Brevet FR2491188A1 — publié le 19820402

1. La présente invention concerne un silencieux pour système pneumatique et, plus particulièrement, un silencieux d'échappement perfectionné pour clapet d'air ou analogues. Comme cela est bien connu, la plupart des systè- mes pneumatiques comprennent des clapets ou autres disposi- tifs qui, dans certaines conditions de fonctionnement, refou- lent l'air d'échappement dans l'atmosphère. Très fréquemment, l'air d'échappement est refoulé à des pressions élevées et la nécessité d'étouffer les bruits produits par ces échap- pements apparaîtra facilement. Cependant, certains problè- mes sont liés à la conception d'un silencieux destiné à une telle application. En plus de l'effet d'amortissement des bruits, le silencieux doit être en mesure de laisser passer de grandes quantités d'air dans un laps de temps relative- ment court. C'est-à-dire que le silencieux ne doit pas pré- senter une résistance importante au courant d'air, sinon le temps de réponse du système associé serait allongé de fa- çon indésirable. De plus, l'air dans la plupart des systè- mes pneumatiques est contaminé par les corps étrangers qu'il entraîne. Le silencieux doit être capable de fonctionner très longtemps, même en cas d'accumulation de corps étran- gers, sans diminution de son efficacité ni augmentation im- portante de la résistance qu'il offre au courant d'air. En 2. outre, le silencieux doit résister aux chocs importants du courant d'air d'échappement sans que ses performances se dégradent ou qu'il ne soit victime d'une défaillance par fatigue. En dehors des conditions citées cidessus, il est nécessaire que le silencieux soit compact et d'un faible coût. La présente invention a par conséquent pour objet de prévoir un silencieux perfectionné pour système pneuma- tique. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un silencieux pour système pneumatique qui assure un amortissement effectif des bruits et en même temps ne pré- sente pas une résistance importante au débit d'air. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un silencieux pour système pneumatique qui ait une longue durée de vie, qui soit bon marché et ait de bonnes performances pendant toute sa durée de vie. Le silencieux de la présente invention est prévu pour amortir le bruit provoqué par l'échappement d'un cla- pet d'air ou analogue. Le silencieux comprend un carter exté- rieur qui définit un orifice d'entrée prévu pour être pla- cé en coïncidence avec l'orifice d'échappement d'un clapet d'air ou analogue. Le carter définit une cavité interne qui communique avec l'orifice d'entrée et communique également avec un orifice d'échappement. Un bourrage en matériau d'amortissement du son est prévu dans la cavité dans le tram jet du courant d'air entre l'orifice d'entrée et l'échappe- ment. Ce bourrage est constitué d'un tarais tricoté de fibres. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci- joints dans lesquels La figure 1 est une vue avant en perspective d'un silencieux selon la présente invention, représentant le si- lencieux tel qu'il apparaît lorsqu'il est monté sur le corps d'un clapet; La figure 2 est une vue en élévation de côté, à grande échelle, du silencieux, des parties avant en crevé; 3. La figure 3 est une vue en plan, avec des parties en crevé; La figure 4 est une vue en coupe prise le long de la ligne 4-4 de la figure 2; et La figure 5 est une vue en perspective à grande échelle représentant le bourrage d'amortissement du son utilisé dans le silencieux. Dans les figures,la référence 11 représente géné- ralement un silencieux assemblé selon la présente invention. Le silencieux 11 est plus particulièrement prévu pour être utilisé en conjonction avec des clapets pneumatiques pour l'amortissement du bruit de l'air de refoulement lorsque le clapet est ouvert à l'atmosphère de façon à libérer la pres- sion du système associé. Comme tel, le silencieux doit assu- rer un amortissement effectif du bruit alors qu'en même temps il doit permettre un débit suffisant de façon à ne pas allon- ger le temps de réponse du système. En outre, le silencieux 11 doit être capable de fonctionner avec efficacité pendant un nombre élevé de cycles et être capable de supporter la contamination de son matériau de rembourrage par les corps étrangers transportés par l'air le traversant. C'est-à-dire que l'amoncellement des corps étrangers à l'intérieur du si- lencieux 11 ne doit pas diminuer sensiblement sa capacité de débit ni allonger le temps de réponse du système. Le silencieux 11 comprend un carter principal 12 en métal coulé ou analogue. Le carter 12 comporte à son ex- trémité arrière un flasque de montage 13 qui forme une ouver- ture d'admission généralement rectangulaire 14 prévue pour coïncider