Brevet FR2474329A1 — publié le 19810731

L'invention a trait à une installation pour purger et dégazer un circuit de liquide, en particulier un circuit de liquide refroidissant de moteur à combustion interne, circuit renfermant au moins une pompe et un vase de compensation, Dans les circuits de liquide, en particulier les circuits de liquide refroidissant, on retrouve toujours la grande difficulté de maintenir l'ensemble du système exempt de bulles d'air, de gaz ou de vapeur, prove- nant en majeure partie de la formation de turbulence, de la formation de vapeur ou déjà par aspiration de l'air. De telles formations de bulles nuisent non seulement au refroidissement lui-même, mais elles engendrent surtout des dégats par cavitation et par corrosion, qui peuvent conduire à une des- truction prématurée de tout le circuit de liquide. C'est pourquoi on a déjà essayé de diverses façons de remédier à cet inconvénient, mais les efforts n'ont amené que des résultats partiels, en ce sens qu'on n'a obtenu qu'un dégazage grossier. C'est là qu'intervient l'invention qui a pour but de créer une ins- tallation du type décrit ci-dessus, qui rend possible un dégazage ultrafin et sûr des liquides se trouvant dans un circuit. Conformément à la présente invention, ce résultat est obtenu par le fait que, du côté air du vase de com- pensation, des moyens sont prévus pour une conversion de vitesse ou une détente du liquide venant du circuit, et que ces moyens présentent une large ouverture d'écoulement conçue et disposée de manière à séparer vers le haut dans le côté air, les plus petites bulles d'air et/ou de gaz, et une paroi dé- flectrice est prévue pour dévier le liquide sur une large base avec une vitesse et une énergie fortement réduites. L'invention est donc fondée sur le principe de la conversion de vitesses dans les liquides, o les parties d'air en suspension dans le liquide sont systématiquement séparées, d'o par la suite, du liquide plus pur par- vient de l'installation dans le circuit. Dès que le liquide aura traversé plu - sieurs fois l'installation, il sera pratiquement exempt d'air. Le vase de compensation est particulièrement approprié à la mise en place d'une installation de purge, puisque, en outre le liquide, il s'y trouve de toute façon une partie d'air qui remplit l'espace d'expansion et parce que cet air est soumis à la pression du système. Pour le liquide qui, par exemple dans un circuit de refroidisse- ment pour un moteur à combustion interne, arrive à énergie et vitesse éle- vées, on a tout d'abord prévu des moyens pour procéder à une conversion de vitesse, respectivement à une détente, et qui, suivant les conditions peuvent déjà apporter une réduction de vitesse d' environ sept fois. Ces moyens présentent une large ouverture d'écoulement, à travers laquelle le liquide partiellement détendu, tout en y subissant une nouvelle détente, s'écoule vers l'espace d'expansion en un courant aussi large que possible. Ici, même les petites bulles d'air ou de vapeur sont séparées et remontent vers le côté air du vase de compensation. Le liquide par contre parvient sans écumer à une paroi déflectrice, qui le guide vers le côté liquide du vase de compensation. Selon une autre caractéristique de la présente invention, les moyens pour la détente du liquide sont conçus sous forme d'un tube de détente disposé horizontalement et fermé directement aux deux extrémités frontales, et à travers une surface frontale du tube de détente est intro- duite une conduite de retour, de diamètre sensiblement plus petit, ame- 1 5 nant le liquide du circuit dans le tube de détente et fermée à sa surface frontale, laquelle conduite de retour présentant à l'intérieur du tube de détente des ouvertures de dérivation en direction radiale. Le liquide, venant de la conduite de retour à vitesse et énergie élevées, est tout d'a- bord dévié d'environ 900 par les ouvertures de dérivation, avant de pénê- trer dans l'espace de détente pour s'y propager jusqu'à son extrémité arrière. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, l'ouverture d'écoulement est disposée latéralement dans le tube de détente et réalisée sous forme d'une fente d'écoulement sur presque toute sa lon- gueur, sa section libre et le volume du tube de détente étant conçus de ma- nière que la pression du liquide à l'ouverture d'écoulement corresponde presqu'à la pression dans le vase de compensation et par conséquent à la pression du système. Il est essentiel pour l'invention que la paroi déflec- trice mentionnée ci-dessus, selon la conception de l'ensemble du système, se trouve à une distance exactement prédéterminée de l'ouverture d'écoule- ment et qu'elle soit encore sous l'eau, même au bas niveau de celle-ci. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, une pièce de guidage formant barrage et inclinée vers le bas en direction de la paroi déflectrice est fixée de façon étanche à la partie inférieure du tube de détente et entre l'extrémité de la pièce de guidage et la paroi déflectrice il reste une fente libre, conçue de manière que le liquide, à débit normal, s'écoule sans mélange d'air et sans retenue au-dessus de la pièce de guidage dans la partie liquide du vase de compensation. Grâce à la pièce de guidage, une partie de l'espace situé au- dessus d'elle est donc remplie de liquide, ce qui provoque un écoulement sur une large base analogue à un barrage. Le reste de l'écoulement lami- naire le long de la paroi déflectrice jusqu'à la partie eau du vase de com- pensation s'effectue sans écume, de sorte qu'un liquide véritablement purgé, dégazé, est disponible pour la suite du circuit. Il reste encore à signaler ici que grâce à l'installation, on obtient facilement une réduc- tion de vitesse d'environ 7, 2 du fluide réfrigérant (rapport de pression 1 /52), ce qui se traduit par un afflux et un mélange en zone de flux lami- naire à la surface du fluide de refroidissement. Le taux de séparation d'air de l'installation se situe, suivant les conditions, entre 3 et 10%. Pour conclure, il reste encore à remarquer que la paroi déflec- trice est avantageusement conçue pour former la paroi latérale du vase de compensation, qu'au point le plus bas du tube de détente on aménage au moins une ouverture de vidange, et que dans, respectivement en amont de, la conduite d'écoulement du vase de compensation, on place une languette évitant la formation de turbulence. Grâce à celle-ci, l'installation conforme à l'invention peut également être pleinement utilisée même à niveau d'eau décroissant dans le vase de compensation, car une aspiration d'air n'a pas lieu. Des détails de l'invention ressortiront de la description ci- après d'un exemple d'exécution représenté sur les dessins. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un vase de compensation muni d'une installation conforme à l'invention; et la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-Il de la figure 1. Sur la figure 1, est esquissé un vase de compensation 3 d'un circuit de liquide refroidissant, tel qu'utilisé par exemple pour des moteurs à combustion interne, pourvu d'une tubulure de remplissage et d'une soupape régulatrice de pression 1 ainsi que d'une conduite d'écoulement 2. Le vase 2474329; de compensation 3 est subdivisé intérieurement en une partie air 3a ser- vant de volume d'expansion et une partie liquide 3b dont le niveau est variable. On peut reconnaître sur les figures 1 et 2 qu'un tube de détente 5 est disposé horizontalement dans la partie air 3a. Ce tube est obturé de façon étanche sur les faces frontales Sa et présente d'un côté, à hauteur de son axe longitudinal central X, une fente de sortie 6 sur pres- que toute sa longueur. A travers une face frontale 5a du tube de détente 5 passe une conduite d'amenée 7, de diamètre nettement plus petit, dont la partie frontale 7a est rigoureusement fermée à l'intérieur du tube de détente 5 et qui présente au voisinage de son extrémité, une série d'ou- vertures radiales de dérivation 8. Le liquide, affluant du système réfri- gérant à vitesse et énergie élevées, coule donc en direction radiale dans le tube de détente 5. 1 5 A une distance 9 à prédéterminer exactement devant la fente de sortie 6 est disposée une paroi déflectrice 10, allant jusqu'en-dessous du niveau du liquide 3b le plus bas et formée dans le cas présent par une paroi du vase de compensation 3. L'écart 9 entre la paroi déflectrice 10 et la fente de sortie 6 est réglé de telle manière qu'un écoulement presque uniforme s'effectue sur toute la longueur de la fente de sortie 6. A la partie inférieure du tube de détente 5, une pièce de guidage 11 est fixée de façon étanche, inclinée vers le bas en direction de la paroi déflectrice 10. Entre l'extrémité de la pièce de guidage 1h et la paroi déflectrice 10 subsiste une fente 12, conçue de telle façon que la pièce de guidage 11 forme un barrage, dans lequel le liquide parvient sur une large base, à vitesse et énergie fortement