Brevet FR2300627A1 — publié le 19760910

La présente invention concerne un appareil pour l'élimination par lavage de résidus ou de rouille adhérant à la face intérieure de chambres de réaction chimique, cuves de polymérisation, bétonnières, récipients de mélange de remèdes liquides, cuves de brasserie, tuyaux de grand diamètre et récipients analogues, au moyen d'eau sous forte pression jaillissant par des ajutages et vise notamment un appareil de ce genre dont les ajutages décrivent automatiquement un double mouvement, de rotation et de révolution, du fait de la réaction engendrée par les jets émanant des ajutages. Dans un tel appareil, il est indispensable de prévoir un moyen permettant de régler la vitesse de rotation des ajutages pour obtenir l'effet de lavage souhaité. En effet, en l'absence d'un tel moyen de réglage, la vitesse de rotation des ajutages est proportionnelle à la puissance de la réaction engendrée par le jaillissement de l'eau de lavage, cette puissance étant ellemême proportionnelle à la pression de l'eau et au débit auquel celle-ci jaillit. Or, quand les ajutages tournent trop vite, les jets qu'ils émettent sont pulvérisés, ce qui réduit leur force d' impact. Quand par contre ils tournent trop lentement, le lavage devient moins efficace. Un appareil de lavage comportant un moyen de réglage du genre précité est décrit dans le brevet des Etats-Unis nO 3 623 665 assigné à la demanderesse. Dans cet appareil, une pompe à engrenages est montée dans un carter supérieur autour d'un arbre creux à travers lequel de l'eau de lavage sous haute pression arrive aux ajutages. L'arbre creux est accouplé à un porte-ajutages de façon à être entraîné par la rotation des ajutages pour faire tourner la pompe à engrenages. Cette pompe contient de l'huile qui circule en circuit fermé, en quantité réglée par une soupape doseuse. En conséquence, on règle les vitesses de rotation (autour de l'axe du porte-ajutages) et de révolution (autour de l'axe de l'arbre creux) en ajustant à l'aide de la soupape doseuse la quantité d' huile en circulation dans la pompe à engrenages. Toutefois, dans cet appareil de lavage connu, lorsqu'on augmente le diamètre de l'arbre creux afin de pouvoir augmenter le débit de projection d'eau sous forte pression, il en résulte nécessairement une augmentation des diamètres de la pompe à engrenages et donc du carter supérieur. Or, un appareil de lavage à carter supérieur ainsi agrandi devient trop lourd pour qu'un opé rateur puisse le soulever et le transporter à la main et ne peut servir à laver des récipients à débouché étroit. De plus, si l'eau de lavage qui traverse l'arbre creux vient, pour quelque raison, à fuir après un usage prolongé et à pénétrer dans la pompe à engrenages, il devient impossible de régler les vitesses de rotation et de révolution des ajustages. En outre, l'expérience révèle qu'après utilisation prolongée de l'appareil connu,les vitesses de rotation et de révolution des ajutages deviennent irrégulières s'il existe des fuites d'huile et des infiltrations d'air dans la pompe à engrenages. En outre, il est difficile d'obtenir avec précision les vitesses souhaitées de rotation et de révolution des ajutages. La présente invention a pour-objet d'améliorer encore l'appareil de lavage décrit ci-dessus. A cette fin, elle a pour but de proposer un appareil de lavas du genre décrit ci-dessus dont le poids et l'encombrement soient réduits afin qu'on puisse le manipuler facilement et l'insérer aisément dans des récipients à débouché petit ; dansiequel l'eau de lavage sous haute pression ne risque en aucun cas de pénétrer dans la pompe à engrenages ; dans lequel on puisse régler de manière précise et sûre les vitesses de rotation et de révolution des ajutages ; dans lequel, même si le volume d'huile présent dans la pompe à engrenages baisse pour quelque raison, le volume nominal soit automatiquement reconstitué pour éviter toute irrégularité des vitesses de rotation et de révolution des ajutages et prolonger la longévité de la pompe, et dans lequel on puisse vérifier la quantité d'huile en circulation dans la pompe sans démonter celle-ci. Ces buts et caractéristiques de l'invention, ainsi que d' autres, ressortiront de la description qu'on va maintenant donner de réalisations préférées de l'invention, en se référant aux dessins annexés, sur lffquels : la figure 1 est une vue de face, partiellement