Brevet FR2085623A1 — publié le 19711231

La présente invention concerne un système de surpression des fluides, caractérisé par l'emploi d'un injecteur muni d'un piston, que dans ses déplacements alternatifs provoque l'augmentation de pression en rapport direct de la forme du dit piston. 5 L'alimentation correcte et désirée de l'injecteur est commandée automatiquement et en amont, par l'intermédiaire d'un régulateur ou détendeur mixte, que selon les variations de pression reçues, peut doser les pressions additionnelles, qu'à la sortie de l'injecteur seront constantes. 10 En aval du régulateur, une soupape de fermeture automatique, pro tège l'injecteur des excès de pression dues à des déficiences ou anomalies dans les circuits qui alimentent 1'injecteur en fluide qui doit être soumis à la surpression. Pour que l'invention soit aisément comprise, on citerait dans cet-15 te description, et à titre d'exemple, son utilité dans le cas de surpression des liquides, servant à alimenter un édifice d'habitation. En l'occurence, l'édifice dû à sa haute«r nécessite recevoir à sa base une pression d'eau, de l'ordre de /fKg au cm2, garantissant de la sorte une alimentation correcte aux niveaux supérieurs. 20 La pression d'eau venant du réseau urbain, ne possède que irrégu lièrement cette force, et que selon les heures, et l'importance des consommations, peut se réduire à deux ou trois Kg. au cm2. Pour y remédier , on utilise des installations avec des systèmes hjdropneumatiques, actionnées par pompage, les processus en général 25 sont les suivants: l'eau du réseau se déverse dans une cloche ou récipient, d'où la pômpe l'aspire pour l'introduire dans un récipient hermétique, comprimant un matelas d'air de manière que celui-ci dans sa détente pousse l'eau dans les canalisations. On aura remarquer, que la pression venant du réseau a été eomplè-30 tement gaspillée en la déversant dans le récipient. L'application de l'objet de cette invention, dans ce cas particulier, permet d'utiliser cette pression, et d'apporter le supplément nécessaire pour que dans l'addition des pressions, on trouve un résultat mathématique. 35 En utilisant dans ce cas, l'air comprimé comme force a4ditionnelle et si le réseau urbain donne 2J£g. cm2.; 2Kg. d'air additionnés aux premiers, feraient les ij-Kg., nécessaires; si dans le réseau la pression est de 3Kg.; IKg. en air ferait ainsi les 2*Kg précisés; quand lesi^Kg. seront atteints, dans le réseau, l'air cesserait d'apporter son appui. 40 Dans le cas où le réseau viendrait à cesser totalement d'apporter 70 41667 2 2085623 pression et débit, à conséquence de pannes ou autres motifs, l'objet de la présente invention, et par l'intermédiaire de la soupape de protection cesserait toute activité, jusqu'au rétablissement de l'alimentation venant du réseau. 5 Le régulateur de pression mixte, placé en anoàt de l'installation, reçoit d'un côté la pression du réseau, et de l'autre, la pression d'air fournie par un moyen quelconque de production. Le régulateur comporte deux pistons coaxiaux placés en cascade, de façon que par son action conjointe puissent par laminatiop, déterminerla valeur en pression aé-10 cessaire dans les conduites qui alimentent l'injecteur. L'injecteur, est composé principalement, d'un piston d'une structure particulière et des dimensions appropriées à chaque mode de calcul et utilisation. Un jeu de clapets concentrique» au piston, provoquent l'arrivée et l'échappement de la force de propulsion que alter— 15 nativement occasionnerait le déplacement du piston, et que réciproquement ouvrirait ou fermerait le âitB clapetf, au même temps qu'injecterait par la force reçue la pression dans le fluide à surpresser. On va décrire maintenant, à titre d'illustration, des possibilités de la mise en oeuvre de l'invention, sans aucun caractère limi-20 tatif de la portée de celle-ci, et au mode de réalisation pris cornue exemple et représenté ec&ématiquement, sur les dessins annexes dans lesquels: La Fig. 1 représente une vue d'ensemble d'un appareillage conforme à l'invention destinée à la surpression de l'eau dans l'alimenta-25 tion d'un immeuble. La Fig. 2 est une coupe verticale réalisée dans l'axe du régulateur de pression mixte. La Fig. 3 est la coupe sur la soupape d'obturation que protège l'injecteur quand la pression excède au-dela du prescrit. 