Brevet FR2459679A1 — publié le 19810116

L'invention concerne un mélangeur pour l'introduction d'un produit liquide en proportion constante déterminée dans une canalisation de liquide sous pression. L'invention est applicable en particulier à l'obtention in situ d'un mélange eau-émNlseur de lutte contre l'incendie à partir d'eau et d'un produit émulseur. On connaît un mélangeur comprenant un corps qui se raccorde à la canalisation et qui définit un canal direct et un canal de dérivation, le canal direct étant formé en venturi et comprenant ainsi une zone de dépression, une cavité d'aspiration du produit liquide débouchant dans la zone de dépression, un robinet pour régler le débit de produit liquide arrivant dans la cavité d'aspiration, et un clapet monté dans le canal de dérivation et agencé pour en régler la section de passage de manière à maintenir constant le rapport entre la pression en amont du dit clapet et la pression en aval. Ce mélangeur connu fonctionne de façon satisfaisante. Toutefois, la perte de charge est importante dans le canal direct du fait de sa conformation en venturi. Lorsque le mélangeur est monté sur une canalisation fixe et qu'on ne souhaite pas injecter de produit liquide, par exemple dans le cas où l'on veut alimenter des lances à eau, on ferme le robinet réglant le débit de produit liquide pour supprimer l'aspiration. Mais ce mode de fonctionnement est désavantageux étant donné la perte de charge élevée précitée. L'invention vise, dans un mélangeur du type décrit ci-dessus, à réduire la perte de charge lorsque l'aspiration de produit liquide est supprimée. Dans sa définition la plus générale, l'invention consiste à coupler le réglage du robinet à la position du clapet de manière que la fermeture du robinet place automatiquement le clapet dans la position d'ouverture maximale du canal de dérivation. La perte de charge dans le canal de dérivation étant beaucoup plus faible que dans le canal direct, on arrive ainsi à une réduction substantielle de la perte de charge due au mélangeur. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés. Dans les dessins - la fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mélangeur selon l'invention, certains des éléments étant omis, la coupe étant prise selon le plan I-I de la figure 2 - la fig. 2 est une vue en coupe transversale selon le plan II-II de la figure 1, dans laquelle sont illustrées les deux positions extrêmes du clapet - la fig. 3 est une coupe suivant le plan III-III de la figure 2 - les figs. 4 et 4b sont des vues de dessus partielles du mélangeur de la figure 2, qui illustrent les positions extrêmes du levier de manoeuvre du robinet - la fig. 5 illustre une application typique du mélangeur selon l'invention. Le mélangeur représente à la figure 1 est destiné à injeoter dans de l'eau sous pression un produit émulseur en proportion constante, comprise généralement entre 0 et 6 9%, en vue de la production d'un mélange eau-émulseur de lutte contre l'incendie. Le raccordement du mélangeur aux canalisations d'amenée d'eau s'effectue par le raccord d'entrée 1 et le raccord de sortie 2 vissés sur le mélangeur. le mélangeur comprend un corps 3 prolongé par un élément tubulaire 4 sur lequel est vissé le raccord de sortie 2. Le corps comporte un alésage fileté 5 dans lequel sont vissés, du côté de l'entrée, une buse 6 pour accélérer la veine liquide, et du côté de la sortie, un ctne de diffusion 7 qu'en tcure l'élément tubulaire 4. La buse 6 et le diffuseur 7 définissent un canal direct, symbolisé par le trait plein fléché, dans lequel une dépression est créée dans la zone 8 par effet de venturi. Une chambre d'aspiration 9 de forme sensiblement semi-annulaire débouche dans la zcne de dépression 8, et le produit émulseur à injecter dans l'eau est amené dans la chambre d'aspiration par l'intermédiaire d'un robinet 10 assurant le réglage du débit, visible sur la figure 2. le produit liquide est contenu dans un réservoir, non repré senté ici, et arrive par l'orifice 11 constituant l'entrée du robinet 10. Le corps 3 comporte d'autre part un conduit 12 à l'entrée duquel est prévu un filtre 13 et dont la sortie 14 débouche dans l'espace 15 ménagé entre le diffuseur 7 et l'élément tubulaire 4. Cela définit un canal de dérivation ou bypass qui est symbolisé sur la figure 1 par un trait pointillé fléché. Un clapet 16 est monté dans le bypass pour en faire