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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2513974A1
Family ID 8023502
Probable Assignee Thomson Csf
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title CUVE MUNIE D'UN DISPOSITIF DE COMPENSATION DE LA DILATATION
DU FLUIDE QU'ELLE CONTIENT
EN Title FLUID EXPANSION COMPENSATION DEVICE FOR CLOSED VESSEL -
ALLOWS FILLING OF VESSEL TO PREDETERMINED LEVEL LEAVING AIR SPACE
Abstract
_________________________________________________________________
CUVE FERMEE, COMPORTANT UN DISPOSITIF DE COMPENSATION DE LA DILATATION
DU FLUIDE QU'ELLE CONTIENT.
LA CUVE 1 COMPORTE SOUS SON COUVERCLE 11 UN TUBE CREUX 2 PAR LEQUEL
EST VERSE LE FLUIDE DE REMPLISSAGE. CE TUBE PERMET, AU REMPLISSAGE,
D'EMPRISONNER UNE COUCHE D'AIR PREDETERMINEE DANS LE HAUT DE LA CUVE;
CETTE COUCHE D'AIR SE COMPRIME POUR ABSORBER LA DILATATION DU FLUIDE
DUE A DES AUGMENTATIONS DE TEMPERATURE.
APPLICATION AUX CUVES DESTINEES A PERMETTRE LE FONCTIONNEMENT DE
CIRCUITS ELECTRONIQUES DE PUISSANCE EN BAIN D'HUILE.
The vessel (1) has a cover (11) containing an orifice through which
the vessel is filled. A hollow tube (2) is soldered into the orifice
such that its upper opening is flush with the surface of the cover,
the tube extending downwards into the vessel. The vessel is filled
through this tube until the fluid reaches the top of the tube. The
vessel then contains fluid to a predetermined level determined by the
height of the tube and such that sufficient space is left within the
vessel to allow for expansion of the fluid. The interior of the tube
(2) is threaded allowing it to be closed after filling the vessel by a
screw (4) with a tightening joint (5) under its head. A safety valve
(6) in the cover opens if the pressure of trapped air in the vessel
becomes excessive.
Description
_________________________________________________________________
CUVE MUNIE D'UN DISPOSITIF DE COMPENSATION
DE LA DILATATION DU FLUIDE QU'ELLE CONTIENT
La presente invention se rapporte a une cuve prevue pour contenir un
fluide et etre fermee, du type muni d'un dispositif de compensation de
la dilatation du fluide. De telles cuves sont utilisees, par exemple,
pour faire fonctionner des circuits electroniques de puissance dans un
bain d'huile.
Ces cuves sont utilisees completement fermees et il s'y produit une
dilatation du fluide sous l'effet de l'augmentation de temperature due
au fonctionnement des circuits electroniques qui sont plonges dans ce
fluide. Les dispositifs de compensation de ces cuves sont destines a
eviter que la dilatation du fluide entraine une deterioration, voire
une explosion de la cuve.
Comme dispositif de compensation, il est connu d'utiliser un vase
d'expansion exterieur a la cuve et relie a cette derniere par un
conduit.
Cette premiere solution est chere et conduit a un materiel encombrant.
Il est egalement connu de ne pas remplir completement la cuve avec le
fluide afin de laisser subsister un volume d'air qui compense, en se
comprimant, la dilatation du fluide. Mais le remplissage de la cuve
doit 'etre fait avec soin car si le fluide doit etre en quantite
suffisante pour que les circuits electroniques y soient completement
plonges, par contre il doit laisser un volume d'air residuel suffisant
pour compenser la dilatation du fluide; pour que le niveau du fluide
dans la cuve soit correct il est connu de prevoir une visualisation du
niveau a atteindre ou un materiel de remplissage special. Les cuves
connues, realisees selon cette seconde solution, sont couteuses ou peu
fiables.
La presente invention a pour but d'eviter les inconvenients precites.
Ceci est obtenu en laissant subsister un volume d'air mais en
utilisant a cet effet un dispositif de compensation incorpore a la
cuve, qui limite automatiquement le remplissage de la cuve a un volume
de fluide predetermine.
Selon l'invention une cuve du type indique au debut de cette
description est caracterisee en ce que le dispositif de compensation
comporte un tube creux dispose a l'interieur de la cuve, dont la
premiere ouverture est confondue avec l'orifice de remplissage de la
cuve et dont la seconde ouverture est situee a un niveau inferieur a
celui de la premiere ouverture.
