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H2
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DES
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Etre
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DANS
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Dbn
(1)
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Est A
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522771A1
Family ID 1929460
Probable Assignee Nill Werner
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
EN Title The float-controlled regulator serves to vary the flow
cross-section of a discharge pipe (2) of a liquid container as a...
FR Title DISPOSITIF DE REGLAGE, COMMANDE PAR FLOTTEUR, POUR MODIFIER
LE DIAMETRE D'UN TUYAU
Abstract
_________________________________________________________________
The float-controlled regulator serves to vary the flow cross-section
of a discharge pipe (2) of a liquid container as a function of the
liquid level (H). The float (18) is arranged on a float rod (19) which
is a part of a multiply adjustable articulated lever device (7, 11,
19). This device acts on a slide (3) projecting into the pipe
cross-section, in order to vary the position thereof as a function of
the movements of the float (18). By appropriate selection of the
adjustment parameters of the regulator, it is possible to control the
slide as a function of the water level in such a way that the quantity
of flow per unit time is constant.
LE DISPOSITIF DE REGLAGE COMMANDE PAR FLOTTEUR SERT A MODIFIER LA
SECTION DE PASSAGE D'UN TUYAU D'EVACUATION 2 D'UN RESERVOIR DE LIQUIDE
EN FONCTION DU NIVEAU DE LIQUIDE H. LE FLOTTEUR 18 EST MONTE SUR UNE
TIGE DE FLOTTEUR 19 QUI FAIT PARTIE D'UN DISPOSITIF A LEVIERS
ARTICULES 7, 11, 19 A PLUSIEURS REGLAGES. CE DISPOSITIF AGIT SUR UN
COULISSEAU 3 PENETRANT DANS LA SECTION DU TUYAU, POUR MODIFIER SA
POSITION EN FONCTION DES MOUVEMENTS DU FLOTTEUR 18. GRACE A UN CHOIX
CORRESPONDANT DES PARAMETRES DE REGLAGE DU DISPOSITIF DE REGLAGE, IL
EST POSSIBLE DE COMMANDER LE COULISSEAU EN FONCTION DU NIVEAU D'water,
DE TELLE SORTE QUE LE DEBIT PAR UNITE DE TEMPS SOIT CONSTANT.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention est relative a un dispositif de reglage commande
par flotteur pour modifier la section de passage d'un tuyau
d'evacuation d'un bassin de liquide en fonction du niveau de liquide.
Des bassins d'water de pluie et de decantation sont pourvus de tuyaux
d'evacuation disposes a proximite du sol, qui conduisent a une station
d'epuration. Pendant les periodes sans precipitations,l'water polluee
passe d'une conduite d'entree dans le bassin et, de la, directement a
travers le tuyau d'evacuation dans la station d'epuration.
Les stations d'epuration sont concues de telle sorte qu'elles peuvent
egalement recevoir une partie de l'water des precipitations qi se
produisent en cas de pluie. En cas de crue, par contre, la capacite de
la station d'epuration depasse l'apport d'water de precipitation. Le
niveau d'water dans le bassin monte jusqu'a la hauteur d'un trop-plein
dispose dans le bassin et une partie de l'water coule directement dans
un ruisseau ou une riviere en evitant la station d'epuration.
La water qui s'ecoule dans la station d'epuration par le tuyau
d'evacuation est determinee par la section du tuyau et le niveau
d'water existant chaque fois dans le bassin. La section du tuyau doit
etre choisie de telle sorte qu'en cas de niveau d'water maximum
(correspondant au niveau de trop-plein) il apparaisse la water
maximale pour laquelle la station d'epuration a ete concue. Ceci en
train divers inconvenients. L'amenee d'water a la station d'epuration
n'est pas constante et celle-ci n'est donc pas regulierement chargee.
La section du tuyau - correspondant au niveau de trop-plein - est
relativement petite et peut se boucher facilement. La petite section
est particulierement desavantageuse dans le cas ou le bassin est vide,
quand seule l'water polluee passe.