30 La Fig. 4 représente aussi une coupe faite sur l'injecteur. En se référënt à la figure 1, l'installation comporte en A, un régulateur de pression mixte (Fig. 2 ), en B, une soupape (Fig. 3 ), et en C, l'injecteur (Fig. ij- ). Le régulateur Fig. 2, comporte des alésages coaxiaux dans lesquels 35 on loge les pistons différentiels 5» et 6; les membranes souples 7.et 8; les orifices de purge 9. et 10; le clapet 11, fixé à l'extrémité du piston 6. Le bloc 12, comporte les conduit» nécessaires pour alimenter en pression, soit les chambres créees par les membranes, et les canalisations d'alimentation. Le régulateur reçoit en sa partie supérieure et dans la chambre 1, 70 41667 3 2085623 la pression venant directement du réseau urbain. A sa base, le conduit 3, alimente en air comprimé le régulateur, quand l'air passe dans le conduit 4, la chambre 2, reçoit cette pression. Fonctionnement: En suivant l'exemple cité d'un édifice nessecitant 5 4Kg. cm2, de pression d'eau. Le conduit 3, apporte l'air à une pression de JKg., et pour que se produise sa fermeture par le clapet 11, les pistons 5 ou 6, doivent avoir dans leurs chambres une pression de 4Kg. Si la chambre 1, reçoit du réseau cette pression, le piston 5» 10 transmet à lui seul cette force sur le piston 6, et empêche le pa*aage de l'air dans la canalisation if, obstruée sur 3» par le clapet 11. Si le réseau comporte de l'eau à une pression de 3Kg. le piston 5» appuie sur le piston 6, mais cette force est insuffisante pour provoquer la fermeture sur 3» le passage de l'air se produit alors sur if, et 15 quand la chambre 2, reçoit un Kg. les forces cumulées des deux pistons viennent fermer le pas-sage sur 3, et ainsi la canalisation if, serait dosée à 1 Kg. Plus la pression est faible en 1, plus elle doit être forte en 2, de manière que en additionnant les deux pressions on trouve une résul-20 tante de ifKg. On comprend aisément que si la pression devenait nulle en 1, le piston 6, fermerait le conduit 3» avec le clapet 11, quand dans la chambre 2, la pression devienne de l'ordre de ifKg. La soupape d'obturation Fig. 3> comporte comme le régulateur, des 25 alésages coaxiaux dans lesquels se loge un piston différentiel 19; une membrane souple 1un ressort 17; un orifice de purge 15; un clapet 16, fixé sur l'extrémité du piston» Le bloc 18, comporte les perforations nécessaires à la communication directe sur la chambre 13, et la continuité de la canalisation if. 30 Fonctionnement: La chambre .13, reçoit constamment la pression four nie par le régulateur dans la canalisation kl le piston 19, reçoit cette force, mais il est contrebalancé par la pression du ressort 17, d'u» force appropriée aux besoins de l'installation» Pendant que le conduit if, apporte 1, 2 ou 3Kg. le ressort interdirait la fermeture par le 35 clapet 16, sur le conduit if. Les variations de pression dans le réseau urbain, sont dues à deas saisons ou heures selon l'importance de consommation, mais ne seront nulles que par suite de coupure, soit totale ou partiale, due à des réparations, branchements, restrictions, etc, etc.... ifO Si cette éventualité venait à se produire, le régulateur de près- 70 41667 k 2085623 sion laisserait passer une pression de 4 Kg., alors la force du ressort 17, sera vaincue, et le clapet 16, poussé par le piston 19» fermerait le passage de l'air dans la canalisation 4» protégeant de la sorte l'in -jecteur, qu'à ce moment ne recevrait plus d'eau à surpresser» 5 L'injecteur Fig4, est composé d'un corps extérieur 20, avec des alésages coaxiaux dans lesquels se logent et se déplacent les différents éléments énumérés: le piston 21, ayant dans l'axe longitudinal une couronne 22, solidaire du dit piston; ce piston est aussi perforé dans son axe diamétral, pour y loger la tige 23» et les ressorts 24 et 10 25, la tige 23, porte dans ses extrémités les pistons 26 et 27, qui eux reçoivent et guident les clapets 28 et 29» Le corps de l'injecteur est perforé de manière à recevoir par ses extrémités l'air comprimé dans les conduits 4» latéralement pour y recevoir les conduits 30 et 31» qui alimentent l'injecteur en eau venant 15 du réseau^t pour les conduits 32 et 33» P»*" lesquels l'eau surpressée irait dans les conduits de distribution; les