Brevet FR2464753A1 — publié le 19810320

La présente invention se rapporte à une buse de pul- vérisation permettant d'empêcher l'introduction de boues, même lorsqu'elle est plongée dans une substance à l'état de boue. L'invention vise également un appareil utilisant des buses de ce type. Jusqu'à ce jour, des buses de pulvérisation ont été couramment utilisées pour pulvériser une substance liquide sur un objet en vue de nettoyer ou de refroidir ce dernier ou pour déposer cette substance à la surface de cet objet et la sécher. Mais, étant donné que la plupart de ces buses de pulvérisation classiques ne comportent pas de mécanismes pour empêcher l'inversion de l'écoulement, il se produit, lorsque la buse 1 est plongée dans la boue 3 contenue dans un récipient 2 (voir Figure 1), une certaine partie de cette boue pénètre inévitablement dans la buse, ce qui provoque le dépôt de boue dans celle-ci et l'obstruc- tion du passage destiné au liquide. Certaines buses de pulvérisation de type connu compor- tent un mécanisme servant à empêcher l'écoulement en sens inverse (Voir Figure 2), cette buse comprenant une tige 5 percée d'un passage 6 pour le liquide, un couvercle 13 percé d'un trou d'injection 4, cette tige 5 et ce couvercle 13 délimitant une chambre 7 dont le diamètre est plus grand que celui du passage 6 pour le fluide,et une soupape 9 de forme sphérique contenue dans cette chambre et sollicitée par un ressort 8 vers le passage 6 qui débouche dans la chambre 7. Mais il est bien certain qu'une telle buse de pulvéri- sation de type connu ne peut pas empêcher la boue de péné- trer dans la chambre 7 par le trou d'injection 4, lorsque cette buse est plongée dans de la boue. Une certaine frac- tion de la boue qui s'est introduite dans la chambre 7 a tendance à se solidifier-et à se tasser sous l'effet du mouvement de va-et-vient de la soupape sphérique 9, de telle sorte que l'intérieur de la chambre 7 et le trou d'injection 4 se trouvent obstrués par cette boue ainsi tassée. L'invention vise une buse de pulvérisation remédiant aux inconvénients des buses classiques que l'on vient de citer. L'invention vise également une buse de pulvérisation dont le trou d'injection se trouve automatiquement fermé lorsqu'il ne passe pas de fluide par cette buse, ce qui 4 supprime tout risque de pénétration des boues à l'intérieur de cette buse. L'invention se rapporte également à une buse de pul- vérisation comportant un élément extrême servant à fermer le trou d'injection à partir de l'extérieur lorsqu'il n'y a plus d'alimentation en fluide, ce qui supprime tout risque d'introduction de boue dans cette buse de pulvérisa- tion. L'invention vise également un appareil de transfert de boues, muni d'une telle buse de pulvérisation à une extrémité d'un mécanisme de lavage installé sur chacune des soupapes de transfert de boue. De façon plus précise, l'invention a pour objet une buse de pulvérisation munie d'un corps comportant une chambre intérieure et un trou d'injection situé à une extré- mité extérieure de ce corps et communiquant avec cette chambre intérieure, une tige de commande logée dans ladite chambre intérieure et dont une extrémité extérieure fait saillie par ledit trou d'injection-, un élément plan assujetti à l'extrémité intérieure de ladite tige de commande, de manière à délimiter l'amplitude du déplacement de cette tige de commande dans la direction longitudinale, un élément élastique logé dans ladite chambre intérieure et ayant pour rôle de solliciter ladite tige de commande vers l'intérieur de cette chambre, et un élément extrême de la buse, fixé à l'extrémité extérieure de ladite tige de commande et ayant pour rôle de fermer ledit trou d'injection à partir de l'extérieur. L'invention a également pour objet un appareil de transfert de boues plus caractérisé par le fait qu'il comprend un boîtier de soupape comportant, sur sa paroi