réduites, vers la paroi déflec- trice 10 pour s'y écouler vers le bas sans écumer. A la sortie de la fente 6, d'éventuelles bulles d'air, de gaz ou de vapeur se séparent du liquide, remontent et restent dans la partie air 3a du vase de compensa- tion 3. Au point le plus bas du tube de détente 5 est prévue une petite ouverture de vidange 13 de façon telle que le liquide qui s'en écoule soit également mené vers la pièce de guidage 11. En outre, il ne peut se former, du fait de la pièce de guidage 11 sur le tube de détente 5, aucune goutte qui 2474329, puisse mener à une écume, car celles-ci aussi sont évacuées par l'intermédiaire de la paroi déflectrice 10. Pour finir, une languette 14 est encore disposée en amont de la conduite d'écoulement 2 dans le vase de compensation 3, grace à laquelle, à niveau de liquide descendant, on évite une aspiration d'air par la turbulence d'eau qui se forme habituellement. Il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exem- ple et qu'il serait possible de le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques sans sortir pour cela du cadre de l'invention. 2474329l. REVENDICATIONS 1) Installation pour la purge et le dégazage d'un circuit de liquide, en particulier d'un circuit de liquide refroidissant de moteur à combustion interne, incluant au moins une pompe et un vase de compen- sation, caractérisée par le fait que des moyens (5, 7, 8) sont prévus du côté air (3a) du vase de compensation (3) pour convertir la vitesse du liquide venant du circuit, c'est-à-dire le détendre, et que ces moyens (5) présentent une large ouverture d'écoulement (6) conçue et disposée de manière que les plus petites bulles d'air et/ou de gaz se séparent vers le haut dans la partie air (3a) et une paroi déflectrice (10) est prévue pour dévier le liquide sur une large base, à vitesse et énergie fortement réduites. 2) Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens pour la détente du liquide sont conçus sous forme d'un tube de détente (5), disposé horizontalement et fermé hermétiquement sur les deux faces frontales (5a) et qu'à travers une surface frontale (5a) du tube de détente (5) est introduite une conduite de retour (7), fermée à s a surface frontale (7a), de diamètre nettement plus petit et amenant le liquide du circuit dans le tube de détente, laquelle conduite de retour présente des ouvertures de dérivation (8) en direction radiale à l'intérieur du tube de détente (5). 3) Installation selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que l'ouverture d'écoulement (6) est conçue sous forme d'une fente de sortie, disposée latéralement dans le tube de détente (5) et située sur presque toute la longueur de celui-ci. 4) Installation selon la revendication 3, caractérisée par le fait que la section libre de l'ouverture d'écoulement (6) et le volume du tube de détente (5) sont conçus de telle manière que la pression du liquide à l'ouverture d'écoulement (6) corresponde presqu'à la pression dans le vase de compensation (3), respectivement à la pression préalable du système. ) Installation selon une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la paroi déflectrice (10) est disposée à une distance (9) exactement prédéterminée en amont de l'ouverture d'écoulement (6) et se trouve toujours dans l'eau, même à bas niveau de liquide dans le vase de compensation (3). 6) Installation selon une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'à la partie inférieure du tube de détente (5) est fixée hermé- tiquement une pièce de guidage (11) formant barrage et inclinée vers le bas en direction de la paroi déflectrice (10), et qu'entre l'extrémité de la pièce de guidage (11) et la paroi déflectrice (10) il subsiste une fente libre (12), conçue de telle sorte que le liquide, à débit nominal, s'écoule sans mélange d'air et sans retenue au-dessus de la pièce de guidage (11) dans la partie liquide (3b) du vase de compensation (3). 7) Installation selon une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la paroi déflectrice (10) est conçue sous forme d'une paroi latérale du vase de compensation (3). 8) Installation selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'à l'endroit le plus bas du tube de détente (5) est prévue au moins une ouverture de vidange (1-3). 9) Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que dans, ou avant, la conduite d'écoulement (2) du vase de compen- sation (3) est placée une languette (14) qui évite la formation de turbulence.