La presente invention sera mieux comprise et d'autres caracteris- tic
apparaitront a l'aide de la description ci-apres et des figures s'y
rapportant qui representent:
- les figures 1 et 2, des schemas en coupe de cuves selon l'invention,
- la figure 3, une vue d'une cuve selon l'invention,
- la figure 4, une vue detaillee, en coupe, d'une partie d'une cuve
selon l'invention,
- la figure 5, un schema en coupe d'une cuve selon l'invention.
Dans les differentes figures les elements correspondants portent les
memes reperes.
-Comme il a ete indique plus avant la cuve selon la presente invention
est prevue pour que, lorsqu'un fluide est verse a l'interieur, le
remplissage ne puisse etre total et que le volume d'air restant dans
la cuve apres remplissage ait une valeur predeterminee. Les figures 1,
2 et 3 sont des schemas montrant comment une telle cuve peut etre
realisee.
La cuve selon les figures 1 a 3 est une cuve parallelepipedique,
destinee a servir d'enceinte pour y faire fonctionner des circuits
electroniques dans un bain d'huile. Les huiles propres a un tel usage
doivent etre de bons isolants electriques et doivent etre de bons
conducteurs thermiques pour permettre l'evacuation des calories
produites par les elements electroniques de puissance. Ces huiles sont
tres cheres, il est donc preferable d'eviter d'en perdre lorsqu'elles
se dilatent sous l'effet de l'echauffement dO au fonctionnement des
circuits electroniques.
La figure 1 montre une cuve I, au debut de son-remplissage, alors que
l'huile a atteint un niveau A. Cette cuve 1, comme il-ressort de la
figure 3, est formee d'un recipient 10 ferme par un couvercle Il et ce
couvercle est perce d'un trou 12 qui sert d'orifice de remplissage
pour la cuve. Sous le couvercle 11, et perpendiculairement a celui-ci,
est dispose un tube creux, 2, dont l'extremite superieure solidaire du
couvercle est confondue avec le pourtour du trou 12.
Tant que le niveau du fluide est en-dessous du tube 2 le remplissage
peut continuer normalement. Les bords du couvercle 11 (figure 3) sont
fixes aux bords superieurs du recipient 10 au moyen de vis, non
representees, et la liaison est rendue etanche grace a un- joint
d'etancheite non represente. Ainsi lorsque le niveau du fluide atteint
le bas du tube 2, un volume VO d'air se trouve emprisonne dans la
cuve; ce volume se presente, dans le cas de l'exemple decrit, sous la
forme d'une couche de section horizontale constante, S, determinee par
la section horizontale de la cuve, et de hauteur h. La poursuite du
remplissage conduit alors a une compression de cet air emprisonne et
peut se poursuivre jusqu'a ce que le tube 2 soit plein de fluide.Quand
le tube 2, de longueur h, est plein (figure 2), le volume de l'air
emprisonne a ete reduit a la valeur V1 et se presente sous la forme
d'une couche de section horizontale constante egale a S et de hauteur
h-dh ou dh est la hauteur de remontee du fluide sous le volume d'air
emprisonne; cette hauteur dh est comptee a partir du bas du tube 2.
En considerant une pression atmospherique Pa egale a I bar, en
appelant
P1 la pression de l'air dans le volume V1, on a: Pa. VO= P1. VI ce qui
donne en bars
La condition d'equilibre entre la pression P2 d'une hauteur (h-dh) du
fluide et la surpression p1 s'ecrit:.P2 P1 soit rg(#dh): h dh- h-dh
(ou r est la densite du fluide et g l'acceleration due a la pesanteur)
cette formule, apres simplification donne dh = r.g. (h-dh)2
Connaissant le volume V1 desire, c'est-a-dire la hauteur h-dh puisque
V1 = S(h-dh), il est possible de calculer dh et donc la hauteur h du
tube 2.
Lorsque la cuve I est remplie l'orifice de remplissage, c'est-a-dire
l'extremite superieure du tube 2, doit etre ferme hermetiquement afin
d'eviter que les dilatations du fluide, provoquees par des elevations
de temperature a l'interieur de \'enceinte, provoquent des fuites par
cet orifice; de telles fuites couteraient cher en raison d'une part du
prix des huiles utilisees comme fluide dans ces cuves et d'autre part
de la surveillance qu'il faudrait exercer pour verifier le niveau de
fluide; en effet le niveau du fluide baisserait alors non seulement du
fait des fuites dues a la dilatation mais egalement du fait que les
huiles employees sont tres volatiles.
