Brevet FR2561545A1 — publié le 19850927

"Lance notamment pour la lutte contre les incendies" La présente invention concerne notamment -bien que non exclusivement- les lances pour la lutte contre les incendies. D'une manière générale les lances en cause comportent un corps de forme générale tubulaire présentant à son extrémité avant un siège annulaire avec lequel coopère, en rapprochement et éloignement, un diffuseur monté axialement mobile à l'intérieur du corps, et destiné à régler le débit du jet de liquide, un manchon de sortie entourant le corps à l'avant de celui-ci monté axialement mobile sur le corps, ce manchon étant destiné à régler la forme du jet, et une turbine montée à l'avant du manchon de sortie, laquelle est susceptible d' être entrainée en rotation par le jet pour imprimer à celuici une diffusion large. De telles lances sont donc aptes à délivrer un jet de liquide dont le débit peut être réglé par le déplacement axial du diffuseur par rapport au siège annulaire, tandis que la forme du jet peut être soit droite, soit à diffusion large selon la position du manchon de sortie et par conséquent de la turbine associée. Une telle lance est notamment décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3,387,791 délivré le 11 Juin 1968 (G.G. ALLENBAUGH.JR) suivant lequel le réglage du débit du jet est obtenu par déplacement axial d'un tube de décharge dont l'extrémité avant forme un siège annulaire apte à coopé rer avec un diffuseur fixe, en sorte que l'ouverture annulaire ménagée entre les deux organes en cause peut être plus ou moins importante, et par conséquent, définir ainsi le volume du liquide délivré. Pour l'obtention du réglage du débit, il est mentionné dans le brevet ci-dessus, que le tube de décharge porte une came coopérant avec une lumière de profil hélicoidal ménagée dans une bague ; le déplacement axial du tube de décharge étant obtenu par rotation de la bague. Pour ce qui concerne la forme du jet de liquide, le corps tubulaire porte à l'avant une bague et une turbine, la dite bague ayant une came apte à coopérer avec une lumière de profil hélicoïdal ménagée sur la surface extérieure du corps, en sorte que la rotation de la bague engendre une translation de celle-ci et de la turbine qui lui est associée ; la turbine pouvant dès lors être rapprochée ou éloignée de l'ori- fice annulaire formé par le diffuseur et le tube de décharge, peut former un jet de liquide à large diffusion ou un jet droit. I1 a été observé des lacunes dans les lances actuelles notamment du point de vue de la sécurité des opérateurs, et aussi du point de vue de la robustesse. En effet, lors d'une mise en utilisation ot les diverses opérations doivent autre effectuées avec rapidité, l'opérateur n'est pas à même de déterminer, avant l'ouverture d'une vanne d'arrêt situee à l'arrière du corps tubulaire, d'une part, la forme du jet, et, d'autre part, le débit du liquide étant donné que, le plus souvent, les organes précités déterminant le débit et la forme du jet, sont restés dans la position qu'ils occupaient lors d'une précédente utilisation. I1 peut en résulter des accidents graves dans le cas, par exemple, ou la lance débite un jet droit sur des conducteurs électriques encore sous tension, ou d'une manibre générale, lorsqu'un tel jet droit ne répond pas au résultat recherché. Un tel matériel étant sujet à des chocs lors des manipulations il doit donc être robuste afin de résister à ces chocs. Or, dans les lances actuelles, la turbine, étant donné sa structure et sa construction légère, n'est pas à l'abri d' une détérioration relativement rapide, de sorte que la lance est mise hors service le temps que nécessite la réparation. La présente invention vise les lances du genre considéré, et elle a pour objet de remédier aux inconvénients succinctement énoncés dans ce qui précède. Une lance selon l'invention, notamment pour la lutte contre les incendies, comportant un corps tubulaire présentant à son extrémité avant, un siège annulaire avec lequel coopère en rapprochement et éloignement un diffuseur monté axialement mobile à l'intérieur du corps et destiné à régler le débit du jet de liquide, un manchon