La presente invention a en consequence pour but d'eliminer ces
inconvenients en creant une evacuation reglable hors du bassin de
liquide, de telle facon que la secticn du tuyau puisse etre modifiee
automatiquement en fonction du niveau d'water. L'invention permet, en
particulier, de maintenir constant le debit par unite de temps en cas
de variation du niveau de liquide.
Ce but est atteint, conformement a l'invention, en ce que le flotteur
est place sur une tige de flotteur qui fait partie d'un dispositif a
leviers articules a reglages multiples, et en ce que ce dispositif
agit sur un organe d'etranglement pouvant penetrer de facon reglable
dans la section du tuyau, pour modifier sa position en fonction des
mouvements du flotteur.
Des exemples de realisation de l'invention seront decrits de facon
plus detaillee dans ce qui va suivre, en reference aux dessins, dans
lesquels
- la fig. 1 est une vue schematique en blevation du dispositif de
modification de la section de passage d'un tuyau,
- la fig. 2 est une vue en coupe transversale du dispositif de la fig.
1 monte sur la paroi du bassin,
- la fig. 3 montre la geometrie du dispositif de reglage en cas
d'excentricite negative,
- la fig. 4 montre la geometrie du dispositif de reglage en cas
d'excentricite positive,
- la fig. 5 est un diagramme "A" avec des courbes hydrauliques de
debit,
- la fig. 6 est un diagramme "B" avec des courbes de fermeture
resultant de la geometrie du dispositif de reglage,
- la fig. 7 montre les diagrammes "A" et "B" des fig. 5 et 6
superposes,
- la fig. 8 represente un autre mode de realisation de l'invention,
- la fig. 9 represente un organe de fermeture realise sous forme de
segment,
- la fig. 10 represente une vue en perspective d'un detail du
dispositif de reglage, et
- la fig. 11 represente de facon detaillee le bati avec le coulisseau.
I1 doit etre bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties
descriptives correspondantes, sont donnes uniquement a titre
d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en
aucune maniere une limitation.
Dans la zone de la paroi 1 proche du sol,dbn bassin de decantation est
disposee une ouverture de passage 2 dont la section d'ouverture peut
etre modifiee a l'aide d'un coulisseau 3. Le coulisseau 3 est monte de
facon reglable en hauteur entre une position terminale inferieure, et
une position terminale superieure 21, 22, dans deux guides lateraux
verticaux 5 d'un bati 4. Sur la fig. 1 le coulisseau 3 est represente
en position basse et la position superieure est indiquee en pointille.
Un mecanisme a manivelle est prevu pour deplacer le coulisseau 3. I1
presente une tige ou bielle de manivelle 7 pouvant etre allongee de
facon telescopique et fixee en longueur a l'aide d'un manchon 6,
l'extremite inferieure de la dite tige etant reliee de facon articulee
(articulation 8) avec un pivot 9 monte sur le coulisseau 3.
L'extremite superieure de la tige de manivelle 7 est reliee a un bras
de manivelle 11 par une articulation a bille 10 et peut etre fixee en
longueur a l'aide du manchon 6. Comme les longueurs et/ou les points
d'application de la tige de manivelle 7 et du bras de manivelle 11,
respectivement, peuvent etre modifies, les bras de levier a, b,
correspondants peuvent etre regles a volonte. La realisation du
manchon 6 permet de regler le point central 10 jusqu'a 1' axe 12 et
au-del.
L'extremite interieure de la tige de manivelle 11 est fixee a un axe
12 horizontal, qui est supporte dans un palier 13. Ce palier 13 est
monte a deplacement transversal dans deux guides horizontaux 14 du b
ti 4, de telle sorte que l'excentricite e peut etre modifiee.