échappements 34 et 35» qui facilitent l'évacuation de l'air une fois finie la propulsion, et les conduits 36 et 37» qui communiquent avec les chambres à air, pour y apporter l'air comprimé, et qui comportent les vis de réglage du débit 20 38. Le piston 21, avec sa couronne 22, une fois logé dans le corps de l'injecteur, occasionne la création des quatre chambres indépendantes; deux à air 39 et 40, et deux à eau 41 et 42, et que dans le mouvement alternatif du piston seront inversement et proportionnellement plus ou 25 moins réduites ou agrandies» Les clapets situés au droit des conduits 30, 31, 32 et 33» assureront à son moment et alternativement le passage et le non retour du liquide . Le fonctionnement de l'injecteur, et en se référant au dessin de la 30 Fig. 4, est le suivant: Pour sa compréhension aisée, on prend le cas du besoin cité de 4Kg. cm2, le réseau urbain fournissant 2Kg., et le régulateur comme déjà décrit alimenterait en air une valeur de pression de l'ordre de 2Kg.; pour faciliter de même la description, les surfaces des têtes du 35 piston 21, dans les chambres 39 et 40» sont égales aux surfaces de la couronne 22, donnant sur les chambres 41 et 42. L'eau, venant du réseau s'introduit dans les chambres 41 et 42, par les conduits 30 et 31» la- pression de l'eau à 2Kg», dans les deux chambres s'annule et forme un équilibre sur la couronne, en introdui— 40 sant une pression de 2Kg. d'air dans une des chambres 39 ou 40, cette 70 41667 5 2085623 pressioa agira sur la surface du piston et sur la couronne automatiquement, obligeant l'ensemble à se déplacer, ce déplacement permet l'arrivée de l'eau dans la chambre qui n'est pas surpressée et Tient avec sa pression aidér celle de l'air, que cumulées par les surfaces de contact 5 produisent la résultante de deux Kg., plus deux Kg., égal quatre Kg, Selon le dessin de la Fig. 4» on remarque que le clapet 28, est soulevé de son siège par le piston 26» et qu'en même temps fait obstrue -tion sur l'échappement 34» ainsi l'air venant par le conduit 4, passe par le conduit 36, dans la chambre 39» la pression cumulée dans cette 10 chambre oblige le déplacement du piston 21, vers la chambre 40, laquelle est en communication avec l'atmosphère par la position du piston 2?, qui a permit le clapet 29» de couper le passage de l'air venant du conduit 4» et libérer le contenu de la pression de la chambre 40, par l'échappement 35. 15 Comme on le voit vers la fin de sa course le piston 21, a compri mé le ressort 25, sur le piston 27,; pour finir sa course, le piston 21, déplacera le piston 27» qui entraînerait la tige 23» avec le piston 26. La distance hors-tout des échappements 34 et 35» est sensible-20 ment égale ou inférieure à la longueur totale des pistons 26 et 27» tige 23 comprise. Quand la face du piston 27» vient à couvrir l'échappement 35» Ie clapet 29» commence à se soulever de son siège, ainsi que le clapet 28» commence à s'assoir dans le sien. 25 A ce moment précis, et quand les échappements sont fermés,comme le clapet 29» laisse passer l'air dans la chambre 40» l'équilibre se produit et la détente du ressort 25, déplacera la tige 23» entraînant les pistons 26 et 27» provoquant l'ouverture franche du clapet 29, l'échappement par 34» de la pression de la chambre 39» et la fermeture du 30 clapet 28, par la propre pression reçue et venant par le conduit 4» Le processus décrit, se reproduira et alternativement dans les deux sens» et dans sa course, le piston 21, qu'entraîne avec lui la couronne 22, surpressera le liquide soit dans la chambre 41 ou 42. Le réglage manuel des vis d'étranglement 38, a pour objet de per-35 mettre que l'importance du débit en eau soit par rapport au débit air égale ou supérieure, de manière, à obtenir un afflujt de pressions le plus constant possible. On peut varier le rapport des surfaces entre la couronne et le piston, pour y obtenir des résultantes d'ordre d'économie ou de gran-40 deur de puissance. 