Brevet FR2342101A1 — publié le 19770923

La présente invention est relative à un dispositif d'écoulement, de préférence pour de l'eau ou des liquides analogues, dans lequel, avec un liquide pénétrant sous pression et gr ce à une circulation de l'agent incident et d'air autoaspiré, l'écoulement du liquide se produit à travers plusieurs ouvertures relativement grandes, les jets de liquide s'échap pant étant ainsi chargé d'air. Les jets d'eau parvenant à l'ajutage d'écoulement et l'air aspiré sont mis en tourbillon à l'intérieur du dispositif d'écoulement d'une façon telle que les jets d'eau s'écoulant sont produits de façon continue, pulsée, par intermittence et/ou avec des intensités égales ou inégales, la caractéristique désirée dans chaque cas pouvant être réglée en continu grâce à un ajutage d'écoulement pouvant être amené à tourner dans une direction quelconque. L'invention a pour base le problème d'offrir un dispositif d'écoulement avec une caractéristique d'écoulement telle que dépeinte ci-avant, qui peut être mise en oeuvre individuellement ou en multiple avec des robinetteries pour différents domaines d'utilisation, par exemple dans la technique sanitaire, sur des installations de rinçage et de préparation des systèmes à agents de refroidissement, etc..., d'une même manière avantageuse. Le dispositif d'écoulement est constitué par quelques pièces constructives simples, qui ne sont soumises à aucune usure, dont la possibilité de démontage permet par remplacement i pièces individuelles, de modifier le compor- tement d'écoulement en cas de nécessité. I1 est connu de produire un jet d'eau pulsé grâce à des soupapes magnétiques commandées électroniquement, de meme qu'on connaît des pompes avec des dispositifs d'interruption commandés mécaniquement. De tels appareils sont cependant exclus pour des domaines d'utilisation simples,à cause du prix de revient élevé & de l'importance du volume occupé. On connaît dans le domaine sanitaire, des douches à main pour des massages hydrauliques , dans lesquels les pièces fonctionnelles sont disposées à l'intérieur d'une tête de douche pouvant être commandée.Ces réalisations ont pour conséquence que les têtes de douche sont de réalisation complexe, donc susceptibles aux pannes, très grandes, onéreuses et peu faciles à manipuler, ellssrepeuvent être mises en oeuvre que dans un seul domaine d'uw tilisation. Le dispositif d'écoubaent suivant l'invention est constitué par un ajutage d'écoulement et une pièce d'admission avec des ouvertures d'admission profilées centrées. Sur un prolongement fileté coté écoulement de la pièce d'admission est agencé de façon ajustable et immobilisable axialement, un ajutage d'écoulement avec une pièce d'écoulement mobile en rotation, cette dernière s'appuyant axialement sur la pièce d'admission au moyen d'une ou plusieurs rondelles annulaires élastiques et d'une bague conique, ou d'une colonne constituée par plusieurs rondelles annulaires identiques ou différentes dentelées, la pièce d'écoulement présentant un alésage de succion d'air central autour duquel sont agencés en cercle, de façon centrée ou excentrée, les alésages d'écoulement, ces derniers étant recouverts partiellement par la rondelle annulaire s'y appliquant et un ajutage de succion mobile étant placé sélectivement dans l'alésage de succion d'ar afin de modifier le jet d'écoulement. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels Les figures 1, 3 et 9 sont des vues en coupe longitudinale de dispositifs d'écoulement assemblés, dans différentes formes de réalisation. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un ajutage d'écoulement. La figure 4 est une vue en plan d'une garniture profilée. La figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une pièce d'admission en une seule pièce. Les figures 6 à 8 sont des vues en plan de rondel les annulaires. Les figures 10 et 11 sont des vues en coupe transversale d'ajutages d'écoulement. La figure 1 représente en une coupe longitudinale un premier exemple de réalisation d'un dispositif d'écoulement, à--grande échelle. Ilest constitué essentiellement par un ajutage d'écoulement en plusieurs parties 1 et une pièce d'admission 2. L'ajutage d'écoulement 1 réalisé en plusieurs parties est composé d'un support d'ajutage 3 dans lequel une garniture d'ajutage 4 est supportée d'une façon mobile en rotation et est maintenue axialement par une bague