La figure 4 montre, en coupe, comment a ete realise une telle
fermeture hermetique sur une cuve selon l'invention.
La figure 4 montre que le tube creux 2 est constitue par un canon
filete interieurement, penetrant a son extremite superieure dans le
cou-vercle Il de la cuve; le tube 2 est soude au couvercle 11 par une
couronne de soudure 20. Une vis filetee 4 penetre par vissage dans le
canon 2 et un joint torique 5, place entre la tete de la vis 4 et le
couvercle Il, assure une bonne etancheite.
La cuve qui, apres remplissage, est fermee a l'aide de la vis 4 et du
joint d'etancheite 5, travaille en enceinte close: la couche d'air
emprisonne se comprime pour absorber la dilatation de l'huile.
Dans une des realisations de- la cuve selon l'invention le dispositif
de compensation comporte, outre le tube 2 servant a limiter le remplis
sage, une soupape de surete. La figure 5 est une vue schematique en
coupe de cette realisation.
La figure 5 montre une cuve 1 avec son couvercle Il, cette cuve
comporte un tube 2 de limitation de remplissage, ferme par une vis 4
sous laquelle est dispose un joint torique 5. Une soupape de surete,
6, obstrue un trou dans le couvercle Il; cette soupape 6 a ete
schematisee par un bouchon, 60, place dans le trou en question, un
ressort, 61, qui appuie, a l'une de ses extremites, sur le bouchon
dans le sens d'une penetration dans la cuve et un support, 62, qui
maintient le ressort 61 a l'autre de ses extremites.Telle qu'elle est
placee, ctest-a-dire au niveau superieur de la couche d'air emprisonne
dans la cuve, la soupape 6, quand elle s'ouvre sous l'effet d'une
surpression excessive a l'interieur de la cuve 1, laisse echapper de
l'air melange a un peu de vapeur du fluide, mais ne provoque pas
d'ecoulement de fluide.
La presente invention n'est pas limitee aux exemples decrits.
C'est ainsi que, par exemple, le tube 2 peut etre un tube lisse, soude
sous l'orifice de remplissage 12 (figure 1) du couvercle Il; dans ce
cas le filetage permettant de fermer la cuve au moyen d'une vis devra
etre fait dans l'epaisseur du couvercle.
Il est possible de prevoir une fermeture de l'orifice de remplissage
par un moyen autre qu'une vis, par exemple au moyen d'un couvercle
maintenu au-dessus de l'orifice par un systeme de blocage. La
fermeture de l'orifice de remplissage peut meme etre constituee par
une soupape de surete.
Il est egalement possible de ne pas placer la soupape de surete 6
(figure 5) sur le couvercle Il mais de la placer sur le recipient 10;
il est alors preferable que la soupape soit disposee aussi haut que
possible afin d'eviter la perte de fluide lors de ses declenchements
eventuels.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Cuve prevue pour contenir un fluide et etre fermee, du type muni
d'un orifice de remplissage et d'un dispositif de compensation pour
compenser la dilatation du fluide, caracterisee en ce que le
dispositif de compensation comporte un tube creux (2) dispose a
l'interieur de la cuve (1), dont la premiere ouverture (12) est
confondue avec l'orifice de remplissage et dont la seconde ouverture
est situee a un niveau inferieur a celui de la premiere ouverture.
2. Cuve selon la revendication 1, caracterisee en ce que le tube cieux
est un canon soupe (2ui a la paroi de la cuve au voisinage de sa
premiere extremite.
3. Cuve selon la revendication 2, caracterisee en ce que le canon (2)
est filete interieurement, du moins au voisinage de sa seconde
extremite, afin de permettre la fermeture de l'orifice de remplissage
a l'aide d'un bouchon constitue d'une vis (4) et d'un joint
d'etancheite (5) dispose sous la tete de la vis.
4. Cuve selon la revendication 1, caracterisee en ce que le dispositif
comporte egalement une soupape de surete (o) disposee dans la paroi de
la cuve, a un niveau superieur au niveau de la seconde ouverture.
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