L'excentricite e est definie comme suit: on designe par 15 une
verticale passant par le pivot du coulisseau 9 ou par le point
d'application 8, respectivement, de la tige de manivelle 7. Une autre
verticale qui passe par l'axe de pivotement 12, porte le numero de
reference 16. La distance entre ces deux verticales 15, 16 qui se
trouvent dans le plan du bati 4 est alors l'excentricite e.
L'axe 12 traverse un evidement 17 menage dans la paroi 1 dispose
au-dessus de l'ouverture d'evacuation 2,et il conduit vers l'interieur
du bassin. Le passage est rendu etanche d'une maniere non representee
en detail.
A l'interieur du bassin est prevu un flotteur 18 qui est monte de
facon a pouvoir se deplacer et etre bloque, a l'extremite exterieure
d'une tige de flotteur 19 qui peut pivoter parallelement a la paroi du
bassin. L'extremite interieure 20 de la tige de flotteur 19 est fixee
de facon amovible sur l'axe 12 de telle sorte que l'angle and entre la
tige de flotteur 19 et le bras de manivelle 11 peut etre regle.
Comme on le voit sur la fig. 1, le coulisseau 3 peut etre deplace en
hauteur en cas de variation du niveau d'water H, a l'aide du flotteur
18 et du mecanisme a manivelle.
Confcrmement a la fig. 1, le coulisseau se trouve, en cas de niveau
haut H2 de l'water, dans une position inferieure, partiellement
fermee, et en cas de niveau bas H1 de l'water, dans une position
superieure ouverte, ayant ete remonte d'une hauteur H5
La cinematique du mecanisme de reglage peut etre modifiee a volonte
pour regler en particulier un debit constant souhaite a l'interieur
d'une zone de niveau determinee bH en fonction du niveau d'water H
variable. A cet effet, il faut fixer les parametres suivants: la
position du flotteur 18 sur la tige de flotteur 19, l'angle and la
longueur du bras de manivelle 11 et de la tige de manivelle 17, l'ex
centricite e, la distance k.
La cinematique du dispositif de reglage ressort des fig. 3 et 4, ou,
selon la fig. 3, le coulisseau 3 reglable entre les butees 21, 22,
sert au reglage de l'ouverture de passage 2.Sur la fig. 3
l'excentricite e est negative, alors qu'elle est positive sur la fig.
4.
Pour ajuster le dispositif de reglage de telle sorte que le debit
reste sensiblement constant, independamment du niveau d'water, on
procede comme suit:
On calcule d'abord les diagrammes hydrauliques "A" (fig. 5). Les
lignes indiquees par vl, 2' v3 sont des courbes de debit d'water
constant (quantite par unite de temps) pour une section de tuyau
donnee, en fonction du niveau d'water H dans le bassin et en fonction
de la hauteur du coulisseau h5 a partir du bord inferieur du tuyau. De
facon appropriee, on calcule pour differents tuyaux des diagrammes "A"
correspondants, avec les familles de courbes hydrauliques associees
vl, b2, f3 et on les dessine sur du papiercalque.
On calcule ensuite les diagrammes "B" et on les dessine. Dans ces
diagrammes, on a a nouveau la hauteur de coulisseau h5 en ordonnee et
le niveau d'water H dans le bassin en abscisse. Selon l'excentricite
e, les longueurs de levier a, b, 1 et l'angle de pivotement and etc...
choisis, les mouvements transmis par le flotteur au dispositif de
reglage agissent de facon differente sur le coulisseau 3. On reporte
les courbes de fermeture sl, s2, s3 calculees en fonction de la
cinematique du dispositif de reglage, sur le diagramme "B", ou il
apparait de telles familles de courbes pour differentes excentricites
e et differents diametres de tuyaux.
Dans les diagrammes "B", la branche de droite des courbes correspond a
une excentricite e negative et la branche de gauche a ybe excentricite
e positive.