rainurée 5, cette dernière servant simultanément d'élément de manipulation pour faire tourner la garniture d'ajutage 4 et présentant des rainures profilées 5a permettant une manipulation sans glissement ou patinage. La pièce d'admission 2 présente un pas de vis interne 6 destiné à un raccordement à une pièce de robinetterie non représentée de genre quelconque et un pas de vis externe 7 pour le raccordement de l'ajutage d'écoulement 1. Au centre de la pièce d'admission 2 est prévu un alésage 8 dans lequel est placée une garniture 9 avec plusieurs garnitures profilées 10, qui peuvent avoir une réalisation rectiligne ou légèrement conique. La pièce d'admission 2 offre coté raccordement un renfoncement 11 et cté écoulement un renfoncement 12 à partir duquel fait partiellement saillie la garniture 9. La garniture 9 est placée sous une tension préalable dans l'alésage 8, elle présente sur sa surface d'enveloppe externe un nombre quelconque d'ouvertures d'admission profilées 10, dont le nombre et la profondeur sont fonction de la garniture d'ajutage 4 et à travers lesquelles le jet de liquide est dirigé vers l'ajutage d'écoulement I en contribùant à déterminer le comportement d'écoulement. Coté écoulement, la garniturè 9 présente une chambre-de tourbillonnement conique 13 destinée à soumettre à un tourbillonnement l'air aspiré. La garniture d'ajutage 4 supportée de façon mobile en rotation dans le support d'ajutage 3 présente en son centre un alésage de succion d'air 14 autour duquel sont agencés de façon centrée plusieurs alésages d'écoulement 15, dont le nombre et la dimension se trouvent en rapport avec le nombre des ouvertures d'amission profilées 10, ce nombre d'ouvertures d'admission profiées 10 étant en général supérieur à celui des alésages d'écoulement 15. Entre la surface frontale interne 4a de la garniture d'ajutage 4 et la surface frontale coté écoulement 2a de la pièce d'admission 2, on a agencé dans le support d'ajutage 3, une colonne de plusieurs rondelles annulaires 16 empilées d'une même façon, le support d'ajutage 3 étant vissé sur le pas de vis de l'accord 7 dans une mesure telle que les rondelles annulaires 16 soient soumises à une légère tension préalable, après quoi le support d'ajutage 3 est maintenu en place par un contre-écrou 17. Chaque rondelle annulaire 16 est une rondelle plate en une matière élastique, de préférence non métallique, présentant un alésage cylindrique 16a et une enveloppe externe cylindrique 16b. Les surfaces latérales 16c delta rondelle annulaire sont coniques et parallèles entré elles. Les rondelles annulaires sont empilées de telle sorte que la rondelle inférieure repose sur la face frontale 4a par le bord interne, les alesages d'écoulement 15 étant ainsi partiellement recouverts, tandis que la rondelle annulaire supérieure s'applique par le bord externe contre la surface frontale 2a de la pièce d'admission 2. Les enveloppes externes 16b des rondelles annulaires 16 ont un meme diamètre inférieur de quelques dixièmes de millimètre àcehffi de l'alésage de noyau du support d'ajutage 3. Ls rondelles annulais 16 sont réalisées à parois pleines , avec des rainures extérieures, avec des rainures intérieures, avec des rainures extérieures et intérieures ou avec des alésages dans les surfaces latérales afin de parvenir à une circulation d'air déterminée et elles sont empilées avec une séquence variable. Ces détails seront définis lors de la description des figures suivants. L'ajutage de succion 18 placé sélectivement dans l'ajutage d'écoulement 1 est un corps cylindrique gradué, dans lequel le prolongement de bonde 18a plus mince, qui est plus plus court que la hauteur de la garniture d'ajutage 4,est placé dans l'alésage de succion d'air 14 avec un faible jeu radial. Le prolongement de bonde 18b environ deux fois plus grand repose dans l'état non actionné sur la surface 4a de la garniture d'ajutage 4 et à une hauteur telle qutil existe entre sa surface frontale 18c et la garniture profilée 9, un jeu axial. Au centre de l'ajutage de succion 18 sont prévus un alésage de succion cylindrique continu lSd et de façon excentrée, immédiatement à cté du prolongement de bonde 18a , au moins un ou éventuellement plusieurs alésages de reflux 18e. Sur la surface frontale 18c se trouvent des rainures frontales 18f correspondant en nombre aux alésages 18e, qui débouchent dans l'alésage de succion 18d et ont