varier la section de passage. le bypass comporte dans cette zone un alésage 17 prolongé par une chambre annulaire 18 de plus grand diamètre qui communique avec la sortie 14, et le clapet se termine à son extrémité inférieure par un disque circulaire 19 pouvant coulisser avec un faible jeu dans l'alésage 17. Un poussoir 20 dont l'extrémité 21 fait saillie par rapport au corps 3 est vissé au clapet 16 et une membrane en élastomère 22 a sa partie centrale bloquée entre le clapet 16 et le poussoir 20, cependant que sa partie périphérique est bloquée entre une rondelle 23 en butée contre un épaulement du corps 3 et un écrou 24 vissé dans le corps. L'écrou 24 comporte un épaulement qui fait butée pour un épaulement du poussoir, définissant ainsi une position extrême du clapet correspondant à la fermeture du bypass. A l'opposé, le fond de la chambre 18 fait butée pour le disque 19, le clapet étant alors dans sa position d'ouverture maximale. Ces deux positions extrêmes sont représentées sur la figure 2, la position de fermeture maximale étant figurée en trait mixte, Le r8le du clapet 16 est de réguler la quantité d'eau passant par le bypass. La face supérieure du disque 19 est soumise à la pression d'entrée P1 diminuée des pertes de charge, soit P'1 > cependant que la face inférieure du disque 19 est soumise à la pression de sortie P2 augmentée des pertes de charge, soit Pt2. Dans ces conditions le clapet 16 occupe toujours une position d'équilibre hydraulique correspondaift à un rapport P'1 / P'2 constant. il en résulte que le pourcentage de produit liquide aspiré, qui dépend de la chute de pression entre l'entrée et la sortie du mélangeur, reste constant quelle que soit la charge hydraulique raccordée à la sortie du mélangeur et la pression d'utilisation, pourvu que celle-ci reste comprise dans les valeurs courantes (entre 3 et 15 bars) pour l'application envisagée. Le robinet 10 de réglage du débit d'aspiration comprend un obturateur 27 disposé parallèlement au clapet 16 et du mtme côté du corps 3. Un levier de manoeuvre 28 est fixé à l'obturateur 27, lequel est vissé par une partie filetée 29 dans un écrou 30 luimême vissé dans le corps. L'obturateur 27, lorsqu'on tourne le levier 28, se rapproche d'un siège 31 en appui sur un épaulement 32 du corps en réduisant la section de passage du conduit d'aspi ration, et dans la position extrême, l'obturateur 27 entre en contact par un bourrelet en élastomère 33 avec le siège 31, ce qui réalise l'obturation du conduit d'aspiration menant à la chambre d'aspiration 9. On notera que le siège 31 n'est pas fixé au corps, mais peut coulisser dans son alésage 34 en direction de l'obturateur 27. Cet agencement permet d'obturer le conduit d'aspiration lorsqu'une contre-pression se produit dans la chambre d'aspiration 9. n'autre part, l'extrémité 35 de l'obturateur 27 est profilée de façon spéciale pour que la variation du débit d'aspiration par rapport à l'angle de rotation de l'obturateur 27 soit sensiblement linéaire. Cela permet de graduer de façon linéaire la plaque de graduation 36 fixée sur le corps. Le déplacement angulaire du levier 28 de la position d'ouverture maximale, représentée sur la figure 4 à la position de fermeture, représentée sur la figure 4b, est d'environ un demi-tour, et ces positions extrêmes sont définies par des moyens de butée. A cet effet, un pion 37 est fixé sur le dessus du corps, et ce pion coopère avec un doigt 38 prolongeant la partie centrale 39 du levier sur un côté, dans la position d'ouverture maximale, et avec la paroi 40 du levier dans la position d'obturation. On remarquera que le levier comporte deux parois 40 et 41 s'étendant à partir de la partie centrale 39 emmanchée sur l'extrémité de l'ob- turateur 27, et que la paroi 41 est interrompue en 42 pour que le pion 37 n'entrave pas la rotation du levier. En outre, le levier 28 présente un prolongement 43 disposé de manière à se trouver au-dessus du poussoir 20 du clapet 16 lorsque le levier 28 est en position de fermeture. Le prolongement 43 a sa surface inférieure constituée par une rampe inclinée 44, représentée sur la figure 3, et cette rampe se raccorde à une surface 45 orthogonale à l'axe du clapet 16. L'ensemble de la rampe 44 et de la surface 45 constitue une came qui, lorsqu'on tourne le levier, repousse le poussoir 20 vers l'intérieur du corps. Lorsque le levier 28 est dans sa position