Brevet FR2610079A1 — publié le 19880729

Ejecteur d'air automatique pour canalisations de flui des, doté d'un système de compensation de pression OBJET DE L'INVENTION La présente invention concerne un éjecteur automatique pour canalisations de fluides, qui est particulièrement approprié pour être utilisé dans des réseaux de distribution d'eau, en milieu rbain, mais qui est également utilisable dans des oléoducs et dans tout autre type d'installations dans lesquelles il serait nécessaire d'éliminer des canalisations des masses d'air éventuelles, et même d'autres gaz, qui pour un motif quelconque se trouveraient dans ces dernières, et permettant, en outre, d'introduire un gaz quelconque à l'intérieur des canalisations en question. ANTECEDENTS DE L'INVENTION Dans certains types de canalisations de fluides, comme c'est le cas, par exemple, des canalisations d'eau mentionnées plus haut, il se forme assez fréquemment des poches d'air. qui sont dues à des manipulations d'entretien à l'intérieur de ces canalisations, ou à des causes d'un autre genre, qui sont indésirables pour le bon fonctionnement de l'installation. Pour résoudre ce problème, on utilise des purgeurs, qui présentent à leur tour un problème fondamental, constitué par un certain manque d'automatisme, qui oblige à réaliser l'opération de purge proprement dite de façon manuelle, c'est-à-dire au moyen d'une inter vention spécifique sur le purgeur en question au moment jugé approprié. Il existe également des purgeurs automatiques, mais ces derniers doivent être actionnés soit par un signal reçu à partir d'un élément sensible d'un type quelconque, soit à partir d'un programme déterminé, ce qui augmente le coût de l'installation et donne lieu à des résultats qui sont loin d'être satisfaisants. Finalement, il est utilisé également des réservoirs pourvus d'une vanne actionnée par un flotteur, vanne qui s'ouvre évidemment lorsque le flotteur descendent en présence d'air à l'intérieur du réservoir, ce qui fait descendre également le niveau du fluide, mais cette solution exige, pour un fonctionnement correct, que le réservoir ait des dimensions considérables, du fait du rapport qui existe entre le poids du flotteur et le diamètre de l'orifice de sortie des gaz, ce qui augmente aussi le coût et rend difficile son installation, car il est nécessaire de disposer de beaucoup d'espace pour cette der nière. DESCRIPTION DE 1'INVENTION : L'éjecteur automatique selon 1 'inven- tion a été conçu pour apporter une solution à ce problème de façon complètement satisfaisante, en offrant un automatisme de fonctionnement total pour que son ouverture s'effectue exactement au moment où apparait dans la canalisation une poche d'air, évidemment dans la zone d'influence de l'éjecteur. A cet effet, et de façon plus concrête, il est constitué par un corps de base, formé par une surface de révolution en forme de cuvette ouverte à la partie supérieure, qui est prolongé à sa partie inférieure par un col de liaison à la canalisation du fluide dont il s'agit, au moyen de la bride correspondante, et qui est doté à son embouchure d'une autre bride pour la fixation d'un couvercle qui permet le montage de ses mécanismes extérieurs, lesquels, en outre, sont associés à ce couvercle de façon à pouvoir être extraits avec ce dernier.Les mécanismes en question consistent à la base en un flotteur qui peut se déplacer axialement à l'intérieur de la cuvette constituée par le corps de base, ce flotteur étant de forme sphérique et étant traversé diamétralement par un axe tubulaire vertical pourvu à son extrémité, située au-dessus du flotteur, d'un obturateur, avec lequel collabore un siège de fermeture établi dans un disque monté de façon mobile sur l'axe tubulaire en question et qui est capable de s'adapter hermétiquement au couvercle, à l'aide d'un joint torique présent dans ce dernier, l'axe tubulaire en question comportant, en outre, immédiatement au-dessus de l'obturateur, une pluralité d'orifices qui constituent des alignements longitudinaux qui sont destinés à permettre éventuellement la sortie de l'air ou du gaz présent à l'intérieur de la canalisation. Le flotteur est guidé parfaitement au cours de ses déplacements verticaux par l'axe tubulaire auquel il est associé, axe qui joue, à son extrémité inférieure, dans une douille fermée située au niveau du commencement du col qui prolonge la cuvette constituée par le corps de base, douille qui est dotée intérieurement de deux joints