de préférence un profil triangulaire. Le jet d'écoulement chargé d'air intermittent, à fibrillation , à pulsation ou à formation continue sortant des alésages 15 de l'ajutage d'écoulement 1 est réalisé de la manière suivante. Après avoir raccordé convenablement ledis- positif d'écoulement suivant la figure 1 et avoir ouvert l'arrivée de liquide, l'alimentation de l'ajutage d'écoulement se fait en forme de jet à travers les rainures profilées 10 dans la direction de la surface 4a de la garniture d'ajutage 4, les jets d'eau incidents venant rencontrer suivant la position de cette garniture 4 par rapport à la garniture profilée 9, un alésage libre, un alésage partiellement libre ou une paroi entre les alésages.Au moment i l'écoulement d'eau, de l'air est aspiré à travers les alésages 14 et 18d en contre-courant par rapport au sens d'écoulement, l'ajutage de succion 18 coulissant alors dans la direction vers la garniture profilée, l'air aspiré étant dévié dans la chambre de tourbillonnement puis s'écoulant à travers les rainures profilées 18f latéralement et à travers les alésages 18e vers le bas. En outre, l'air s'écoule entre le diamètre externe is rondelles annulaires 16 et leurs surfaces latérales 16c, étant donné que les rondelles annulaires sont soumises à une fibrilition par la circulation de l'eau et de l'air. L'air aspiré agit à cause de sa répartition dirigée avec une séquence rapide en partie avec un effet de freinage et en partie avec un effet d'accélération. Le comportement d'écoulement est essentiellement prédéterminé par la configuration des pièces fonctionnelles et peut être en outre réglé grâce à un réglage de débit à l'arrivée et par une rotation continue de la garniture d'ajutage. La figure 2 représente isolément en coupe longitudinale l'ajutage d'écoulement 1, la garniture d'ajutage 4, l'anneau rainuré 5 et, dans la moitié de droite de la vue en coupe, le support d'ajutage 3 correspondant à ceux de la figure 1. Dans la moitié gauche de la vue en coupe, l'enveloppe externe 3a du support d'ajutage 3 est renforcéeet présente au moins une ou plusieurs rainures annuaires 3b, dans lesquelles sont placés des anneaux semblables à des segments de piston 19 en matière élastique, servant d'éléments d'enfichage pour recevoir une pièce additionnelle. Le diamètre iterne 19a d'une bague d'enfichage 19 est supérieur au diamètre au fond de la gorge, de telle sorte qu'il est possible de faire tourner une pièce additionnelle enfichée ou qu'un relâchement de la liaison par vissage de l'ajutage d'écoulement est exclu lors d'une rotation involontaire de la pièce additionnelle. Lorsqu'on doit tenir compte pour une Perce additionnelle d'une absence de poussée axiale ou d'une poussée réduite seulement, on peut utiliser à la place d'une bague 19, un anneau torique commercial courant. Les pièces addtionnelles possibles seront décritoepîus en détails en se référant à l'une des figures suivantes. La figure 3 représente en coupe longitudinale un dispositif d'écoulement qui se distingue essentiellement de celui illustré à la figure 1 par le fait que pour mettre en tourbillon l'air, on a agencé à la place d'une colonne de rondelles annulaires, deux rondelles annulaires 16 et un anneau conique 20 entre la garniture d'ajutage 4 et la partie d'admission 2. La bague conique à parois pleines 20 peut, comme illustré, reposer par sa surface conique 20a dans le renfoncement 12 ou également être placée en sens inverse. Ces diffé rences ont pour effet au total, par comparaison avec la figure 1, un jet d'écoulement peu précis avec une fréquence plus éle vée. En outre, il est prévu d'agencer dans la garniture d'aju tage 4, des alésages d'écoulement 15 légèrement excentiquement par rapport à l'alésage de succion d'air 14. La figure 4 est une vue en plan de la garniture profilée 9. Les ouvertures d'admission profilées offrent de préférence un angle de 900. La figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une partie d'admission en une pièce 2 qui est réalisée en matière synthétique, de préférence par un moulage par injection. Elle correspond dans sa fonction à la partie d'admission suivant les figures 1 et 3 avec la garniture profilée 9 mise en place. La figure 9 est une vue en plan d'une rondelle an nulaire 16 qui présente sur son diamètre externe 16b, un nomz bre quelconque de rainures externes 21 qui offrent de préférence un angle de 900. La