit tuyau (2). Audit tuyau (1) est monté perpendiculairement et verticalement un tuyau (3) où son extrémité supérieure (7) est reliée au niveau supérieur dudit réservoir (10), l'extrémité (4) du dit tuyau (1) est raccordée à l'enceinte (B) de régulation par un robinet d'arrêt (9). 3 ~ Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'autre extrémité (5) du tuyau (1) comporte un écrou - bouchon (6) permettant l'accès à un filtre (5') disposé à l'intersection des tubes (1), (2) et (3),filtrant le fluide à débiteur des éventuelles impuretés. 4 Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que le réservoir (10) posséde une ouverture de remplissage avec bouchon assurant une fermeture hermétique et es[ percé en sa partie inférieure en vis à vis du tuyau (2) el en partie supérieure en vis à vis du col de cygne, de sorte que l'ensemble dudit réservoir (10) et tuyaux (1), (2) et (3) montée sur celui-ci (le réservoir) constitue un circuit fermé qui assure un niveau constant du fluide dans ledit tuyau (1). 5 ~ Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que l'enceinte (B) comporte, un dispositif (B') de régulation de débit et de sécurité, un épaulement (17) servant d'assise à une pièce (22) de réglage de débit, un orifice latéral (12) d'ammené de fluide dans ladite enceinte (B) et d'un orifice inférieur (13) où est monté une pièce (36) de sortie de fluide. 6 Dispositif selon les revendication s 1, 2, 3 ,4 et 5, caractérisé: en ce que le montage de l'ensemble (B') des pièces comporte une tige (34) traverse une buse (35) qui sera lié à la pièce (36) de sortie de fluide.Une pièce (32), de Jonction de ladite tige (34) et une tige (30) porteuse d'un flotteur (31), comporte à sa base une rondelle de caoutchouc. Ladite tige (30) traverse u une pièce (40). Un écrou (21) sera vissé à ladite tige (30) qui la suspendra à ladite pièce de raccord (40). Une pièce (28) sera vissée au goulot (24) et bloquée par vis (24') d' une pièce (23) dont une goupille (23') glissera à la base d'une pièce (22) qui prend assise sur le goulot (17) de l'enceinte (B) Ladite pièce (28) comporte un ressort (38) à l'extrémité inférieure qui est liée à ladite pièce (40).Un second ressort (39) est disposé entre la pièce (22) chanfreinée et une rondelle montée sur ladite pièce (23) qui est maintenue vers le haut. 7 ~ Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 ,4, 5 et 6, caractérisé en ce que la tige (34) présente une double conicité (34") et (34"') qui définit en son milieu un étranglement (34'). La première conicité (34") assure la fermeture sous mode de sécurité, la deuxième conicité (34"') assure le reglage du débit de fluide. 8 8 Dispositif selon la revendication 1, 2, 3 ,4, 5, 6 et 7, caractérisé en ce que la goupille (23') de la pièce (23) glisse sur la surface inférieure de la rampe heIicoïdale de la pièce (22) permettant ainsi dans sa rotation les mouvements verticaux de la tige (34) qui régle le débit du fluide. 9 ~ Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 ,4, 5, 6 et 7, caractérisé: en ce qu'une chambre (41) est prevue dans la pièce (40) de raccordement, entre la tige (30) et le ressort (38) fixé à la tige (28). Ce vide permet le libre mouvement du flotteur dés que le niveau du fluide monte anormalement; Lorsque ledit flotteur monte, il entraîne la tige (34) de réglage de débit conique à sa base, ferme totalement ou partiellement la buse (35) qu'elle traverse; Ce qui caractérise la sécurité. 10 Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 ,4, 5, 6 et 7, caractérisé en ce que la pièce (23) comporte des trous d'aération (27) et d'ori fi ces (25) permettants la liaison, à travers une goupille (25'), avec une tige (42) pourvue d'une manette de reglage (43).