de sortie entourant le corps à l'avant de celui-ci, monté axialement mobile sur le corps, ce manchon étant destiné à régler la forme du jet, et une turbine montée à l'avant du manchon de sortie, laquelle est susceptible d'être entraînée en rotation par le jet pour imprimer à celui-ci une diffusion large, se caractérise en ce que le corps, et le manchon ménagent entre eux une chambre annulaire hydraulique de commande qui est alimentée par le liquide parcourant le corps, ladite chambre étant admise à décharger, vers l'extérieur, un débit de fuite associé à un moyen de réglage de ce débit, pour ajuster la pression hydraulique dans ladite chambre de commande à l'encontre d'un ressort de rappel du manchon, et définir ainsi, la position axiale de ce manchon et de la turbine qu'il porte, par rapport à un orifice annulaire de sortie ménagé entre le diffuseur et le siège annulaire. Suivant une caractéristique de l'invention, le manchon forme un support à la turbine, qui présente à cet effet un tronçon arrière ayant une surface intérieure adaptée à entourer le manchon, et une face frontale -dans le prolongement de la partie arrière précitée - dans laquelle sont ménagées des ailettes convenablement orientées, tandis que des moyens sont prévus pour immobiliser axialement la turbine sur le manchon tout en permettant une libre rotation de celleci. Suivant une autre caractéristique, le diffuseur est porté par un élément tubulaire susceptible de coulissement dans ce corps, ledit élément tubulaire étant, à cet effet apte à coopérer avec un excentrique associé à un bouton de manoeuvre. Le réglage du débit du jet liquide, peut ainsi être modifié à volonté par commande en déplacement axial de l'élément tubulaire et partant, du diffuseur, de sorte que la section du passage annulaire ménagé entre le diffuseur, et le corps peut entre plus ou moins importante. Une lance selon l'invention présente, comparativement aux lances actuellement connues, un certain nombre d'avantages parmi lesquels on peut citer une sécurité accrue pour les opérateurs, en effet, lors d'une utilisation, dès l'ouverture de la vanne, la lance délivre automatiquement un jet de liquide en diffusion large, qui va décroissant au fur et à mesure de l'alimentation en liquide sous pression de la cham bre annulaire hydraulique de commande. L'opérateur a donc le temps matériel de maintenir la forme du jet, soit en diffusion large, soit au contraire de procéder à un réglage, en modifiant le débit de fuite -pour l'obtention d'une forme de jet désirée-. I1 en résulte que l'opérateur ne peut être surpris par la forme du jet, ni diriger celui-ci par mégarde sur des conducteurs encore sous tension. Conjointement à une sécurité accrue pour l'opérateur, une lencesuivant l'invention présente l'avantage d'un maniement plus commode pour répondre à tous les cas d'espèce. Par ailleurs, la turbine formant un corps cylindrique de révolution, présente une construction robuste capable d' encaisser les différents chocs pouvant survenir au cours des manipulations. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 montre en élévation une lance conformément à l'invention la figure 2 est une vue latérale de la lance montrée à la figure 1 côté turbine la figure 3 est une vue en coupe longitudinale de la lance suivant la ligne III-III de la figure 2, la lance étant réglée pour délivrer un jet droit de liquide la figure 4 est une vue analogue à la précédente,le jet de liquide délivré étant à large diffusion ; ; la figure 5 est une vue en coupe longitudinale passant par la ligne V-V de la figure 2 et montrant la commande manuelle du diffuseur la figure 6 est une vue de détail de l'assemblage permettant la rotation de la turbine sur le manchon la figure 7 est une vue partielle, en perspective, de la face frontale de la turbine la figure 8 est une vue partielle de la commande manuelle du déplacement axial du diffuseur la figure 9 montre partiellement une forme de réalisa tion d'une commande automatique en déplacement axial du diffuseur. Suivant la forme de réalisation choisie et représentée aux figures, une lance selon l'invention comprend un corps tubulaire indiqué globalement par 