figure 7 est une vue en plan d'une rondelle an nulaire 16 qui présente dans l'alésage 16a un nombre quelcon que de rainures internes 22 qui offrent de préférence un angle de 900. Dans une forme de réalisation non représentée, on peut aussi utiliser des rondelles annulaires 16 avec des rainures externes 21 et/ou des rainures internes 22. La figure 8 est une vue en plan d'une rondelle annulaire 16 dont les surfaces latérales 16c présentent un nombre indéterminé d'alésages 23. La figure 9 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif d'écoulement constitué par des éléments constitutifs qui ont déjà été décrits à propos des figures précédentes. On a prévu la bague conique 20 qui est agencée comme illustré à la figure 3 mais qui présente un nombre quelconque de rainures externes 20b et de rainures internes 20c. D'une façon non re présentée, on peut aussi prévoir une bague conique 20 dotée d'alésages comme la rondelle annulaire dans la figure 8. Telle que considérée en plan, la bague conique avec des rainures ou des alésages est semblable aux rondelles annulaires illustrées aux figures 6 à 8, de telle sorte qu'on s'est dispensé d'une représentation distincte . Les rainures et alesages sur une bague conique servent tout comme pour les rondelles annulaires à diriger la circulation de l'air. Une autre caractéristique distinctive réside en ce que le dispositif d'écoulement travaille sans ajutage de succion 18 et la garniture profilée 9 présente coté sortie un prolongement conique 9A destiné à faire dévier l'air aspiré. Dans la moitié de gauche de la vue en coupe, la garniture profilée 9 est à paroi pleine et dans la moitié de droite de cette vue, elle est réalisée avec une chambre de tourbillonnement 13a, de telle sorte qu'elle peut être utilisée également avec un mode d'assemblage inverse pour un fonctionnement différent. Dans la moitié de gauche i la vue en coupe, le dis- positif d'écoulement est réalisé suivant la moitié de gauche de la vue en coupe de la figure 2, ce qui permet 1'enfichage d'une pièce additionnelle 24. L'utilisation d'une pièce additionnelle 24 est de grande utilité chaque fois que le jet d'écoulement intermittent ou pulsé du dispositif d'écoulement dot être mis temporairement hors d'action et due la surface d'écoulement dat être augmentée ou encore réduite par rapport au cercle des trous du dispositif d'écoulement. La pièce additionnelle 24 est par exemple réalisée en tant que tête de douche et faite de préférence dans une matière synthétique. Le prolongement de col 25 présente un alésage 25a qui est fixé grâce à une liaison à friction au moyen d'une ou plusieurs bagues d'enfichage 19 suivant la figure 2 ou au moyen d'un anneau torique 26. L'enfichage et le retrait se font simplement, aisément et rapidement et peuvent aussi avoir lieu pendant la circulation du milieu liquide. L'alésage 25a est délimité côté sortie par une surface de butée 25b, puis il s'élargit d'une façon conique et se raccorde à nouveau à l'extrémité d'écoulement a un alésage cylindrique 25c. Dans ce dernier, on a placé un disque 27 avec des ouvertures d'écoulement 27a en nombre et de dimension quiconques. Dans la forme de réalisation illusc trée, l'alésage 25c est doté de rainures obliques 25d et le disque 27 est place avec un ajustement appuyé dans l'alésage 25c, de telle sorte qu'on peut sélectivement interrompre ou ajoutés l'écoulement à partir des rainures obliques 25d grâce à un déplacement axial de ce disque 27. Les figures 10 et 11 représentent deux ajutages de succion 28 et 29 qui se distinguent de l'ajutage 18 décrit plus en détails précédemment par le fait que l'ajutage de succion 28 de la figure 10 présente un volume d'accumulation d'air 28a de forme cylindrique et l'ajutage de succion 29 de la figure 11 un volume d'accumulation d'air 29a de forme conique. I1 doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ciavant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS. 1. Dispositif d'écoulement pour un jet d'écoulement chargé d'air, intermittent, à fibrillation , pulsé ou de forme continue pour des domaines d'utilisation sanitaires ou techniques, constitué par un ajutage d'écoulement et une partie d'admission, caractérisé en ce que la partie d'admission présente plusieurs ouvertures d'admission profilées rectilignes ou coniques centrales, tandis que sur un prolongement fileté côté écoulement de cette partie d'admission