en coupe, d'un appareil selon un premier mode de réalisation de l'invention;; la figure 2 est une vue de profil montrant comment deux ajutages sont disposés autour d'un porte-ajutages la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 1 la figure 4 est une vue de profil avec coupes de la soupape doseuse la figure 5 est une vue de profil montrant la disposition des roues de la pompe à engrenages la figure 6 est une vue de face, avec coupes des principales sections d'un appareil à laver selon un second mode de réalisation de l'invention la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 6. Selon le premier mode de réalisation d'appareil de lavage conforme à l'invention, illustré par les figures 1 à 5, un carter supérieur 10 est formé de deux pièces circulaires supérieure 11 et inférieure 12, dont la seconde présente à la base un pignon d' angle 13. Les pièces supérieure 11 et inférieure 13 sont réunies ensemble par des boulons 14 traversant leurs pourtours. Un arbre creux 151 tourillonnant dans le carter 10, est soutenu par un palier auto-lubrifiant 16, par un roulement de butée axiale 17 et par un roulement à aiguilles 18. Le palier auto-lubrifiant 16 situé au sommet de l'arbre creux 15 et un joint à huile 19 situé au-dessous de ce palier interdisent efficacement toute fuite de 1 'eau de lavage arrivant dans le carter 10 par un tuyau souple 20, relié par un raccord 21 au sommet ouvert du carter 10. L'arbre creux 15 présente un tronçon inférieur 22 de diamètre accru, dont la face supérieure annulaire est séparée de la pièce 12 par une plaque d'usure 23. Un palier auto-lubrifiant 24, présentant des alésages horizontal et vertical sécants, est inséré dans le tronçon inférieur de grand diamètre 22 par une ouverture prévue à droite sur la figure 1 et est maintenu en place par un anneau fendu 25 portant étroitement contre la face inférieure du tronçon large 22. Un chapeau 27 est fixé à l'extrémité inférieure de l'arbre 15 par un boulon 26. On va maintenant considérer l'ensemble d'ajutages 30, qui tourne du fait de la réaction engendrée par les jets d'eau de lavage. Un bras porte-ajutagesrotatif 31 repose sur le palier 24, perpendiculairement à l'axe de l'arbre creux 15. Le bras 31 présente une cavité 32, qui s'étend de son extrémité extérieure jusqu'à son milieu et dont l'extrémité intérieure communique avec l'intérieur creux de l'arbre 15 par un trou 33 percé dans le pourtour du bras 31 et par l'alésage vertical 34 du palier auto-lubrifiant 24. Sur l'extrémité ouverte du bras 31 est vissé un porte ajutages 35 présentant deux passages coudés 36 qui communiquent avec la cavité 32 du bras 31, comme représenté sur la figure 2. Deux ajutages 37, fixés sur le porte-ajutages 35, communiquent chacun avec l'un des passages coudés 36. Ces passages 36 et les ajutages 37 sont disposés symétriquement par rapport a' l'axe du bras 31 de façon que la réaction engendrée par les jets émanant des ajutages 37 fasse tourner le bras 31 autour de son axe. Autour du bras 31 est aussi fixée par des vis d'arrtt 38, intérieurement au porte-ajutages 35, une couronne à denture d'angle 39 qui engrène avec le pignon d'angle 13 prévu à la base de la pièce inférieure 12 du carter.Une collerette 40, solidaire du bras 31 et située intérieurement à la couronne dentée 39, est serrée vers la gauche sur la figure 1 par une plaque de serrage 41 appliquée contre le côté ouvert (situé à droite sur la figure) du tronçon large 22 de l'arbre 15 ; un écrou 42, vissé sur le tronçon plein du bras porte-ajutages3l, exerce une poussée dirigée vers la droite sur la figure 1, transmise par une plaque de serrage 43 qui porte contre l'extrémité gauche du tronçon large 22. De la sorte, le bras 31 est immobilisé latéralement. Avec l'agencement décrit ci-dessus,quant les ajutages 37 tournent autour de l'axe du bras 31 sous l'effet des jets d'eau qui les traversent, ils décrivent aussi un mouvement de révolution autour de l'axe de l'arbre creux 15 sous l'action des dentures d'angle 13 et 39. On va maintenant examiner le dispositif 50 de réglage des vitesses de rotation et de révolution des ajutages 37. Une pompe à engrenages est prévue sur le bras 31, à son extrémité opposée au porte-ajutages 35, c'est-à-dire sur son tronçon plein. Cette pompe comporte un corps de pompe 51 vissé sur le tronçon inférieur large 22 de l'arbre creux 15 par un raccord annulaire 52. Ce raccord