péri- phérique, une série d'ouvertures d'admission et, dans sa paroi inférieure, une série d'ouvertures de sortie, un couvercle étant fixé de façon amovible à la partie supé- rieure de ladite paroi périphérique; des tiges de soupapes traversant ledit couvercle;en des positions situées verticalement en regard desdites ouvertures de sortie; des mécanismes d'entraînement de soupapes, dont chacun comporte un organe d'entraînement servant à déplacer ladite tige de soupape verticalement; des corps de soupape situés chacun à l'extrémité inférieure d'une tige de soupape'; des sièges de soupapes entourant lesdites ouvertures de sortie; et des mécanismes de lavage de soupapes faisant partie desdits corps de soupapes et desdites tiges de soupapes, chacun de ces mécanismes comportant une buse de pulvérisa- tion disposée à une extrémité dudit corps de soupape. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif deux formes de réalisation. Sur ces dessins, les Figures 1 et 2, déjà décrites et qui correspondent à la technique antérieure, représentent, de façon schémati- que, une buse de pulvérisation de type classique et son mode d'utilisation; la Figure 3 est coupe longitudinale faite dans une première forme de réalisation de la buse de pulvérisation selon l'invention la Figure 4 est une coupe longitudinale d'une seconde forme de réalisation de cette buse; la Figure 5 est une vue,en élévation ayant partie en coupe, d'un appareil de transfert de fluide à l'état de boue, cet appareil faisant appel à la buse de pulvérisation selon l'invention la Figure 6 est une coupe de cet appareil suivant la ligne VI-VI de là Figure 5; et la Figure 7 représente une soupape de transfert utili- sée dans cet appareil. La buse de pulvérisation 10, telle que représentée sur la Figure 3 et qui constitue une forme de réalisation préférée, comprend une structure principale désignée dans son ensemble par la référence 11 (comportant une tige 5 percée d'un passage 6 pour du fluide), et un couvercle 13 délimitant un espace 13a et fixée, par vissage, à la tige 5, une garniture 12 étant intercalée entre ces deux éléments. Un trou d'injection fraisuré 4, évasé en direction de l'extérieur, est percé au centre de la paroi inférieure de ce couvercle 13. Une tige de commande 14 est prévue à l'intérieur du couvercle 13, et l'extrémité extérieure de cette tige fait saillie par le trou d'injection 4. Un élé- ment extrême de buse 15, de forme hémi-sphérique, est fixé à la tige de commande 14 et sa position est réglable le long de cette tige. De façon avantageuse, la partie en saillie de cette tige de commande 14 peut être filetée et on peut régler, à l'aide d'un écrou 16, la position de l'élément extrême 15. Par son extrémité intérieure, la tige de commande 14 est assujettie perpendiculairement à la partie centrale d'un élément 17 en forme de disque, de préférence circulai- re. En outre, l'espace 13a délimité par le couvercle 13 présente une partie 18 de plus grand diamètre, au-voisinage de l'extrémité inférieure de la tige 5, l'élément 17-en forme de disque étant logé dans cette partie de plus grand diamètre. Du fait que l'on donne à cet élément 17 en forme -de disque une épaisseur t inférieure à la hauteur de la partie 18 de plus grand diamètre, cet élément 17 en forme de disque peut se déplacer longitudinalement dans cette partie 18 et l'amplitude du déplacement longitudinal de cette pièce 17 en forme de disque et, par suite, de la tige de commande 14 qui lui est assujettie, et délimitée par l'extrémité inférieure de la tige 5 et par une surface annulaire qui constitue l'extrémité inférieure de la partie 18 de plus grand diamètre. Plusieurs trous 20 sont percés dans l'élément 17 en forme de disque, ces trous étant concentriques à cet élément et régulièrement répartis sur son pourtour et permettant le passage du fluide fourni par la buse de pulvérisation en direction du