toriques qui, tout en permettant le déplacement axial de l'axe tubulaire à l'intérieur de la douille, empêche que le fluide accède à l'extrémité inférieure ouverte de ce tube, et qui, en outre, est solidaire d'une armature de support qui, au moyen de tiges filetées, est fixée au couvercle du dispositif, de façon à pouvoir être extraite en bloc avec ce couvercle.A son extrémité supérieure, l'axe tubulaire en question, après avoir traversé le disque de support du siège de fermeture, pénètre dans un autre col ouvert formé dans le couvercle, col à l'in térieur duquel est située une petite cuvette, dotée d'un orifice central dans sa base, pour le passage et le guidage de l'axe tubulaire en question. En accord avec cette construction et après avoir réalisé dans la canalisation dont il s'agit un orifice de liaison de l'éjecteur automatique, le corps de ce dernier est fixé par une bride à cette canalisation et, dans des conditions normales, c'est-à-dire lorsque la conduite est complètement pleine de liquide, ce dernier aura tendance à sortir à l'extérieur à travers du col du corps de base de l'éjecteur, en élévant le flotteur, en appliquant le disque de support du siège de fermeture contre le joint torique du couvercle, et en appliquant à son tour l'obturateur associé à son propre axe tubulaire contre le siège de fermeture en question, ce qui donne lieu à la fermeture hermétique du corps de l'éjecteur par rapport à l'atmosphère extérieure.Cependant, lorsqu'apparatt de l'air ou un autre gaz dans la canalisation, ce gaz aura tendance à monter à l'intérieur de l'éjecteur et à remplacer le liquide existant préalablement dans ce dernier, en faisant descendre le flotteur, et en séparant par conséquent ce dernier du disque de support du siège de fermeture, lequel sera maintenu adapté au couvercle par la pression existante dans la chambre de l'éjecteur, tandis que le gaz sortira vers l'extérieur, à travers les orifices de l'axe tubulaire et à travers l'extrémité libre et ouverte de ce dernier. Cette situation d'ouverture se maintiendra tant que n'aura pas été expulsée la totalité de l'air ou du gaz dont il s'agit, c'est-à-dire tant que le liquide n'aura pas pénétré de nouveau à l'intérieur de l'éjecteur, moment auquel ce liquide provoquera l'éléva- tion du flotteur et le rétablissement de la situation de fermeture de l'obturateur. Pour compléter la structure décrite, il a été prévu que le col formé à la partie supérieure du couvercle soit doté d'une autre bride pour permettre sa liaison à une canalisation, soit pour conduite d'air de sortie ou pour la récupération du gaz dont il s'agit, plus précisément lorsque l'éjecteur est utilisé dans des canalisations de pétrole dont les gaz formés à l'intérieur de la conduite et qui doivent être extraits de cette dernière, sont utilisables. DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure unique représente, à titre d'illustration et sans caractère limitatif, une vue en élévation latérale et en section diamétrale, d'un éjecteur automatique d'air pour canalisations de fluides, réalisé en accord avec l'objet de la présente invention. MODE DE REALISATION PREFERE DE L'INVENTION Dans cette figure, on peut voir que l'éjecteur automatique selon l'invention est constitué par un corps de base 1, formé par une surface de révolution, qui se présente sous la forme d'une sorte de cuvette ouverte à la partie supérieure et qui est prolongée à son extrémité inférieure par un col 2, terminé par une bride 3, pour sa fixation sur la canalisation 4 dont il s'agit, de façon que l'embouchuure du col en question 2 se trouve en face d'un orifice 5 formé préalablement dans la canalisation en question 4, tandis que le corps 1 comporte à son embouchure supérieure une bride 6 pour la fixation du couvercle correspondant 7, au moyen d'une bride complémentaire 8, présente dans ce couvercle. Le corps de base 1, définit conjointement avec le couvercle 7, une chambre 9 dans laquelle est logé un flotteur 10, de préférence de forme sphérique, qui est traversé diamétralement et verticalement par un axe tubulaire 11 dont l'extrémité inférieure joue dans une douille 12, fermée à son extrémité inférieure, et qui est située au niveau de la zone de liaison entre le corps 1 et le col 2, cette douille 12 étant dotée d'une paire de joints toriques internes 13 qui, tout en permettant le déplacement axial de l'axe tubulaire 11, assurent la fermeture hermétique de l'intérieur de la douille 12 et, par