10, présentant une partie arrière 10A adaptée à être raccordée à un tuyau non représenté sur les dessins, et une partie avant formant un siège annulaire 1OB, avec lequel coopère en rapprochement et éloignement, un diffuseur indiqué dans son ensemble par 12. Entre sa partie arrière et sa partie avant, le corps tubulaire 10 comprend un logement propre à recevoir une vanne 13 ayant un boisseau 13A monté à rotation, pouvant occuper à volonté une position d'ouverture ou de fermeture. Vers l'avant de la lance, le corps tubulaire 10 est en- touré par un manchon 15 axialement mobile sur des portées 10C 10D ménagées à cet effet sur la surface extérieure du corps tubulaire. Le manchon précité 15 est axialement mobile sur le corps de l'arrière vers l'avant sous l'impulsion d'une chambre annulaire hydraulique de commande 16 ménagée entre corps et manchon qui est alimentée par le liquide admis à circuler dans la lance, et ce, au moyen d'un passage 17, ménagé dans un élé me tubulaire 19 portant par des croisillons 19A à faible section frontale, le diffuseur 12, et d'un passage 10E ménagé dans le corps 10 en regard du passage 17. La chambre annulaire hydraulique de commande 16 est aussi en communication, dans l'exemple de réalisation représenté, par un canal 20, ménagé dans le corps 10 avec un débit de fuite associé à un moyen de réglage de ce débit. Le débit de fuite est constitué par un canal 218 disposé en aval du moyen de réglage de ce débit constitué ici par une vis pointeau 22 dont une extrémité tronconique 22A coopère avec le bord supérieur formant siège d'un passage 10F ménagé dans le corps tubulaire;; ee passage 10F étant lui-mdme en com munisau lon par une chambre 10G avec le canal 20 précité a chambre annulaire hydraulique de commande 16 est for mee entre la surface extérieure du corps tubulaire 102 la sur face intérieure du manchon 15, et par deux épaulements lOH, 15A, ménagés respectivement dans le corps tubulaire 10 et le manchon 15. Des joints 30, 31, associés au manchon 15 assurent l'étanchéité entre celui-ci et le corps tubulaire par coo pération avec la surface extérieure de ce dernier. Le manchon 15 est soumis à l'action d'un moyen de rappel constitué par un ressort 33 à spires hélicoidales dont une extrémité est en appui sur la face de l'épaulement 15A qui est opposée à la chambre hydraulique de commande 16, et l'autre extrémité sur une face 1OI de la portée lOD. Une turbine indiquée globalement par 40 est portée par le manchon 15 sur lequel elle est montée librement tournante. Tel que représenté, la turbine 40 comprend une face frontale 40A avec une pluralité de dents 40B régulièrement espacées et usinées dans la masse, de façon à ménager entre elles (voir en particulier aux figures 2 et 7) des évidements 40C formés de deux parois 40D, 40E, en vis-à-vis parallèles, d' orientation sensiblement tangentes au diamètre extérieur du diffuseur 12, et d'une paroi de fond 40F qui présente une surface oblique divergente de l'axe de la turbine vers l'extérieur. Par ailleurs la face interne 40I des dents 40Bt présente un plan incliné également divergent de l'axe de la turbine vers l'extérieur mais en formant un angle plus aigu que les parois de fond 40F. La face frontale de la turbine 40 est prolongée vers 1' arrière par un tronçon de forme générale cylindrique de révolution 40G adapté à entourer la surface extérieure du manchon; la turbine est immobilisée axialement par rapport au manchon, tout en étant librement rotative sur celui-ci. A cet effet,- et tel qu'illustré en particulier à la figure 6, la turbine comporte deux passages 40H diamétralement opposés dans lesquels sont engagés deux rouleaux 45 d'axes perpendiculaires à la lance et qui, par une extrémité coopérent avec une rainure circulaire 15B ménagée dans le tronçon 40G de la turbine; ces rouleaux sont simplement maintenus en place par une bague avantageusement de section torique 47 en matériau élastique. Pour ce qui concerne le réglage du débit du liquide, qui est obtenu par déplacement axial du diffuseur 12, dans le corps tubulaire 10, ce dernier porte un variateur de débit 50 (figures 5 et 8) monté tournant sur le corps tubulaire ; ce variateur