En principe, les segments de courbes de fermeture consistent en une
courbe cinematique sinusoldale pour le mecanisme a levier articule
(dans le cas general pour un polygone articule, dans le cas specifique
pour un entraine- ment a bielle-manivelle a coulisse;Si on designe par
P l'angle de rotation entre la tige de manivelle 7 et le bras de
manivelle 7, on obtient les relations suivantes (voir fia. 3 et 4)
Ah ( ) = h0 - h
En clair: le deplacement en hauteur du coulisseau Ah5 en fonction d'un
angle de rotation 4 quelconque peut etre exprime comme une fonction de
la longueur de bras de manivelle a, de la longueur de la tige de
manivelle b, de l'excentricite e et de l'angle de rotation e,
Pour que les deux diagrammes "A" et "B" puissent etre relies entre
eux, il faut encore trouver une relation entre la difference de niveau
d'water AH = H2-H1 et l'angle de rotation #.L'angle de rotation # 1
correspond au niveau d'water H1 et l'angle de rotation 2 au niveau
d'water H2. On designe par #2, l'angle entre la verticale 16 et le
bras de flotteur 19 au niveau d'water maximal H2. La distance entre
l'axe de pivotement 12 et le pivot 9 est designee par k.
On a alors
H ( ) = 1. cos ( 1' + ) + k
On pose maintenant les diagrammes "A" hydrauliques correspondant a une
section de tuyau donnee, sur les diagrammes de fermeture "B". La
plupart du temps, il faut selectionner differents diagrammes pour
trouver un recouvrement optimal.
On marque alors la portion de courbe de fermeture qui convient le
mieux, a l'interieur du domaine de reglage choisi, a la portion de
courbe hydraulique pour le debit par seconde souhaite. Cette portion
de courbe de fermeture correspond a des parametres determines pour les
longueurs de leviers, le positionnement des leviers et l'excentricite,
qui doivent alors etre ajustes sur le dispositif de reglage, pour
assurer le debit constant pour un niveau d'water variable.
Sur la fig. 8, on a represente un mode de realisation de l'invention
dans lequel le dispositif de reglage est entierement dispose a
l'interieur du bassin. Cette figure montre comment on peut agrandir ou
reduire la zone de pivotement ss maximale en faisant varier la
longueur 1 de la tige de flotteur 19. La liaison reglable et blocable
sans rotation entre la tige de flotteur 19 et le bras de manivelle 11,
s'effectue au moyen d'un disque a trous 23 et de goupilles 24. Pour
que le flux ne s'interrompe pas et cree des turbulences, un talon 26
oriente contre le courant et guidant le courant, peut etre dispose sur
le bord inferieur du coulisseau 3. On empeche ainsi egalement que des
fils, des chiffons, des salissures de forme allongee ne s'enroulent
sur le bord inferieur.
Sur la fig. 9, il est prevu, a la place du coulisseau 3, une fermeture
par segment 25 qui est montee a pivotement a l'extremite de deux
paliers 30. L'extremite de la tige de manivelle 7 vient en prise dans
la fermeture par segment 25 pour faire pivoter celle-ci. La zone de
pivotement est a nouveau limitee par deux butees 21, 22. Le segment
est avantageusement realise sous forme de corps ferme.
D'autres details du dispositif de reglage sont visibles sur les vues
en perspective des fig. 10 et 11. On y montre comment les deux butees
21, 22 sont fixees de facon reglable sur le bati 4 et cooperent avec
un element en saillie 27 qui est monte sur le coulisseau 3. (fig. 11).
Conformement a la fig. 10, on voit comment la tige de manivelle 7 est
reliee au bras de manivelle 11 a l'aide de l'articulation a bille 10
et comment ce bras et la tige de flotteur 19 sont fixes sur l'axe 12 a
l'aide de manchons 28. Le flotteur 18 est monte a coulissement sur la
tige de flotteur 19, par une fixation 29.