présente un trou 53 ménagé extérieurement au tronçon large 22 de l'arbre creux 15 de sorte que, même si l'eau de lavage fuit le long du bras 31, franchissant tout à tour le palier auto-lubrifiant 24, le tronçon large 22, la plaque de serrage 43 et 1' écrou 42, l'eau de fuite s'égoutte par le trou 53 et ne peut pénétrer dans le corps de pompe 51.Le tronçon plein du bras 31 pénètre dans une cavité cylindrique 54 du corps de pompe 51, à travers un joint so~-que 55 assurant l'étanchéité au liquide autour du bras rotatif. Le bras 31 est décentré dans la cavité cylindrique 54. Une roue à denture extérieure 56, représentée sur la figure 5, clave tée sur le bras 31 dans la cavité cylindrique 54, engrène avec une roue à denture intérieure 57, qui tourne sans jeu dans la cavité cylindrique 54, ces deux roues formant une pompe à engrenages remplie d'huile. Avec cette pompe communiquent deux fentes arquées 58,59, communiquant elles-mêmes avec des passages d'admission 60 et de sortie 61 ménagés dans un chapeau de pompe 62. Ces passages d'admission 60 et de sortie 61 débouchent tous deux dans un passage 63 de dosage d'huile. Dans le passage 63 s'étend, comme représenté sur la figure 4, une vis 64 permettant de régler le volume d'huile introduit dans la pompe. La vis 64 est prolongée par une tige cylindrique 65, de diamètre légèrement inférieur à celui du passage de dosage 63. La tige 65 s'étend en travers du passage d'admission 60, mais n'atteint pas le passage de sortie d'huile 61. La vis 64 est vissée dans le chapeau de pompe 62, entourée par un joint torique 66 et munie, à l'extérieur du chapeau 62, d'un bouton de réglage 67. Du fait que la vis de réglage s'étend ainsi dans le passage 63, l'huile doit traverser, pour atteindre le passage d'admission 60, le goulet défini entre la tige 65 de la vis de réglage 64 et la paroi du passage. Ainsi quand la longueur 1 de ce goulet diminue, le volume d'huile qui traverse ce goulet pour passer dans le passage d'admission 60 augmente, ce qui augmente la pression régnant dans la pompe à engrenages et réduit ainsi la vitesse de rotation du bra 31. Quand par contre la longueur 1 du goulet augmente, le volume d'huile traversant le goulet diminue, de sorte que la pression régnant dans la pompe baisse et que la vitesse de rotation du bras 31 augmente.Ainsi, on peut régler précisément et nettement la vitesse de rotation du bras 31, proportionnelement à la longueur 1, en faisant tournera vis de réglage 64. Au chapeau de pompe 62 est aussi incorporé un réservoir d' huile 70, communiquant avec le passage de réglage 63 par un passage 71, qui s'étend dans le même plan que le passage d'admission 60, perpendiculairement à ce dernier et au passage de réglage 63. Le réservoir d'huile 70 comprend un corps 72, partiellement vissé dans le chapeau de pompe 62 et qui communique avec le débouché in térietur du passage 71. Un piston d'équilibrage 73 est inséré sans jeujde manière étanche au liquide dans le corps 72 et sollicité, à l'encontre de la pression d'huile régnant dans ce corps, par un ressort 74 interposé entre un redan annulaire du piston 73 et un capuchon 75. Le piston d'équilibrage 73 présente axialement un passage cylindrique 76 et une bille en acier 77, de plus grand diamètre que le passage 76, est appliquée par une vis d'arrêt 78 contre le débouché de ce passage. Avec un réservoir d'huile ayant cette structure, lorsqu'au moyen de la vis de réglage 64, on a augmenté la longueur 1 pour réduire le volume d'huile pénétrant dans le passage d'admission 60, une partie de l'huile arrivant dans le passage 63 par le passage de sortie 61 rejoint le réservoir 70 par le passage 71.Quand par contre on agit sur la vis de réglage 62 pour réduire la longueur 1, un appoint d'huile arrive du réservoir 70 dans le passage de réglage 63, par le passage 71. Le réservoir 70 assure ce double résultat : emmagasinage de l'excès d'huile et envoi d'un appoint d'huile grâce à sa structure conçue pour que le piston d'équilibrage 73, sollicité par le ressort 74, épouse les variations du volume d'huile présent dans le réservoir.En outre, même si la quantité d'huile présente dans la pompe vient à baisser pour quelque raison, l'appoint d'huile nécessaire pour maintenir cette quantité constante arrive automatiquement du réservoir 70, de sorte que la possibilité de réglage de la vitesse de rotation des ajutages subsiste pendant un temps