trou d'injection 4. Un ressort hélicoïdal 21 est logé dans l'espace inté- rieur 13a du couvercle 13 de la buse, ce ressort entourant la tige 14 et allant de la partie inférieure de cet espace 13a jusqu'à la face inférieure de l'élément 17 en forme de disque. Le fonctionnement de cette buse de pulvérisation 10 est le suivant. A l'état de repos, la tige de commande 14 est entraî- née par le ressort 21, de telle sorte que l'élément extrême fixé à l'extrémité extérieure de cette tige de commande 14 vient s'appliquer de façon étanche contre la partie fraisurée du trou d'injection 4. Autrement dit, ce trou 4 de la buse est bouché, à partir de l'extérieur, par cet élément extrême 15. De la sorte, même si la buse de pulvérisation est plongée, comme décrit plus haut, dans de la boue, tout risque que cette boue pénètre dans la buse 10 se trouve pratiquement supprimé. Lorsque la buse de pulvérisation est en fonctionnement, du liquide destiné à être projeté par cette buse est intro- duit sous pression dans le corps il de la buse, comme indi- qué par une flèche a. Le liquide ainsi fourni traverse les trous 20 de l'élément 17 en forme de disque et pénètre dans l'espace intérieur 13a du couvercle 13, et ce liquide exerce une certaine pression sur la partie de cet élément extrême 15 tournée vers l'intérieur du couvercle 13. Cet élément extrême 15 de la buse se trouve donc ainsi entraîné vers l'extérieur à l'encontre de la force du ressort 21, jusqu'à ce que l'élément 17 en forme de disque vienne buter contre la surface annulaire qui constitue l'extrémité inférieure de la partie 18 de plus grand diamètre. Il se forme donc un espace annulaire entre l'élément extrême 15 et le pourtour du trou d'injection 4, et le liquide passe par cet espace annulaire et se trouve pulvéri- sé suivant un cône, dans le sens indiqué par la flèche b (Figure 3), en vue d'assurer l'effet désiré. Au cours de l'opération que l'on vient de décrire, même si une certaine quantité de boue vient à se coller sur le pourtour du trou d'injection 4 et à la surface de l'élé- ment extrême 15, cette boue peut être entraînée par le liquide qui est chassé de la buse de pulvérisation. En d'autres termes, la buse de pulvérisation selon l'invention possède la propriété de se nettoyer automatiquement. On peut régler la grandeur de l'espace annulaire par lequel passe le liquide pulvérisé, en faisant varier la position de l'écrou 16 le long de la tige de commande 14, en fonction des besoins de la pulvérisation. La Figure 4 représente une autre forme de réalisation de la buse de pulvérisation 10, selon laquelle l'élément extrême 15 se présente sous la forme d'un godet ouvert du côté du corps 11 de la buse, de manière telle que le bord de cet élément extrême 15 vienne au contact de la surface péri- phérique extérieure du couvercle 13, à son extrémité. Grâce à la disposition décrite ci-dessus de l'élément extrême 15 de la buse, le liquide qui doit être projeté par cette forme de réalisation de la buse peut être projeté dans la direction radiale du corps 11 de la buse ou obliquement et vers l'arrière, comme indiqué par la flèche c de la Figure 4. Etant donné qu'il est prévu l'élément extrême 15 ser- vant à fermer le trou d'injection 4 de la buse de pulvérisa- tion, à partir de l'extérieur du corps de la buse, l'inven- tion permet de supprimer tout risque que de la boue ne pénètre à l'intérieur du corps de cette buse par le trou d'injection, même si la buse 10 est plongée dans de la boue, de sorte que l'inconvénient, exposé plus haut, d'une pénétra- tion de la boue dans la buse de pulvérisation et de l'obs- truction de cette buse, peut être pratiquement supprimé. Même si de la boue vient à pénétrer dans la buse de pulvéri- sation, par l'intervalle compris entre le bord du trou et l'élément extrême de la buse, et à s'y attacher, les opéra- tions ultérieures de cette buse auront pour