conséquent, de l'extrémité inférieure ouverte de cet axe 11. La douille 12 est installée de façon rigide sur une armature de support 14 qui, bien que logée à l'intérieur de la cuvette définie par le corps de base 1, est fixée sur le couvercle 7, concrêtement à l'aide de tiges filetées 15, quisont vissées directement à leur extrémité supérieure sur le couvercle 7, tandis qu'elles sont fixées à leur extrémité inférieure au moyen d'un jeu d'écrous et de contre-écrous, sur des ailettes ou des rebords latéraux 16 de l'armature de support 14. Le couvercle 7 est prolongé, à la partie supérieure, par un col 17 dans lequel est logée une cuvette 18 pourvue d'un orifice et d'une douille 19 qui sont centrés sur sa base, pour constituer le second élément de guidage de l'axe tubulaire 11, plus précisément pour l'extrémité supéri#eure de ce dernier. De cette façon, l'ensemble constitué par le flotteur 10 et l'axe tubulaire 11, associé à ce dernier, est physiquement indépendant du corps de base 1, pouvant être extrait de ce dernier conjointement avec le couvercle, pour faciliter les manipulations d'entretien de cet ensemble. Pour compléter la structure décrite, l'axe tubulaire 11, comporte, au-dessus du flotteur, un obturateur 20, fixé de façon convenable à l'axe tubulaire, tandis qu'au-dessus de l'obturateur est installé sur l'axe 11 et de façon mobile, un disque 21 qui supporte un siège de fermeture 22 pour l'obturateur en question, la périphérie de ce disque 21 étant destinée à s'appuyer sur l'embouchure interne du col 17 du couvercle, concrêtement sur un joint torique 23 qui assure l'étanchéité. En outre, l'axe tubulaire 11 comporte, immédiatement au-dessus de l'obturateur 20, des alignements d'orifices 24, pour le passage de l'air à partir de la chambre 9 vers l'intérieur de l'axe tubulaire 11 et à partir de ce dernier vers l'extérieur, par son extrémité ouverte 25 située à l'intérieur de la cuvette 18. Finalement, dans le corps 17 du couvercle, il a été prévu une bride 26 qui permet la liaison du couvercle à une conduite ou à tout autre élément qui permette de recueillir les gaz éliminés par l'éjecteur, et qui est utilisée, en particulier, dans le cas dans lequel cet éjecteur automatique est destiné à des conduites de pétrole, lorsque les gaz éliminés de la conduite 4 doivent être récupérés, ainsi que, également, dans tout autre cas où ces gaz, pour un motif quelconque ne devraient pas être déchargés directement dans l'atmosphère. En accord avec cette construction, et en partant de la situation de l'éjecteur automatique représenté dans la figure, qui correspond à la situation inopérante de la canalisation 4, lorsque cette canalisation entre en service, deux choses peuvent se produire en premier lieu, il peut arriver que dans la chambre de l'éjecteur pénètre de l'air ou un autre gaz quelconque et, dans ce cas, la situation représentée dans la figure est maintenue et ce gaz sort directement à l'extérieur à travers l'ouverture du couvercle, jusqu'à son élimination totale, c'est-à-dire jusqu'à ce que le fluide atteigne la chambre 9, provoque l'élévation du flotteur 10, ce dernier entratnant au cours de son ascension l'ensemble constitué par l'obturateur 20, le siège 22 et le disque 21 jusqu'à ce que ce disque s appuie sur le joint 23 du couvercle en donnant lieu à la fermeture de l'éjecteur. D'autre part, s'il n'existe aucun gaz à l'intérieur de la canalisation 4 et si son entrée en service donne lieu à l'inondation immédiate de la chambre 9 par le liquide, le flotteur s'élévera immédiatement et l'on obtiendra la position de fermeture comme dans le cas précédent. En partant de cette situation active de la canalisation 4, au moment où, pour un motif quelconque, apparattralt à l'intérieur de la canalisation 4 une poche de gaz, évidemment dans la zone d'influence de l'éjecteur automatique, le gaz accédera à la chambre 9 en replaçant le liquide existant dans ce dernier et la descente du niveau de ce liquide donnera lieu à la descente simultanée du flotteur, le disque 21 conservant sa position d'appui contre le joint 23, sous l'effet de la pression régnant dans la chambre 9, qui n'aura pas été modifiée substantiellement et, par conséquent, au cours de ce déplacement de descente du flotteur, au cours duquel est entraîné l'axe tubulaire 11, l'obturateur 20 se sépare de son siège 21 et entre ces éléments se situent les orifices 24 qui permettent la sortie de ce gaz vers l'extérieur, soit directement dans l'atmosphère, soit