est agencé de façon ajustable et immobilisable axialement un ajutage d'écoulement avec une pièce de garniture d'ajutage mobile en rotation, cette dernière s'appuyant axialement sur la partie d'admission au moyen d'une ou plusieurs rondelles annulaires élastiques et d'une bague conique ou d'une colonne constituée par plusieurs rondelles annulaires identiques ou différentes empilées, la garniture d'ajutage présentant un alésage de succion d'air central autour duquel sont disposés en cercle centré ou excentré plusieurs alésages d'écoulement, les alésages d'écoulement de la garniture d'ajutage étant recouverts partiellement par la rondelle annulaire reposant sur cette garniture et un ajutage de succion mobile étant disposé sélectivement dans l'alésage de succion d'air afin de modifier le jet d'écoulement. 2. Dispositif d'écoulement suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie d'admission ou une garniture profilée placée dans celle-ci présente une chambre de tourbillonnement. 3. Dispositif d'écoulement suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs rondelles annulaires élastiques placées dans le dispositif présentent un alésage cylindrique, une enveloppe externe cylindrique et des surfaces latérales parallèles coniques, rondelles qui sont réalisées à parois pleines ou qui sont dotées d'un nombre indéterminé de rainures externes, de rainures internes, de rainures externes et internes ou d'alésages. 4. Dispositif d'écoulement suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une bague conique disposée entre une rondelle annulaire et la partié d'admission repose par sa surface conique sur un renfoncement de la partie d'admission ou par le sommet du cone sur la surface latérale a d1unerondel- le annulaire, cette bague étant réalisée à parois pleines ou dotée d'un nombre indéterminé de rainures externes, de rainures internes, de rainures externes et internes, d'alésages, de rainures externes et internes et d'alEsages. 5. Dispositif d'écoulement suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ajutage de succion disposé dans l'alésage de succion de la garniture d'ajutage présente un alésage de succion doté d'un nombreindéterminé d'alésages de reflux et de rainures frontales, l'alésage de succion débouchant sur la surface frontale dans un volume d'accumulation ou de refoulement cylindrique ou conique. 6. Dispositif d'écoulement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un support d'ajutage doté d'une surface d'enveloppe renforcée présente une ou plusieurs rainures annulaires dans lesquelles peut être placé sélectivement de façon libérable un anneau d'enfichage permettant d'enficher une-pièce additionnelle. 7. Dispositif d'écoulement suivantl'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une pièce additionnelle dotée d'un nombre indéterminé d'ouvertures d'écoulement de dimension indéterminée est disposée sur l'ajutage d'écoulement de façon à pouvoir être enfichée manuellement et retirée aisément. 8. Dispositif d'écoulement suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'une pièce additionnelle pouvant être enfichée sur l'ajutage d'écoulement présente un alésage cylindrique ou conique dans lequel est agencé avec un ajustement serré un disque muni d'un nombre indéterminé d'ouvertures d'écoulement de dimension indéterminée. 9. Dispositif d'écoulement suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'une pièce additionnelle pouvant être enfichée sur l'ajutage d'écoulement présente un alésage cylindrique avec des rainures obliques ou rectilignes, dans lequel un disque avec des ouvertures d'écoulement de nombre et de dimension indéterminés est agencé avec une possibilité de coulissement axial. 10. Dispositif d'écoulement suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'une pièce additionnelle pouvant être enfichée sur l'ajutage d'écoulement présente un alésage dans lequel plusieurs disques avec des ouvertures d'écoulement différentes peuvent être disposés de manière remplaçable. 11. Dispositif d'écoulement,suivant l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'une pièce additionnelle ayant pour but de transformer temporairement le jet d'écoulement chargé d'air, intermittent, à fibrillation ou pulsé sortant de l'ajutage d'écoulement, en un jet normal de genre indéterminé, est agencé de façon à pouvoir être enfiché et aisément retiré sur cet ajutage d'écoulement.