prolongé sans qu'on ait à faire l'appoint d'huile. On peut en outre déduire la quantité d'huile présente dans le réservoir 70 de la position du piston d'équilibrage 73. De plus, lorsqu'on fait l'appoint d'huile après avoir retiré la vis d'arrêt 78 et la bille 77, on introduit l'huile dans le réservoir 70 en tirant sur le piston d'équilibrage 73, ce qui évite la pénétration d'air dans le réservoir. Selon la variante illustrée par les figures 6 et 7, le réservoir d'huile 70, ayant la structure décrite à propos de la figure 3, est assemblé avec le corps de pompe 51a à l'intérieur du chapeau 27a. Les deux fentes 58, 59 et les passages d'huile 60, 61, 63 et 71 desservant la pompe sont ménagés dans le corps pompe 51a. En conséquence, le chapeau de pompe 62a est plus mince et sa face bombée ne fait que légèrement saillie sur l'enveloppe de 1' appareil. La vis de dosage d'huile 64a incorporée au corps de pompe 51a forme une soupape à pointeau et diffère de celle précédemment décrite. Alors que dans la première réalisation, le corps de pompe 51 est vissé dans le tronçon inférieur de diamètre accru 22 de l'arbre creux 15, l'arbre creux 15a selon la variante ne présente pas ce tronçon élargi. Par contre, le corps de pompe 51a présente un tronçon intérieur creux 52a analogue au tronçon 22 de l'arbre creux 15 et par lequel il est vissé sur le tronçon inférieur de l'arbre 15a. te chapeau 27a est fixé au tronçon intérieur creux 52a du corps de pompe 51a par un boulon 26, qui traverse une entretoise tubulaire 28. L'arbre 44 d'entraînement de la pompe à engrenages n'est pas formé par le bras porte-ajutages 31. L'arbre 44 présente, à son extrémité intérieure, un bossage 45 à section rectangulaire engagé dans une cavité 46 à section rectangulaire ménagée dans le tronçon intérieur plein du bras porte-ajutages 31a, de sorte que la rotation de ce bras se transmet à l'arbre de la pompe. Pour immobiliser latéralement le bras 31a, une collerette 40a formée sur ce dernier porte contre le côté droit du palier auto-lubrifiant 24 représenté sur la figure 6, contre laquelle elle est pressée par une plaque de serrage 41a et par un écrou 47 vissé sur le débouché du tronçon creux 52a du corps de pompe 51a. On va maintenant décrire le fonctionnement de l'appareil selon les deux modes de réalisation décrits : quand de l'eau de lavage sous forte pression arrive par le tuyau souple 20, elle traverse l'arbre creux 15 ou 15a, le bras porte-ajutages 31 ou 31a et le porte-ajutages 35 pour jaillir par les deux ajutages 37. La réaction engendrée par les jets émanant des ajutages fait tourner le bras porte-ajutages 31 ou 31a autour de son axe, du fait que le porte-ajutages 35, tournant avec les ajutages, est fixé à ce bras. En tournant autour de son axe, le bras )1 ou 31a fait aussi tourner la couronne à denture d'angle 39 qui lui est fixée et qui engrène avec le pignon d'angle 13, prévu sur la pièce inférieure 12 du carter supérieur 10, de sorte que le bras 31 ou 31a et les ajutages 37 décrivent un mouvement de révolution autour de l'axe de l'arbre creux 15 ou 15a.Cet arbre creux, accouplé au bras 31 ou 31a par la pompe à engrenageS tourne aussi autour de son axe. Pendant rotation du bras porte-ajutages autour de son axe, la roue à denture extérieure 56 qui lui est accouplée dans le corps de pompe 51 ou 51a tourne aussi et engrène avec la roue à denture intérieure 57, de sorte que l'huile présente dans la pompe traverse tour à tour la fente de sortie 59, les passages 61, 63 et 60 et,ia fente d'entrée 58. En faisant tourner la vis de réglage 64 ou 64a, dans le sens soit horaire, soit anti-horaire, on règle la quantité d'huile, et donc la pression agissant sur la roue 56 de la pompe, ce qui ajuste simultanément la vitesse de rotation des ajutages autour de l'axe du bras 31 ou 31a et leur vitesse de révolution autour de l'axe de l'arbre creux 15 ou 15a. La structure décrite ci-dessus conférée à l'appareil de lavage selon l'invention assure de nombreux avantages. Tout d'abord, par rapport à l'appareil de structure connue comportant une pompe à engrenages, pour le réglage des vitesses de rotation et de révolution des ajustages, incorporée'au carter supérieur pour être entraînée par la rotation de l'arbre creux, l'appareil de lavage selon l'invention peut avoir un encombrement et un poids réduits, même lorsqu'on augmente le diamètre de l'arbre creux pour projeter