70 41667 6 2085623 On conçoit aisément que l'on peut surpresser ainsi , des fluides ayant la même nature que le fluide moteur, et que dans le cas préeité on obtiendrait la surpression de l'eau par l'eau, en utilisant les pressions de la même et sans l'intervention d'aucune machine de pro-5 duction d'énergie, si les réserves en eau dépassent largement celles du besoin. Le nombre d'injecteurs peut être variable selon les besoins, et peuvent être alimentée et protégés en amont par un seiLL régulateur et une soupape de protection, si toutefois les débits peuvent s'avérés 10 suffisants» Dans l'exemple donné, on pourrait aussi envisager l'installation du système a partir des étages où l'on considère garante la pression venant du réseau, et de là, surpresser le liquide pour l'alimentation correete d'un, deux ou trois niveaux défavorisés, qui se traduirait en 15 une importante économie de force motrice; ainsi, comme l'installation en cascade dans les édifices de grande hauteur, en protégeant de cette manière les conduits et robineteries des étages inférieurs, des près* sions excessives. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à la forme d'exé-20 cutiom décrite et représentée, dont elle englobe toutes les variantes découlant des mêmes principes d'établissement, et d'être suceptible de subir des modifications de détailj utiles en coursde fabrication, sans pour cela s'écarter du cadre de l'invention» 70 41667 7 2085623 HE7ENDICAÎIOBS. 12/—Système de surpression des fluides par charge addionnelle à *. régulation et protection automatique, caractérisée en ce qu'il comprend un régulateur qui dosifie par lamination la pression motrice, selon les variations de celle qui comporte le fluide à surpresser, 5 d'un injecteur muni d'un piston qui reçoit de part et d'autre ceB fluides, et que, par sa structure, additionne la force du fluide surpresseur, à celle du fluide à surpresser, et d'une soupape d'obstruction qui provoque la fermeture du passage du fluide moteur quand la pression et le débit du fluide à traiter, sont inexistants. 10 22/-Système de surpression des fluides par charge additionnelle à régulation et protection automatique, suivant la revendication I, caractérisée en ce que le régulateur de pression est pourvu de deux pistons différentiels superposés, et indépendants, tributaires chacun des forces de pression dans leur chambre respective. 15 32/-Système de surpression des fluides par charge additionnelle à régulation et protection automatique, suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les pistons différentiels peuvent et selon les forces reçues agir seuls ou en commun addionner les forces pour y obtenir le dosage de pression à une valeur déterminée. 20 49/-Système de surpression des fluides par charge additionnelle à régulation et protection automatique, suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les pistons différentiels sont, l'un, tributaire de la pression du fluide à surpresser, et 1 *autre, de la pres-•sion d'appoint nécessaire au résultat désiré, et que les fluctuation# 25 des forces dans le premier agissent sur le deuxième, pour y obtenir ainsi et d'une manière inversement proportionnelle, un équilibre des cumuls. 5-/—Système de surpression des fluides par charge additionnelle à régulation et protection automatique, suivant revendication I, ca— 30 ractèrisée en ce que la soupape d'obstruction est porvue d'un piston différentiel, contrebalancé par un ressort d'une force appropriée, ne permettant la fermeture du circuit, qu'au delà d'une valeur pree— sionnelle supérieure en force à celle du ressort. 62/—Système de surpression des fluides par charge additionnelle 35 à régulation et protection automatique, suivant la revendication 5» caractérisée en ce que le piston est alimenté en amont et que selon les pressions reçues ferme ou ouvré le passage dâns les conduits 70 41667 8 2085623 d1 alimentation. 7°/-Système de surpression des fluides par charge additionnelle à régulation et protection automatique, suivant la revendication I, caractérisée en ce que l'injecteur est alimenté simultanément, et en 5 continuité par le fluide à surpresser, et le fluide surpresseur. 