de débit est avantageusement disposé suivant un m8- me plan transversal que le robinet pointeau 22 réglant le débit de fuite, en étant décalé angulairement par rapport à celui-ci. Le variateur de débit précité 50 comprend un bouton moleté 50A prolongé par une tige 50B montée tournante dans une bague 50C associée au corps tubulaire, ladite tige étant ellemême prolongée par un tronçon cylindrique de révolution 50D portant un joint d'étanchéité 50E et, en partie terminale un excentrique 50F adapté à coopérer avec une lumière oblongue 50G pratiquée dans l'élément tubulaire 19 portant le diffuseur. Le viarateur de débit 50 est immobilisé par rapport au corps tubulaire par appui des faces du tronçon cylindrique de révolution 50D sur, respectivement: la bague SOC, et l'élément tubulaire 19. L'élément tubulaire 19 est donc susceptible de déplacements axiaux par la manoeuvre du bouton 50 ; il est en outre immobilisé en rotation par sa coopération avec l'excentrique, en sorte que les passages 17, 182 précédemment cités, sont toujours en regard, le passage 17 ménagé dans l'élément tubulaire étant à cet effet prévu oblong parallelement à l'axe du corps tubulaire. En vue de permettre à l'opérateur de connaître le débit théorique à une pression donnée, le bouton 50A du variateur de débit 50, porte un repère (non représenté) qui, en combinaison avec une graduation (également non représentée) ménagée sur le corps tubulaire permet de mémoriser la position angulaire de l'ecentrique 50F et partant: de l'élément tubulaire 19. On peut ainsi définir l'écartement E compris entre le diffuseur 12 et le siège annulaire lOB, et connaître le débit théorique de la lance à une pression donnée. On observera que le variateur de débit 50 étant démontable, il est possible de remplacer un excentrique par un autre de profil différent pour ltobtention d'une autre plage de débit. Lorsque la lance n'est pas utilisée et que le boisseau 13A de la vanne 13 est fermé, le liquide ne circule pas dans la lance, la chambre hydraulique de commande 16 n'est pas alimentée en liquide sous pression ; le ressort de rappel 33 se détendant ramène vers l'arrière le manchon 15 et la turbine associée 40 dans une position de retrait non représentée sur les dessins, mais qui correspond en fait à un volume minimal de la chambre annulaire hydraulique de commande 16. Lors de la mise en action de la lance, qui doit, généralement être effectuée rapidement, plusieurs cas de figures peuvent se présenter, étant entendu que, dans tous les cas, le manchon 15 et la turbine 40 sont en position de retrait, du fait que la chambre annulaire hydraulique de commande n'est pas alimentée en liquide sous pression, et de l'action du ressort de rappel 33. Si le robinet pointeau réglant le débit de fuite est fermé, la chambre annulaire hydraulique du réglage de débit n'est pas admise à décharger vers l'extérieur un débit de fuite, à l'ouverture de la vanne 13 le jet de liquide va jaillir en diffusion large étant donné la position en retrait du manchon 15 et de la turbine 40 par rapport à l'espace annulaire de sortie E ménagé entre le diffuseur 12 et le siège annulaire lOB. Si le robinet pointeau 22 est maintenu fermé, la chambre 16 est alimentée en liquide sous pression de sorte que le manchon 15 et la turbine vont être déplacés axialement vers l'avant au-delà de l'espace annulaire E, ce qui aura pour effet de modifier progressivement la forme du jet de liquide, qui, d'une diffusion large, sera transformé en jet droit (figure 3). Si dès la mise en action de la lance, l'opérateur désire conserver un jet de liquide à diffusion large il ouvre le robinet pointeau 22 en sorte que la chambre annulaire hydraulique de commande décharge vers l'extérieur par les canaux 20, 21; la pression dans ladite chambre n'étant plus suffisante pour vaincre la force du ressort de rappel 33 le manchon et la turbine restent en position arrière. On remarque que l'opérateur est à même d'ajuster à vo longe la forme du jet de liquide dès la mise en action de la lance, simplement en observant Si celle-ci décharge du liquide vers l'extérieur. Dans le cas ou l'opérateur désire que le jet de liquide ait à la