davantage d'eau de lavage, du fait que la pompe à engrenages selon l'invention est accouplée au bras porte-ajutages. in second lieu, du fait que la pompe est montée à l'écart des passages d'eau de lavage sous pression, l'eau de lavage ne risque pas d'y pénétrer. En troisième lieu, dans la structure préférée dans laquelle le réservoir d'huile communique avec les passages de circulation d'huile de la pompe à engrenages, même si la quantité d'huile en circulation dans la pompe diminue un peu pour quelque raison, par exemple du fait de fuite, après un usage prolongé, cette quantité d'huile est reconstituée à partir d'une réserve. De plus, dans cette structure, on peut connaître la quantité d'huile emmagasinée dans le réservoir d'huile par simple examen de la position du piston d'équilibrage. enfin, dans la structure préférée comportant une vis doseuse d'huile à soupape cylindrique, on peut ajuster finalement les vitesses de rotation et de révolution des ajutages. On pourra bien entendu apporter aux réalisations préférées ici décrites diverses modifications et variantes sans qu'elles sortent, pour autant, du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de lavage à rotation automatique, caractérisé en ce qu'il,'comprend en combinaison : un carter supérieur à relier à un tuyau d'amenée d'eau de lavage sous forte pression, un arbre creux disposé dans ce carter et communiquant avec ledittqyau, un bras porte-ajutages qui présente une cavité axiale fermée à une extrémité, laquelle communique par son extrémité intérieure avec la cavité axiale de l'arbre creux, deux ajutages disposés symétriquement par rapport à l'axe du bras porte-ajutages et qui communiquent avec l'extrémité extérieure ouverte de la cavité de ce bras pour faire tourner ce dernier autour -de son axe du fait de la réaction engendrée par les jets qu'ils émettent, des engrenages faisant décrire audit bras un mouvement de révolution autour de l'axe du carter Supérieur quand les ajutages tournent autour de l'axe de ce bras et une pompe à engrenages prévue du côté du bras opposé aux ajutages pour régler les vitesses de rotation et de révolution des ajutages, cette pompe présentant une cavité cylindrique dans laquelle pénètre un arbre d'entraînement de pompe qui tourne du fait de la rotation du bras porte-ajutages, une roue à denture extérieure calée sur ledit arbre d'entraînement dans la cavité cylindrique, une roue à denture intérieure insérée sans jeu dans la cavité cylindrique de la pompe et engrenant avec la roue à denture extérieure, un passage de circulation en circuit fermé communiquant avec une entrée et une sortie de la cavité cylindrique, une soupape doseuse qui s'étend dans ledit passage de fluide, et un réservoir de fluide communiquant avec ce passage, ce réservoir comportant un moyen d'équilibrage qui épouse les variations du volume de liquide contenu. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit passage de fluide comporte un goulet doseur de fluide à travers lequel du fluide sortant de la cavité cylindrique rejoint cette cavité et dans lequel s'étend la soupape doseuse, et er ce que le réservoir communique avec l'extrémité d'aval du goulet doseur, ce réservoir comportant une enveloppe vissée dans le corps de la pompe et un piston d'équilibrage sollicité vers le fluide et dont une extrémité est exposée à l'extérieur du corps de pompe. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe à engrenages est montée dans un corps de pompe fixé à l'arbre creux et percé, dans sa partie enfermant l'arbre d'entrat- nement de la pompe, de trous de purge de l'eau de lavage ayant éventuellement fui vers la pompe à engrenages. 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit réservoir est prévu à l'intérieur d'un chapeau qui referme la base de l'appareil à laver. 5. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le réservoir comporte encore une cavité axiale ménagée à travers le piston d'équilibrage, une bille de plus grand diamètre que cette cavité axiale, dont elle refermegltextrémité ouverte, et une vis de réglage vissée dans le piston d'équilibrage, extérieurement à cette bille. 6. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la soupape doseuse comporte un tronçon cylindrique qui pénètre dans le passage doseur jusqu'au-delà du point de communication de ce passage avec le réservoir et qui définit un goulet avec la paroi du corps de pompe.