Ainsi que cela ressort de ce qui precede, l'invention ne se limite
nullement a ceux de ses modes de mise en oeuvre, de realisation et
d'application qui viennent d'etre decrits de facon plus explicite;
elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir a
l'exprit du technicien en la matiere, sans s'ecarter du cadi ni de la
portee, de la presente invention.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Dispositif de reglage commande par flotteur, pour modifier la
section de passage d'un tuyau d'evacuation d'un bassin de liquide, en
fonction du niveau du liquide, caracterise en ce que le flotteur (18)
est place sur une tige de flotteur (19) qui fait partie d'un
dispositif a leviers articules a reglages multiples (7, 11, 19),et en
ce que ce dispositif agit sur un organe d'etranglement (3, 25) pouvant
penetrer de facon reglable dans la section du tuyau, pour modifier sa
position en fonction des mouvements du flotteur (18).
2. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que le
flotteur (18) est monte a coulissement et a blocage sur la tige de
flotteur (19), en ce que cette derniere et un bras de manivelle (11)
qui lui est relie, sont montes a pivotement autour d'un axe de
pivotement (12), la tige de flotteur (19) et le bras de manivelle (11)
formant entre eux un angle ( and, et en ce que la liaison entre la
tige de manivelle (11) et le bras de flotteur (19) est deblocable et
blocable sans rotation en vue de modifier l'angle ( and.
3. Dispositif selon la revendication 2, caracterise en ce que le bras
de manivelle (11) est relie de facon articulee avec une tige de
manivelle (7) dont l'extrenite libre (8) vient en prise de facon
articulee avec un pivot (9) monte sur l'organe d'etranglement (5), et
en ce que les longueurs (a, b) du bras de manivelle (11) et de la tige
de manivelle (7), respectivement, peuvent etre modifiees en vue de
modifier le rapport de levier (a:b) correspondant.
4. Dispositif selon la revendication 2, caracterise en ce qu'il
presente une fixation (4) disposee sur la paroi du bassin (1) au
voisinage de l'ouverture du tuyau (2) et sur laquelle l'organe d'
etranglement (3) est monte de facon mobile, et en ce que l'axe de
pivotement (12) repose dans un bloc de palier (13) qui est monte a
coulissement et a blocage dans la fixation (4).
5. Dispositif selon les revendications 3 et 4, caracterise en ce que
la distance mesuree entre une verticale (15) passant par le pivot (9)
et une verticale (16) passant par l'axe de pivotement (12) et definie
en tant qu'excentricite (e), peut etre modifiee.
6. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que l'organe
d'etranglement est un coulisseau (3) mobile verticalement et monte
dans deux guides lateraux (5) du bati (4).
7. Dispositif selon la revendication 6, caracterise en ce qu'un talon
(26) oriente contre le courant est monte sur le bord inferieur du
coulisseau (3).
8. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que l'organe
d'etranglement est un segment (25) pivotant realise sous la forme d'un
corps ferme.
9. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que le
dispositif a leviers articules est dispose a l'interieur ou a
l'exterieur du bassin et en ce que l'axe (12) traverse la paroi du
bassin de facon etanche.
10. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que
l'organe d'etranglement (3,25) est dispose de facon mobile entre deux
butees (21, 22) reglables.
11. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que le
flotteur (18) est monte dans un reservoir qui se trouve en liaison
communicante avec le bassin.
12. Procede d'actionnement du dispositif de reglage selon la
revendication 1, caracterise en ce que des diagrammes (A) avec des
familles de courbes (vl,v2,v3..) de debit d'water constant sont
etablis pour une section de tuyau determinee, en ce que d'autres
diagrammes (B) avec des familles de courbes de fermeture (SlrS2'S3".)
sont etablis, qui dependent de la cinematique'du dispositif de
reglage, en ce que les diagrammes (A,B) sont superposes l'un sur
l'autre pour trouver une portion de courbe de fermeture (s) qui
s'ajuste sur une portion de courbe de debit (v) pour le debit par
seconde souhaite, et en ce que les valeurs de consigne (l,a,b, and e)
associees a cette portion de courbe de fermeture (s) sont ajustees sur
le dispositif de reglage.
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