avec l'orifice de refoulement du clapet associé (non représenté). Le flasque 13 comporte des ouvertures frai- sées 15 pour le passage de boulons ou analogues de façon à permettre la fixation de l'ensemble sur le clapet associé. Contigu au flasque de montage 13, le carter 12 comporte un corps principal 16 dans lequel est formée une ouverture centrale ou cavité 17. A une certaine distance de l'ouverture 14, à l'intérieur de la cavité 17, se trouve une chicane 18. La chicane 18 est montée sur une paroi arrière 4. du carter 12 au moyen d'une paire de vis 21. Le montage de la chicane 18 dans l'embouchure-de l'ouverture 14 crée une chambre d'expansion 19 qui constitue l'étage initial d'amor- tissement du bruit. Une plaque en tôle 22 ayant généralement la forme d'un U, servant de couvercle, a sa partie centrale 23 qui s'étend à travers une ouverture formée du côté sortie du corps 16. A partir de la partie centrale 23,les côtés 24 du couvercle s'étendent le long des côtés du corps 16 et comportent des pattes qui sont reçues dans des évidements 25 du corps 16 du carter. Le couvercle 22 est fixé au carter 12 par des vis 26. Des ouvertures de. sortie 27 ayant la forme de fentes s'étendent depuis les côtés opposés de la plaque centrale 23 jusque dans les côtés 24. Les ouvertures 27 per- mettent le refoulement dans l'atmosphère de l'air assourdi. La fonction principale du silencieux est exécu- tée par un matériau de bourrage qui est contenu à l'intérieur de la cavité 17 du carter entre la chicane 18 et le couver- cle 22. Un écran anti-extrusion 28 recouvre la plaque 22 et évite que le matériau de bourrage ne sorte par les ouvertu- res 27 sous l'effet du choc important de l'air d'échappement provenant du clapet associé. Le matériau de bourrage est représenté générale- ment par la référence 29 et sa construction est illustrée en détail dans la figure 5. Le matériau 29 est de préférence un tamis tricoté en polypropylène, constitué de torons rectan- gulaires qui sont entrelacés de la manière représentée en figure 5. On a trouvé que ce matériau fournissait la poro- sité appropriée lorsqu'il remplissait la cavité 17 de façon à exécuter un bon amortissement du bruit, tout en permettant de donner de bons temps de réponse du clapet. C'est-à-dire que l'étouffemenft du bruit est obtenu sans réduction im- portante du volume d'air qui peut être refoulé pendant un temps donné. Ce matériau résiste relativement bien aux des- tructions provoquées par la vitesse élevée des courants d'air et est capable de retenir des quantités importantes des corps étrangers entraînés dans les courants d'air sans pro- 5. voquer une augmentation importante de la résistance au débit à l'intérieur du silencieux 11. Comme on l'a remarqué, la chambre d'expansion 19 sert à effectuer un assourdissement initial,ou phase d'atté- nuation du son. La chicane 18, en plus de son rôle de protec- tion du matériau de bourrage 29 contre l'érosion par réduc- tion de l'effet des courants d'air, exerce une fonction d'at- ténuation du son. Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, la chicane 18 comporte des perfora- tions telles que sa surface ouverte est de l'ordre de 20 à %. Les trous de la chicane dans un tel agencement peuvent avoir un diamètre de 2,7 mm, avec environ six trous par centi- mètre carré. La plaque 18 est de préférence en acier et a une épaisseur suffisante pour résister aux impacts et avoir une résistance surffisante à la fatigue par flexion due à la répétition des cycles. Le stade suivant d'étouffement du son est dû au matériau de bourrage 29 et cela constitue la partie principa- le d'étouffement du bruit du silencieux 11. Comme on l'a no- té, le matériau 29 comprend un tamis tricoté qui est constitué de torons rectangulaires en polypropylène. Dans unnode de réalisation particulier de la présente invention, la densité de tassement entre la chicane 18 et l'écran anti-extrusion 28 est comprise entre 0,132 et 0,170 gramme par centimètre cube. Le matériau a une densité d'environ 0,905 et cela se traduit par une porosité apparente de l'ordre de 81 à 86 %. Cette porosité et cette densité de tassement sont considé- rées comme donnant le rapport optimum entre l'effet d'amor- tissement du bruit et le temps de réponse du clapet. L'écran anti-extrusion 28 est de préférence cons- titué d'un matériau en polyester et, dans le mode de réalisa- tion particulier de la présente invention,a une ouverture de maille de 595 microns avec une aire ouverte d'environ 39 %. Les ouvertures d'échappement 27 sont conçues pour avoir une superficie totale supérieure à l'aire en coupe du débit de la chicane 18.Dans un mode partïculiet de réalisa- tion de la présente invention, l'aire effective en coupe des 24-91188 6. fentes d'échappement 27 est comprise entre 125 et 180 % de l'aire effective de débit permise par la chicane 18. Comme on l'a remarqué, la construction décrite ci-dessus assure une atténuation extrêmement bonne du son sans dégradation importante du temps de réponse du système pneumatique associé. C'est-à-dire que le silencieux lh ne retarde sensiblement pas le courant d'air provenant du corps de clapet associé, même si une quantité importante de corps étrangers entraînés peut se trouver accrochée dans le ma- tériau de bourrage 29. L'appréciation de certaines des valeurs de mesures indiquées ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles pro- viennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en unités métriques. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 7. REVENDICATIONS 1 - Silencieux pour étouffer l'air d'échappement d'un clapet ou analogue, caractérisé en ce qu'il comprend un carter extérieur définissant un orifice d'admission prévu pour être placé en correspondance avec un orifice d'échappe- ment du clapet ou analogue, le logement définissant une cavi- té intérieure communiquant avec l'orifice d'admission, un échappement communiquant avec la cavité, et un matériau de bourrage pour l'étouffement du son, dans au moins une partie îO de la cavité qui est interposé dans le trajet du courant d'air entre l'orifice d'admission et l'échappement, le maté- riau de bourrage étant constitué d'un tamis tricoté de fi- bres. 2 - Silencieux selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le matériau de bourrage a une porosité effec- tive comprise entre 80 et 90 %. 3 - Silencieux selon la revendication 2, carac- térisé en ce que les fibres du matériau de bourrage sont en polypropylène et ont une forme en coupe généralement rectan- gulaire, leur densité étant comprise entre 0,125 et 0,180 gramme par centimètre cube. 4 - Silencieux selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend en outre une chicane perforée, pla- cée entre l'orifice d'admission et l'extrémité de sortie du matériau de bourrage de façon à atténuer le son et à proté- ger le matériau des avaries dues au courant d'air. - Silencieux selon la revendication 4, carac- térisé en ce que la chicane est placée à une certaine distan- ce de l'embouchure de l'orifice d'admission de façon à for- mer une chambre d'expansion pour une atténuation initiale du bruit entre l'embouchure de l'orifice d'admission et la chi- cane. 6 - Silencieux selon la revendication 4, carac- térisé en ce que la chicane a une surface ouverte comprise entre 25 et 35 %. 1 7 - Silencieux selon la revendication 6, carac- térisé en ce que le matériau de bourrage a une porosité ef- 8. fective comprise entre 80 et 90 %. 8 - Silencieux selon la revendication 7,caracté- risé en ce que la chicane est placée à une certaine distance de l'embouchure de l'orifice d'admission de façon à cons- tituer une chambre d'expansion d'étouffement initial entre l'embouchure de l'orifice d'admission et-la chicane. 9 - Silencieux selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le carter extérieur comporte une extrémité ouverte dans le côté opposé de l'orifice d'admission et com- porte en outre une plaque de f ermeture généralement en forme de U qui est fixée à travers l'extrémité ouverte, l'échappe- ment comprenant une pluralité de fentes formées dans la Pla- - que couvercle. - Silencieux selon la revendication 9,carac- térisé en ce qu'il comprend en outre un écran anti-extru- sion qui est placé entre la plaque couvercle et le matériau de bourrage pour éviter l'extrusion de ce matériau à travers les fentes de la plaque couvercle. 11 - Silencieux selon la revendication 10, carac- térisé en ce que le matériau de bourrage a une porosité ef- fective comprise entre 80 et 90 %. 12 - Silencieux selon la revendication 11, carac- trisé en ce qu'il comporte en outre une chicane perforée qui est placée entre l'orifice d'admission et l'extrémité côté orifice d'admission du matériau de bourrage de façon à atté- nuer le son et à protéger le matériau contre les avaries dues au courant d'air. 13 - Silencieux selon la revendication 12,carac- térisé en ce que la chicane est placée à une certaine distan- ce de l'embouchure de l'orifice d'admission de façon à cons- tituer une chambre d'expansion d'étouffement initial entre l'embouchure de l'orifice d'admission et la chicane. 14 - Silencieux selon la revendication 13,carac- térisé en ce que la chicane de l'orifice d'admission a une - surface ouverte comprise entre 25 et 35 %. - Silencieux selon la revendication 14, carac- térisé ence que les fibres du matériau de bourrage sont cons- 9. tituées de polypropylène et ont une forme en coupe générale- ment rectangulaire, la densité étant comprise entre 0,125 et 0,180 gramme par centimètre cube.