fois une portée relativement longue, et une large diffusion (figure 4), il agit sur le robinet pointeau 22 pour reguler le débit de fuite de la chambre annulaire 16 et placer ainsi le manchon 15 et la turbine dans une position axiale ap propriée par rapport à l'espace annulaire de sortie E. A ces possibilités de réglage de la forme du jet, s'ajoute la possibilité de régler le débit du liquide délivré. A cet effet l'opérateur peut agir sur le variateur de débit 50, qui par sa manoeuvre permet d'entratner axialement à l'intérieur du corps tubulaire l'élément tubulaire 19 et le diffuseur 12. Quant à la turbine 40, monobloc, et réalisée avantageusement par usinage, elle est apte à améliorer la qualité de la diffusion large. Effectivement le jet de liquide sortant par l'espace annulaire E, attaque les faces inclinées 40, 40E, des dents, ce qui provoque sa mise en rotation assurant une pulvérisation du liquide grace à la force centrifuge, cepen dans que la paroi de fond inclinée 40F permet la large diffu sion, et que les faces internes 40I desdites dents permettent; grâce à leur inclinaison judicieuse, la projection d'une partie du liquide sous forme d'un jet tronconique plus aigu que la diffusion large donc assurant une portée intermédiaire entre le jet droit et la diffusion large. A la fermeture de la vanne 13, le manchon 15, et la turbine 40 reviennent automatiquement en position de retrait étant donné que la chambre 16 n'étant plus alimentée en liquide sous pression, le ressort de rappel 33 peut se détendre et entrainer ainsi en déplacement axial vers l'arrière le manchon et la turbine. En variante, une Bnre telle que ci-dessus pourrait être équipée d'un dispositif automatique du réglage du débit à la place du variateur de débit à commande manuelle. Suivant une forme de réalisation d'un dispositif autonautique de réglage du débit, représente à la figure 9, la partie terminale avant du corps 10 comporte intérieurement des moyens de butées pour l'extrémité d'un ressort 60 dont l'autre extrémité coopère avec un bord en correspondance 61 de l'élément tubulaire 19 portant le diffuseur 12, les moyens du butée précités pouvant être formés par un épaulement annulaire 62, ou encore par plusieurs nervures longitudinales. Le ressort 60 étant adapté à définir un déplacement maximal vers l'avant du diffuseur 12 suite à la pression exercée par le fluide sur ce dernier, on conçoit qu'en cas de chute de pression le ressort 60 ramène vers l'arrière le diffuseur 12, en sorte que l'écartement E de l'orifice annulaire de sortie peut fluctuer en fonction des variations de pression de fluide, et maintenir ainsi la forme désirée du jet de fluide. I1 convient de souligner qu'une lance suivant l'invention représente un facteur de sécurité pour l'opérateur du fait que lors de la mise en action il y a impossibilité d'obtenir directement un jet droit de grande portée, ce qui limite de façon notable les risques d'accidents. Par ailleurs on précise que le fluide projeté peut être de l'eau, ou de l'eau additionnée d'un émulsifiant, selon la nature du sinistre à combattre. Bien entendu l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation choisie et représentée, qui est au contraire susceptible de modifications, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. C'est ainsi que le moyen de réglage du débit de fuite pourrait être situé à distance et être en communication avec le canal 20 de toute manière appropriée. REVENDICATIONS 1. Lance, notamment pour la lutte contre les incendies, comprenant un corps de forme générale tubulaire présentant a son extrémité avant, un siège annulaire avec lequel coopère en rapprochement et éloignement un diffuseur monté axialement mobile à l'intérieur du corps, et destiné à régler le débit du jet de liquide, un manchon de sortie entourant le corps à l'avant de celui-ci, monté axialement mobile sur le corps, ce manchon étant destiné à régler la forme du jet, et une turbine montée à l'avant du manchon de sortie qui est susceptible d'être entraînée en rotation par le jet pour imprimer à celui-ci une diffusion large, lance caractérisée en ce que le corps tubulaire (10) et le manchon de sortie (15) ménagent entre eux une chambre annulaire hydraulique de commande (16) qui est alimentée par le liquide parcourant le corps, ladite chambre annulaire hydraulique de commande étant admise à décharger, vers l'extérieur, un débit de fuite (21) associé à un moyen de réglage (22) de ce débit, pour ajuster la presson hydraulique dans ladite chambre (16) à l'encontre d'un res- sort de rappel (33) du manchon, et définir ainsi la position axiale de ce manchon (15) et de la turbine (40) qu'il porte par rapport à un orifice annulaire de sortie (E) ménagé entre le diffuseur (12) et le siège annulaire (lOB). 