SIPHON APPARATUS WITH VARIABLE FLOW

Abstract: 1. Siphon device with a variable flow rate comprising a plurality of inverted U-shaped, independent siphon elements (1) placed between a plane of an upstream liquid (2) and a plane of a downstream liquid (3) of a lower level and the downstream and upstream legs (6 and 5) of which are likely to enter the liquid, characterized in that at least one of the said siphon elements (1) is separately vertically movable between a penetration working position below the level of the upstream liquid (2) and a rest position above this levEl, so as to thus vary the liquid flow section of the said device.

Description: Dispositif siphon à débit variable La présente invention concerne un dispositif siphon à débit variable, comprenant au moins un siphon en forme d'un U renversé, placé entre un niveau d'eau élevé amont et un niveau d'eau plus bas situé en aval et dont les branches avale et amont sont susceptibles de pénétrer dans liteau. Dans les dispositifs siphons connus de ce type, le réglage du débit consiste dans un maintien d'un débit d'eau désiré, qui est inférieur au débit maximum. A cette fin on agit sur une poche d'air qui normalement occupe la partie haute intermédiaire formant la base du U et une partie de la branche avale. Cet air enfermé est progressivement mis en émulsion au pied de la chute d'eau intérieure et est entraîné vers l'aval. Pour assurer le maintien d'un débit d'eau désiré, il est nécessaire de régler un débit d'air alimentant la poche au débit d'air sortant de celle-ci. A cette fin on utilise une soupape d'alimentation en air de la poche, permettant de réguler des dépressions dans la poche d'air et on modifie la force tendant à fermer cette soupape pour passer d'un débit d'eau à un autre. Pour pouvoir accomplir cette fonction, on emploie une soupape spéciale à commande hydropneumatique d'une structure complexe. Cette soupape est commandée à l'aide d'une dépression pilote délivrée par un relais amplificateur et fortement variable en fonction de la variation du niveau liquide amont du siphon. Une variation de cette dépression pilote entraîne une correction de la dépression intérieure du siphon, c'est-à-dire dans la poche flair, et donc le débit d'eau du siphon. Les dispositifs siphons connus du type qui vient d'être décrit, ont pour inconvénient de nécessiter des moyens très sophistiqués, sans pour autant assurer l'obtention d'une stabilité de fonctionnement satisfaisante. En effet, l'établissement et le maintien de la dépression nécessaire à l'intérieur du siphon sont des opérations fort délicates. D'autre part, on connait par le brevet français nO 482 001 un dispositif siphon niveleur automatique comprenant un certain nombre de conduits indépendants formant des éléments siphonsindépendants, places entre un plan d'un liquide amont et un plan d'un liquide aval de niveau plus bas. La longueur d'un certain nombre de ces conduits est telle que, tandis que leurs orifices supérieurs sont tous au même niveau corncidant avec le niveau de la surface la plus élevée de l'eau admissible en amont, l'orifice inférieur du premier conduit plonge au-dessous du niveau minimum de l'eau dans le canal de décharge et ceux des autres conduits débouchent au contraire ordinairement au-dessus du niveau de l'eau en aval. Les différents conduits formant des éléments siphons indépendants sont solidarisés entre eux par un mtme chapeau coiffant les orifices supérieurs des conduits. Ce dispositif siphon connu permet donc de réaliser un débit variable en fonction du nombre de conduits ou d'éléments siphons indépendants mais cette variation de débit est fixée une fois pour toute. La présente invention a pour object de proposer un dispositif siphon à débit variable à volonté et dont le fonctionnement est facile et parfaitement stable. Pour atteindre ce but, le dispositif formant siphon selon la présente invention, à débit variable à vo lonté,comprend un certain nombre d'éléments siphons indépendants en forme de U renversé, placés entre un plan d'un liquide amont et un plan d'un liquide aval de niveau plus bas et dont les branches avale et amont sont susceptibles de pénétrer dans le liquide, caractérisé en ce qu'au moins un desdits éléments siphons est mobile verticalement, séparément, entre une position de travail de pénétration en-dessous du niveau de liquide amont et une position de repos au-dessus de ce niveau, de façon à faire varier ainsi à volonté la section d'écoulement de liquide dudit dispositif. Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, chaque élément siphon est déplaçable verticalement à l'aide d'un propre dispositif d'entrarnement, tel qu'un vérin hydraulique. De préférence, chaque élément siphon est relié par sa partie haute à l'extrémité de la tige de piston d'un vérin hydraulique. D'autre part, selon un mode de réalisation particulier, les éléments siphons sont disposés à des hauteurs différentes pour assurer une variation du débit en fonction de la hauteur du niveau de liquide. De même, selon une autre caractéristique avantageuse, les sections d'écoulement des différents éléments siphons peuvent autre différentes les unes des autres. Selon encore une autre caractéristique avantageuse, la section transversale d'au moins un élément siphon varie le long de l'axe longitudinal de cet élément, la section d'écoulement de l'élément siphon étant fonction de la position en hauteur de cet élément. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif siphon selon la présente invention - la figure 2 est une vue de ce dispositif en direction de la flèche II suivant la figure 1, mais à l'état d'un débit plus faible ; et - la figure 3 illustre sous forme d'une courbe la variation du débit du dispositif siphon en fonction notamment du nombre des éléments siphons en service. Suivant les figures 1 et 2, le dispositif siphon proposé par la présente invention comprend une pluralité d'éléments siphons 1 indépendants qui sont juxtaposés. Ce dispositif siphon est destiné à permettre un écoulement régulé d'eau d'un plan amont 2 vers un plan d'eau aval 3 de niveau plus bas. Les deux plans ou réserves d'eau sont séparés dans l'exemple représenté par une cloison de séparation 4. Chaque élément siphon 1 constitue en lui-même un siphon classique formé par un tube en forme d'un U comprenant une branche amont 5 et une branche avale 6 respectivement destinées à pénétrer dans les plans d'eau 2 et 3, de part et d'autre de la cloison de séparation 4. La partie intermédiaire 7 des deux branches 5 et 6 est située au-dessus de la cloison 4 et constitue la partie haute de 11 élément siphon. On constate que la longueur de la branche avale 6 est supérieure à celle de la branche amont 5. Suivant la présente invention, chaque élément siphon 1 est monté verticalement mobile, séparément, entre une position de travail dans laquelle au moins les extrémités des branches pénètrent en dessous du niveau de la réserve d'eau respective et une position de repos audessus des niveaux d'eau. Pour assurer le déplacement vertical individuel ou sélectif des éléments siphons 1, chacun de ceux-ci est pourvu d'un vérin hydraulique 8 dont la tige 9 est fixée à la partie arrondie intermédiaire 7 de l'élément 1. Les différents vérins hydrauliques 8, qui sont du type à double effet, sont reliés sélectivement à un dispositif de commande 10, à laide de conduites schématiquement représentées en Il. La section d'écoulement des éléments siphons I peut être la même pour tous les éléments ou seulement pour un certain nombre de ceux-ci. On pourrait également faire en sorte que cette section soit différente pour chaque élément siphon. D'autre part, la section transversale d'un ou de certains ou de tous les éléments siphons pourrait être constante ou varier le long de l'axe longitudinal du ou des éléments. Ainsi la section transversale des bran ches d'un élément siphon pourrait aller en augmentant ou en diminuant vers l'extrémité. Ainsi, la section d'écoulement et en conséquence le débit de cet élément seraient différents en fonction de la profondeur de pénétration de l'élément siphon dans le liquide. Le dispositif siphon suivant la présente invention qui vient d'étire décrit, fonctionne de la façon suivante Chaque élément siphon 1 est susceptible de fonctionner comme les siphons connus, c'est-à-dire assure ltécou- lement de liquide, tel que de liteau, de la réserve 2 vers la réserve 3, à un débit prédéterminé, lorsque les branches sont enfoncées