de fermeture, comme représenté sur la figure 49, l'extrémité du poussoir 20 est en contact avec la surface 45 et est repoussée en direction de l'intérieur du corps, cette position du poussoir correspondant à la venue en butée du disque 19 du clapet avec le fond de la chambre annulaire 18. Le clapet se trouve ainsi placé automatiquement dans la position d'ouverture maximale du bypass. Cet agencement présente l'avantage de réduire très sensiblement la perte de charge due au mélangeur lorsqu'on veut obtenir à la sortie de 1' eau et non un mélange eau-émulseur. Pour ce faire, on ferme l'aspiration en agissant sur le levier 28. Grace au fait que le clapet 16 est alors placé dans la position correspondant à la section de passage maximale du bypass, une proportion importante du débit d'eau passe par le bypass et donc une proportion moindre passe par le canal direct. Ceci réduit la perte de charge due au mélangeur, car la perte de charge dans le canal direct conformé en venturi, est nettement plus élevée que dans le bypass. Cette action d'ouverture maximale du bypass a en outre pour effet de créer une contre-pression dans la chambre d'aspiration 9, car la vitesse de la veine d'eau dans le venturi diminue et ainsi la pression dans la chambre 9 remonte au-dessus de la pression atmosphérique. Cette contre-pression pousse le siège 31 contre l'obturateur 27 et renforce 11 obturation du conduit d'aspiration. De ce fait, le mélangeur selon l'invention sera incorporé de façon avantageuse à une installation fixe de lutte contre l'incendie permettant d'obtenir soit un mélange eau-éxilseur, saint de l'eau, et fonctionnant dans des conditions satisfaisantes quel que soit le pourcentage de produit émulseur. La figure 5 représente à titre d'exemple une installation fixe de lutte contre l'incendie qui comprend un dévidoir à alimentation axiale 50. Le mélangeur, dont le levier de manoeuvre 28 est en position intermédiaire, est monté sur la canalisation d'amenée 51 en amont du dévidoir. On a représenté sur la figure 5 le réservoir de produit émulseur 52 et la canalisation 59 d'amenée du produit émulseur. La sortie 54 du dévidoir 50 peut être raccordée soit à des lances à mousse telles que 55, soit à des lances à eau. REVENDICATIONS 1.- Mélangeur pour l'introduction d'un produit liquide en proportion constante déterminée dans une canalisation de liquide sous pression, comprenant un corps qui se raccorde à la canalisation et qui définit un canal direct et un canal de dérivation, le canal direct étant formé en venturi et comprenant ainsi une zone de dépression, une cavité d'aspiration du produit liquide débouchant dans la zone de dépression, un robinet pour régler le débit de produit liquide arrivant dans la cavité d'aspiration, et un clapet monté dans le canal de dérivation et agencé pour en régler la section de passage de manière à maintenir constant le rapport entre la pression en amont du dit clapet et la pression en aval, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour coupler le réglage du robinet à la position du clapet de manière que la fermeture du robinet place automatiquement le clapet dans la position d'ouverture maximale du canal de dérivation. 2.- Mélangeur selon la revendication 1, comprenant un poussoir fixé au clapet et dont l'extrémité fait saillie par rapport au corps, et un levier pour la manoeuvre du robinet, lequel levier porte un élément faisant office de came, l'agencement étant tel que lorsque le levier est déplacé en vue de la fermeture du robinet, le dit élément entre en contact avec le poussoir et le repousse pour placer le clapet dans sa position d'ouverture maximale. 3.- Mélangeur selon la revendication 2, dans lequel le robinet comprend un obturateur fileté dont l'axe est parallèle à l'axe du clapet et qui est monté sur le mdme côté du corps, et le levier de manoeuvre est fixé à 1 t obturateur et déplaçable angulairement dans un plan orthogonal à l'axe de l'obturateur entre une position d'ouverture maximale et la position de fermeture. 4.- Mélangeur selon la revendication 3, dans lequel l'obturateur du robinet coopère avec un siège monté coulissant dans un alésage du corps entre un épaulement de cet alésage et 1' obturateur. 5.- Installation de lutte contre l'incendie, caractérisée en ce qu'elle comprend un mélangeur selon l'une des revendications 1 à 4, monté en amont d'un dévidoir à alimentation axiale.