2. Lance suivant la XPevendication 1, caractérisée en ce que la chambre annulaire hydraulique de commande (16) est ménagée autour du corps (10) à l'intérieur du manchon (15) et est définie entre des épaulements respectivement ménagés dans le corps et le manchon. Lance suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la chambre annulaire hy- draulique de commande (16) est alimentée au moyen d'un orifice (18) ménagé dans le corps (10), et d'un orifice en correspondance (18) ménagé dans un élément tubulaire (19) portant le diffuseur. 4. Lance suivant l'une quelconque des revendications prececlen'ces, caractérisée en ce que le débit de fuite (21) est ménagé dans le corps tubulaire (10) et il est en communication à travers un robinet pointeau (22) avec la chambre annulaire hydraulique de commande (16) au moyen d'un canal (20) ménagé dans le corps tubulaire. 5. Lance suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le robinet pointeau (22) est orienté radialement par rapport au corps tubulaire, et-le pointeau (22A) qu'il comporte est apte à coopérer avec le bord supérieur formant siège du passage (loF) ménagé dans le corps tubulaire (10). 6. Lance suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps tubulaire (10) et le manchon (15) forment entre eux un logement propre à la réception du ressort de rappel (33) ce logement étant ménagé à l'avant du corps, au-delà de la chambre annulaire hydraulique de commande (16). 7. Lance suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la turbine (40), monobloc, comprend une face frontale (40A) avec une pluralité de dents orientées (40B), et une partie arrière (40G) apte à être engagée sur le manchon (15) et à y être associée axialement en étant libre en rotation 8. Lance suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la turbine (40) est associée au manchon (15) par sa partie arrière à l'aide de moyens de roulement (45). 9. Lance suivant la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens de roulement sont constitués par au moins deux rouleaux (45) diamétralement opposés qui sont couplés en rotation avec la turbine (40) et aptes à coopérer avec une rainure circulaire ménagée dans le manchon (15), lesdits rouleaux étant maintenus par un anneau élastique (47). 10. Lance suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les dents (40B) que comporte la turbine (40) sont délimitées par des faces latérales (40D), 40E), inclinées en ayant une direction sensiblement tangente au siège annulaire (lOB), par un fond (40F) divergent de l'axe de la turbine (40) vers l'extérieur, et par une paroi interne (40I) également divergente de l'axe de la turbine vers l'extérieur, mais avec un angle plus aigu que la paroi de fond. 11. Lance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément tubulaire (19) portant le diffuseur (12) est mobile axialement à l'intérieur du corps tubulaire (10) par l'intermédiaire d'un variateur de débit (50) comprenant un excentrique (50F) apte à coopérer avec une lumière (50G) ménagée à cet effet dans ledit élément tubulaire (10). 12. Lance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le robinet pointeau (22) et le variateur de débit (50) sont situés dans un meme plan transversal du corps tubulaire (10) en étant décalés angulai roment. 13. Lance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps (10) comporte à sa partie terminale avant et sa surface intérieure des moyens de butée (62) pour une extrémité d'un ressort (60), dont l'autre extrémité coopère avec l'élément tubulaire (19) portant le diffuseur (12).