dans l'eau. Le débit est fonction des dimensions de section transversale de l'é- lément siphon. Suivant la présente invention, on peut faire varier le débit du dispositif siphon en faisant varier sa section d'écoulement total effective. Cette variation de la section s'obtient par variation du nombre des éléments siphons 1 qui sont en régime de fonctionnement et/ou par variation de la position en hauteur d'un ou de plusieurs éléments. Dans les deux cas, on déplace verticalement, de façon appropriée, le ou les éléments siphons, à l'aide des vérins hydrauliques 8. Selon la présente invention, la régulation des niveaux des plans d'eau amont et en avdu dispositif siphon s'obtient donc simplement par la mise en oeuvre à volonté dun nombre plus ou moins important d'éléments siphons et/ou de leur positionnement en altitude. On comprend aisément que suivant la présente invention on peut maintenir constant le niveau d'eau par exemple du plan d'eau amont 2, malgré une augmentation de la quantité de l'eau de ce plan, en augmentant le débit du dispositif siphon à volonté, de façon appropriée, c'est-à-dire en augmentant le nombre d'éléments siphons qui pénètrent dans l'eau et ont été amorcés pour produire l'effet siphon, et/ou de leur position en altitude. Par contre, lorsque les éléments siphons 1 sont agencés de la manière représentée à la figure 2, le débit du dispositif siphon augmente progressivement en fonction de la montée du niveau du plan 2. Cette disposition des éléments siphons est notamment avantageuse dans des cas où la réserve d'eau ou le plan d'eau 2 est formé par un cours d'eau dont le niveau est susceptible d'augmenter à la suite d'une crue. Il est à noter qu'un agencement d'éléments siphons suivant la figure 2 pourrait être conçu sans l'adjonction du système de vérin en ayant seulement des siphons fixes à sections et positions en altitudes différentes, préalablement déterminées suivant des calculs hydrauliques des plans d'eau à réguler. La description du fonctionnement du dispositif siphon suivant la présente invention est clairement illustrée par la figure 3 qui montre l'augmentation du débit d du dispositif siphon en fonction du nombre des éléments siphons n mis en service. Bien entendu, on peut faire varier la forme de cette courbe et la hauteur des différents gradins en choisissant de façon appropriée les sections d'écoulement des différents éléments siphons et leur profondeur de pénétration dans l'eau.

Claims: Revendications 1. Dispositif siphon à débit variable, comprenant un certain nombre d'éléments siphons indépendants en forme de U renversé, placés entre un plan d'un liquide amont et un plan d'un liquide aval de niveau plus bas et dont les branches avale et amont sont susceptibles de pénétrer dans le liquide, caractérisé en ce qu'au moins un desdits éléments siphons (1) est mobile verticalement, séparément, entre une position de travail de pénétration en dessous du niveau de liquide amont (2) et une position de repos au-dessus de ce niveau, de façon à faire varier ainsi la section d'écoulement de liquide dudit dispositif. 2. Dispositif siphon selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément siphon (1) précité est déplaçable verticalement à l'aide d'un dispositif propre d'entrarnement, tel qu'un vérin hydraulique (8). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque élément siphon (1) précité est relié par sa partie haute (7) à l'extrémité de la tige de piston (9) d'un vérin hydraulique (8). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments siphons (1) précités sont disposés à des hauteurs différentes pour assurer une variation du débit en fonction de la hauteur du niveau de liquide. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sections d'écoulement des différents éléments siphons précités peuvent être différentes les unes des autres. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section transversale d'au moins un élément siphon précité varie le long de l'axe longitudinal de cet élément, la section d'écoulement de l'élément siphon étant fonction de la position en hauteur de cet élément.

Inventors: BRESSO, CLAUDE
Applicants: FORLEVAMAN
Application year: 1983
Main classification: E02B7
IPC codes: F04F10, E02B7