8S/-Système de surpression des fluides par charge additionnelle à régulation et protection automatique, suivant la revendication I, caractérisée en ce que l'injecteur comprend un piston cylindrique avec une couronne fixée dans son axe longitudinal et que les rapporta 10 des surfaces entre celles de la couronne et des têtes du piston, déterminent la valeur des résultantes. ga/-Système de surpression des fluides par charge additionnelle à régulation et protection automatique, suivant la revendication I, caractérisée en ce que le corps extérieur de l'injecteur, comporte 15 des alésages coaxiaux qui logent et guident le piston, et créent ainsi quatre chambres indépendantes, qui diffèrent de grandeur selon les déplacements alternatifs du piston; et des logements de toute sorte pour y recevoir des clapets, des pistons, des vis de réglage, des conduits d'échappement, d'alimentation des fluides nécessaires. 20 I02/-Système de surpression des fluides par charge additionnelle à régulation et protection automatique, suivant la revendication 8 et 9, caractérisée en ce que le piston comporte en son axe diamétral un alésage dans lequel, une tige est logée et guidée, et qui porte dans ses extrémités, des pistons, que dans les déplacements de la 25 tige, provoqués par le mouvement alternatif du piston, ouvrent ou ferment les conduits d'échappement, ainsi, que le déplacement des clapets pour l'admission alternative du fluide surpresseur dans les chambres de compression. II2/-Système de surpression des fluides par charge additionnelle 50 à. régulation et protection automatique, suivant la revendication 9 et 10, caractérisée en ce que les distances hors—tout des conduits d'échappement sont sensiblement égales ou inférieures, aux distances entre les têtes des pistons, tige comprise, de manière, que dans le mouvement alternatif, et à un moment précis, les deux conduits d'é-35 chappement soient fermés. 122/-Système de surpression des fluides par charge additionnelle à régulation et protection automatique, suivant la revendication 10, caractérisée en ce que chaque piston de la tige, comporte dans son 70 41667 9 2085623 axe diamétral, an logement pour y recevoir et guider un clapet, et d'un* profondeur déterminée, pour y permettre au moment opportun et précis, soit de maintenir l'ouverture franche du clapet, de le soulever légèrement à la fermeture des conduits d'échappement, pour y 5 créer un équilibre momentané des pressions dans les deux chambres de compression, ou de le libérer pour qu'il reçoive la pression qui provoquerait la fermeture du conduit. I3fi/-Système de surpression des fluides par charge additionnelle à régulation et protection automatique, suivant la revendication 10, 10 caractérisée en ce que la tige comporte, un ressort au droit de chaque piston, de manière que l'un ou l'autre, soit comprimé par le déplacement du piston de la revendication 8, jusqu'à ce que les chambres soient en équilibre de pression, due à la fermeture des échappements, et ouvertures des clapets, cet équilibre permet la détente du 15 ressort et provoque ainsi le déplacement du piston se trouvant freiné par la résistance du clapet, entraînant avec lui la tige et le piston de l'autre extrémité, que libère le clapet et permet la décharge de la chambre auparavant comprimée, permettant ainsi la surpression de l'autre. 20 14e/-Système de surpression des fluides par charge additionnelle à régulation et protection automatique, suivant la revendication I, caractérisée en ce que, les conduits d'alimentation sur l'injecteur comportent, des clapets anti—retourr facilitant l'admission et l'évacuation des fluides, et de créer l'indépendance totale, entre les 25 chambres qu'elles soient surpressées ou bien alimentées. 15®/—Système de" surpression des fluides par charge additionnelle à régulation et protection automatique, suivant la revendication 1, caractérisée en ce que, l'injecteur comporte des vis de réglage, dans l'admission du fluide surpresseur, et qui peut admettre d'autres ré-30 glages manuels dans les autres conduits, afin d'équilibrer les débits I6s/-Système de surpression des fluides par charge additionnelle à régulation et protection automatique, selon la revendication X, caractérisée en ce que l'ensemble des appareils et conduits peut recevoir l'installation de toutes sortes de dispositifs permettant un con 35 —trôle visuel, ainsi que des robiiets de purge et des vannes d'ar^fet. 172/-Système de surpression des fluides par charge additionnelle à régulation et protection automatique, suivant la revendication I, caractérisée en ce que, un régulateur et une soupape peuvent alimenter ét protéger en même temps un nombre variable d'injecteurs. 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