effet de chasser de façon certaine la boue ainsi collée. En d'autres-termes, la buse de pulvérisation selon l'invention possède la pro- priété d'un lavage automatique. De plus, en raison de la construction même de la buse de pulvérisation, selon laquelle la position de la tige de commande 14 est réglable à l'extérieur du corps de la buse, on peut faire varier à volonté la grandeur de l'espace annu- laire par lequel est pulvérisé le liquide, ce qui permet de régler le débit de ce liquide à pulvériser. Du fait que l'élément extrême 15 de la buse est situé à l'extérieur du corps de cette buse, on peut déterminer arbitrairement la position à laquelle l'écoulement du liqui- de se trouve arrêté et, en donnant à l'élément extrême de la buse une forme convenable, on peut pulvériser le liquide dans toute direction voulue. Les Figures 5 et 6 représentent un appareil de trans- fert de boue comportant la buse de pulvérisation de la Figure 4. Cet appareil comprend un boîtier de soupape 30, constitué par un carter 31 de faible hauteur ouvert vers le haut et par un couvercle 32 fixé, de façon amovible, à ce carter au moyen de boulons et d'écrous 33. Plusieurs tuyaux d'admission 34, dont chacun part, par exemple, d'un dispositif (non représenté) de traitement de boues, sont prévus sur la paroi périphérique du carter cy- lindrique 31, comme représenté sur la Figure 6. En outre, il est prévu, dans cette paroi périphérique du carter 31, un tuyau 39 pour le nettoyage de l'intérieur du boîtier de soupape 30. Dans la paroi inférieure du carter cylindrique 31, sont percés concentriquement des trous 35 faisant entre eux des angles égaux et des tuyaux de sortie 36, en nombre cor- respondant, sont raccordés à ces trous. Chacun des trous 3 comporte un siège de soupape 38 (comme représenté sur la Figure 7)-. Plusieurs soupapes de transfert de boue, dont chacune comprend un corps 40, une tige 41 et un cylindre d'entraîne- ment 50 servant à rapprocher ou à éloigner ce corps 40 du siège 38, sont logées dans le boîtier 30 et elles ont pour rôle de régler l'envoi de la boue introduite dans ce boîtier vers l'extérieur par les tuyaux de sortie 36. De. façon plus précise, des trous 32a sont percés dans le couvercle 32 du boîtier 30, verticalement en regard des trous 35 du carter cylindrique 31 et des coussinets 37 sont introduits par force dans les trous 32a de manière à assurer l'étan- chéité aux liquides. A la surface supérieure de chaque coussinet 37, est fixé un support 51 qui porte, à son extré- mité supérieure, le cylindre d'entraînement 50 correspondant. Le corps de soupape 40 est fixé à l'extrémité la plus basse 4la de la tige 41 de la soupape, qui a un diamètre supérieur à celui de cette tige, au moyen d'un élément de fixation 43. La tige de soupape 41 qui monte dans le coussinet 37 introduit à force dans le couvercle 32, s'étend jusqu'au cylindre d'entraînement 50 porté par le support 51, comme expliqué ci-dessus.- Une garniture 44 et un presse-étoupe sont prévus pour empêcher la boue de s'échapper du - boîtier 30 en fuyant par le jeu entre la tige 41 et le coussinet 37. De plus, un poussoir 52, raccordé à un piston (non représenté) contenu dans le cylindre d'entraînement 50, est disposé à l'extrémité supérieure de ce cylindre pour action- ner un interrupteur de limitation 53. En vue d'empêcher la boue d'adhérer à la surface du corps de soupape 40 et du siège de soupape 38, on associe un dispositif de lavage de soupapes à chacune des soupapes de transfert de boue. De ce dispositif de lavage fait partie un passage 42 d'alimentation en eau de lavage pratiqué tout le long de la tige de soupape, 41, et un boîtier, ou douille, désigné dans son ensemble par la référence 62, est fixé à l'extrémité supérieure de la tige de soupape 41, comme représenté sur la Figure 7. Ce boîtier 62 comprend un élément inférieur 63 en forme de godet, fixé, de façon étanche