vers une conduite reliée à la bride 26 du col du couvercle, jusqu'à l'élimination totale du gaz, moment auquel le liquide élèvera de nouveau le flotteur 10 et la situation de fermeture se rétablira. De façon complémentaire, il est possible d'introduire dans la canalisation 4 de l'air ou tout autre fluide, lorsque ceci est nécessaire pour un motif quelconque, en reliant la conduite d'alimentation correspondante à la bride 26 du couvercle. On obtient ainsi un éjecteur d'air automatique pour canalisations de fluides, qui agit automatiquement sous l'effet de la simple présence d'un gaz dans la canalisation en question. Il n'est pas jugé nécessaire de prolonger cette description pour que tout expert en la matière puisse comprendre la portée de l'invention et les avantages qui en découlent. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 10) Ejecteur d'air automatique pour canalisations de fluides, doté d'un système de compensation de pression, caractérisé essentiellement en ce qu'il est constitué par un corps de base (1), formé de préférence par une surface de révolution, qui constitue une sorte de cuvette ouverte à la partie supérieure et qui est prolongé dans sa zone inférieure par un col (2), également ouvert, doté d'une bride (3) de fixation à la canalisation (4) de liquide dont il s'agit, tandis que l'embouchure du corps (1) en question est dotée d'une autre bride (6) pour la fixation d'un couvercle (7) complémentaire, étant formée entre le corps (1) et le couvercle (7) une chambre (9) dans laquelle joue un flotteur (10), de préférence sphérique, associé à un axe tubulaire (11) qui le traverse diamétralement et verticalement, cet ensemble de flotteur (10)-axe (11) étant capable de se déplacer axialement à l'intérieur de la chambre (9) en question, l'axe tubulaire (11) jouant à cet effet dans une douille (12) située au niveau de la zone de liaison entre le corps de base (1) et son col inférieur, de diamètre considérablement inférieur à celui du col en question, tandis que, à son extrémité supérieure, il joue dans une petite cuvette (18) installée à l'intérieur du col cylindrique, qui prolonge le couvercle à sa partie supérieure, avec la particularité qui consiste en ce que sur l'axe tubulaire en question, immédiatement au-dessusdu flotteur (10), est fixé un obturateur (20), avec lequel collabore un siège de fer meture (22) formé sur un disque monté de façon mobile sur l'axe tubulaire (11) et qui peut s'appuyer, par sa zone périphérique, sur un joint établi dans l'embouchure interne du corps (17) du couvercle, étant prévu, en ou tre, que cet axe tubulaire (11), immédiatement au-dessus de l'obturateur, présente des alignements longitudinaux d'orifices destinés à établir la communication entre la chambre de l'éjecteur et l'intérieur creux de l'axe (11), entre l'obturateur (20) et son siège (22) lorsque ces deux éléments sont séparés, et au-dessus du. disque (21) de support du siège lorsque ce dernier est séparé du joint (23) du couvercle et repose sur l'obturateur (20), pour la sortie du gaz vers l'extérieur, à travers ltextré- mité supérieure libre de cet axe tubulaire. 2 ) Ejecteur d'air automatique pour canalisations de fluides, doté d'un système de compensation de pression, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la douille (12) dans laquelle joue axialement l'extrémité inférieure de l'axe tubulaire (11) associé au flotteur (10) est fermée à sa partie inférieure, comporte une paire de joints toriques internes (13) qui assurent la fermeture hermétique de l'extrémité inférieure de l'axe tubulaire (11) et, en outre, en ce que cette douille (12) est solidaire d'une armature de support, logée à l'intérieur du corps de base mais fixée par des tiges filetées sur le couvercle, de façon que l'ensemble actif de l'éjec- teur, bien qu'étant logé substantiellement dans le corps de base (1), puisse être séparé directement de ce dernier en démontant le couvercle (7) et en accompagnant ce dernier. 30) Ejecteur d'air automatique pour canalisations de fluides, doté d'un système de compensation de pression, selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le col supérieur du couvercle (7) est terminé à son tour par une bride (26), qui permet la liaison du couvercle à une conduite destinée à recueillir les gaz expulsés de la canalisation principale, en particulier dans le cas dans lequel ces gaz ne pourraient être déchargés directement dans-l'atmosphère ou devraient être récupérés.