à l'eau, à la tige de soupape 41, et un couvercle 64 assujetti à cet élément 63 en forme de godet au moyen de vis cylindriques , une garniture 66 étant intercalée entre ces deux pièces 63 et 64. Le couvercle 64 comporte, en son centre, un trou 64a par lequel passe, en coulissant, un axe d'entraînement 43' relié à un piston (non représenté) logé dans le cylindre d'entraînement 50. Un ressort hélicoïdal 69 est prévu entre ce couvercle 64 et un élément 68 fixé à cet axe d'entraîne- ment 43'. A l'intérieur du boîtier 62, peut se déplacer librement une soupape 67, assujettie à l'extrémité inférieure de l'axe d'entraînement 43'. Un tuyau 61 d'alimentation en eau de lavage, relié à un distributeur d'eau 60 (Figure 5) pénètre dans le boîtier 62. Le corps de soupape 40 présente un trou central 40a et un évidement 40b, de forme cylindrique, communiquant avec ce trou, et la surface périphérique de cet évidement cylindrique 40b est taraudée. Une buse de pulvérisation 10 (Figure 4), comprenant un couvercle 13 avec un trou d'injection 4 dans sa paroi inférieure, une tige de commande 14 faisant saillie par- tiellement de ce trou d'injection 4, un élément extrême 15 fixé de façon réglable à l'extrémité extérieure de cette tige de commande 14 au moyen d'un écrou 16, un élément 17 en forme de disque percé d'une série de passages 20 pour du liquide et assujetti à l'extrémité la plus intérieure de la tige de commande 14 et un ressort hélicoïdal 21, est fixée au corps de soupape 40, en ayant son couvercle 13 vissé dans l'évidement cylindrique 40b de ce corps de soupape 40. On décrira ci-après, de façon détaillée, le fonction- nement de cet appareil de transfert et de boue muni d'un dispositif de lavage de soupapes. Des boues, qui ont été traitées par exemple dans des dispositifs (non représentés), sont introduites dans le carter 30 par les tuyaux d'admission 34. Lorsque l'une quelconque des soupapes de transfert de boue est actionnée par le cylindre d'entraînement 50 correspondant, le corps de la soupape se soulève en se dégageant de son siège 38, de telle sorte que la boue contenue dans le boitier 30 peut être envoyée à l'endroit voulu, par le tuyau de sortie correspondant 36. Pour empêcher la boue d'adhérer au corps de soupape et au siège de soupape 38 et de gêner le fonctionnement des soupapes, le dispositif de lavage est mis en action en même temps que fonctionne l'appareil de transfert de boue. En d'autres termes, de l'eau de lavage est envoyée sous pression, par l'intermédiaire du distributeur 60 et des tuyaux 61 d'alimentation en eau de lavage, dans les boîtiers 62 des soupapes de transfert. Lorsque l'une quelconque des soupapes est soulevée de manière à s'ouvrir, l'axe d'entraî- nement 43 du cylindre d'entraînement 50 se soulève en faisant monter la soupape 67 dans le boîtier 62 attaché à l'extrémité inférieure de l'axe d'entraînement 43. L'eau de lavage introduite dans le boîtier 62 peut donc s'écouler par le passage 42 d'alimentation d'eau de lavage qui occupe toute la longueur de la tige de soupape 41 et par le trou central 40a du corps de soupape 40, pour parvenir dans la partie intérieure 13a du couvercle 13 de la buse de pulvé- risation 10. L'eau sous pression introduite dans la buse de pulvé- risation 10 entraîne alors la partie extrême 15 de la soupape vers l'extérieur à l'encontre de la force du ressort 21 jusqu'à ce que se forme un intervalle d'une hauteur donnée, ce qui permet à l'eau de lavage de s'écouler par l'intervalle entre l'élément extrême et la surface péri- phérique extérieure du couvercle 13, dans le sens indiqué par la flèche 70 (Figure 7). De l'eau de lavage est donc entraînée dans cet intervalle suivant un trajet conique, d'abord le long des surfaces du corps de soupape 40 et du siège de soupape 38, puis uniquement le long de la surface de ce corps de soupape 40, ce qui a pour effet de nettoyer ces surfaces et d'empêcher le dépôt de boue. Lorsque la soupape de transfert est entraînée vers le bas par le cylindre 50 jusqu'à ce que le corps de soupape vienne au voisinage du siège de soupape 38, ce siège 38 se trouve encore lavé par l'eau injecté par la buse de pulvérisation 10. Après que le corps de soupape 40 a touché ce siège de soupape 38 de manière à le boucher, l'axe d'entraînement 43 continue de descendre à l'encontre de la force du ressort 69 jusqu'à ce que la soupape 67 bouche le passage 42 et interrompt l'injection d'eau de lavage en provenance de la buse de pulvérisation 10. Lorsque la cir- culation d'eau de lavage est ainsi interrompue, l'élément extrême 15 de la buse, la tige de commande 14 et l'élément 17 en forme de disque sont soulevés sous l'action du ressort 21, de telle sorte que l'élément extrême 15 bouche le trou d'injection 4 à partir de l'extérieur. Une telle fermeture du trou d'injection 15 à partir de l'extérieur empêche la boue contenue dans le boîtier 30 de pénétrer dans la buse d'injection 10, et l'inconvénient cité plus haut de la pénétration de boue à l'intérieur de la buse de pulvérisation 1l et d'obstruction du passage pour l'eau de lavage, ce trou est pratiquement éliminé. Dans le cas o l'on veut interrompre la fourniture d'eau de lavage sous pression à l'état d'ouverture si le corps de soupape 40 se trouve soulevé au-dessus d'un niveau donné, on peut prévoir, par exemple dans le tuyau 61 d'ali- mentation en eau de lavage, des moyens servant à arrêter automatiquement l'arrivée de l'eau de lavage sous l'effet de la montée du corps de soupape 40. Grâce à de tels moyens, la buse de pulvérisation 10 appliquée sur le corps de sou- pape 40 peut être fermée à partir de l'extérieur par l'élé- ment extrême 15 de la buse, quel que soit l'état d'ouverture du mécanisme de soupapes et cela contribue à supprimer tout risque d'introduction de boue et à économiser l'eau de lavage. REVENDICATIONS 1. Buse de pulvérisation 10 munie d'un corps compor- tant une chambre intérieure 13a et un trou d'injection 4 percé à une extrémité extérieure de ce corps et communiquant avec cette chambre intérieure, caractérisée par le fait qu'elle comprend une tige de commande 14 logée dans ladite chambre intérieure 13a et dont l'extrémité extérieure fait saillie par ledit trou d'injection 4, un élément plan 17 assujetti à l'extrémité intérieure de ladite tige de commande 14, de manière à délimiter l'amplitude de déplace- ment de cette tige de commande dans la direction longitu- dinale, un élement élastique 21 logé dans ladite chambre intérieure 13a et ayant pour rôle de solliciter ladite tige de commande 14 vers l'intérieur de cette chambre, et un élément extrême 15 de la buse, fixé à l'extrémité extérieure de ladite tige de commande 14 et ayant pour rôle de fermer ledit trou d'injection 4 à partir de l'extérieur. 2. Buse de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit élément plan 17 peut se déplacer dans une partie de plus grand diamètre de ladite chambre intérieure 13a, cet élément plan étant destiné à recevoir une extrémité dudit élément élastique 21, et par le fait que plusieurs passages 20 pour du fluide sont pra- tiqués dans cet élément plan. - 3. Buse de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit élément extrême 15 a la forme d'un godet ouvert en direction du corps de buse, la disposition étant telle que le bord périphérique de cet élément extrême 15 peut venir au contact de la surface périphérique dudit corps de buse autour du trou d'injection 14. 4. Buse de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite extrémité extérieure de la tige de commande 14 faisant saillie par ledit trou d'injection 4 est filetée et par le fait que ledit élément extrême 15 est assujetti à l'extrémité extérieure de la tige de commande 14 de façon réglable, à l'aide d'un écrou 16 vissé sur ladite extrémité filetée.