Brevet FR2624201A1 — publié le 19890609

Séparateur de suie avec un dispositif de dosage. de liquide, pour moteurs à combustion interne Diesel." L'invention concerne un séparateur de suie pour moteurs à combustion interne Diesel avec un moyen de filtration et avec un dispositif de dosage de li- quide pour amener par l'air comprimé sur le moyen de filtration, une quantité prédéfinie d'un agent d'éli- mination de la suie. Pour libérer de la suie déposée sur le moyen de filtration des séparateurs de suie, destinés notam- ment à des moteurs à combustion interne Dieselt diffé- rents procédés sont mis en oeuvre. Dans un de ces pro- cédés, un agent d'élimination de la suie est amené sur le moyen de filtration pour abaisser ainsi les tempé- ratures d'allumage et réaliser en conséquence une com- bustion de la suie pour des températures susceptibles d'être actuellement obtenues en fonctionnement normal du moteur à combustion interne. Un tel procédé, ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre sont connus dans le document DE-PS 31 11 228. Le dispositif décrit dans ce document concerne essentiellement le dosage complémentaire d'un agent pulvérulent d'élimination de la suie, les moyens de commande pour ajouter périodi- quement, de façon adéquate cet agent d'élimination de la suie, étant indiqués. On ne peut toutefois pas re- lever dans ce document, comment peut s'effectuer la mesure de la quantité nécessaire pour le dosage d'un agent liquide d'élimination de la suie. Le problème qui se pose à la présente inven- tion est en conséquence, de proposer un séparateur de suie avec un dispositif de dosage dans lequel un dosa- ge précis et fiable est obtenu et qui fonctionne sans entretien, tout en étant simple et économique à réali- ser. Ce problème est résolu en ce que le disposi- tif de dosage du liquide comporte: a) un réservoir, b) un récipient de dosage disposé au voisinage du fond du réservoir, c) une canalisation de liaison entre un dispositif d'alimentation en air comprimé et le récipient de dosage, d) une canalisation de liaison entre le récipient de dosage et le séparateur de suie, cette canalisation s'étendant dans le récipient de dosage jusqu'au voisinage du fond de ce récipient de dosage, e) une canalisation de dérivation par rapport au ré- cipient de dosage entre les deux canalisations de liaison avec une section transversale de passage plus réduite que celle des canalisations de liai- son, f) un orifice d'entrée du liquide dans le récipient de dosage, cet orifice étant susceptible d'être fermé par l'air comprimé qui circule à travers le réci- pient de dosage. En conséquence, le séparateur de suie com- porte un dispositif de dosage de liquide avec un ré- servoir et un récipient de dosage disposé au voisinage du fond de ce réservoir. Ce récipient de dosage sert à déterminer la quantité qui est nécessaire pour un pro- cessus de combustion et qui doit être déposée au moyen d'air comprimé sur le moyen de filtration pour abais- ser la température d'allumage. Pour pouvoir doser une quantité aussi importante que possible de l'agent d'é- limination de la suie se trouvant dans le réservoir, le récipient de dosage doit être disposé au voisinage du fond du réservoir. Le récipient de dosage est relié, par l'in- termédiaire d'une canalisation de liaison, à un dispo- sitif d'alimentation en air comprimé et par l'intermé- diaire d'une autre canalisation de liaison, au sépara- teur de suie. Le dispositif d'alimentation en air com- primé délivre l'air comprimé nécessaire pour' le transport vers le séparateur de suie de l'agent d'éli- mination de la suie selon la quantité nécessaire et aux moments o une combustion de la suie doit être amorcée. Les canalisations de liaison peuvent être ri- gides ou bien être réalisées également d'une façon flexible, tout au moins dans la zone à l'intérieur du récipient. La canalisation de liaison entre le réci- pient de dosage et le séparateur de suie s'étend à l'intérieur de ce récipient de dosage jusqu'au voisi- nage du fond de ce récipient, de façon qu'un transport tout à fait efficace de l'agent d'élimination de la suie se trouvant dans le récipient de dosage, puisse s'effectuer sous l'action de l'air comprimé. Entre les deux canalisations de liaison, se trouve une canalisation de dérivation vers le réci- pient de dosage, cette canalisation comportant une section transversale de passage plus réduite que celle des canalisations de liaison. Cette canalisation de dérivation peut être disposée aussi bien à l'intérieur qu'également à l'extérieur du réservoir. Dans tous les cas, il est avantageux de disposer la canalisation d'évacuation à une certaine distance du récipient de dosage à contourner, car on est alors certain, lors de l'alimentation en air comprimé, qu'une quantité d'air comprimé suffisante est canalisée par l'intermédiaire de la canalisation de liaison vers le séparateur de suie, jusqu'à ce que l'agent d'élimination de la suie entraîné par l'air comprimé s'écoulant à travers le récipient de dosage arrive dans cette zone de canali- sations. Le dispositif de dosage de liquide comporte, par ailleurs, un orifice d'entrée du liquide dans le récipient de dosage, cet orifice étant susceptible d'être fermé au moyen de l'air comprimé qui s'écoule à travers le récipient de dosage. On obtient ainsi que lorsque l'air comprimé est coupé, le récipient de do- sage puisse se remplir avec l'agent liquide d'élimina- tion de la suie, tandis que lorsque la pression d'air comprimé est appliquée, seule la quantité souhaitée est refoulée à partir du récipient de dosage, car 1'- orifice d'entrée du liquide est fermé pour l'agent d'élimination de la suie se trouvant dans le réser- voir. Dans le cas d'un séparateur de suie avec un dispositif de dosage de liquide réalisé de cette fa- çon, il est alors possible de procéder avec succès au dosage de l'agent d'élimination de la suie sur le moyen de filtration, pour amorcer le processus de com- bustion, car du fait des moyens simples et robustes mis en oeuvre, on a un dispositif non sujet à des per- turbations. Tant que l'air comprimé n'est pas appliqué au dispositif de dosage de liquide, le récipient de dosage se remplit d'agent liquide d'élimination de la suie. Lorsque le dispositif est alimenté avec l'air comprimé, une partie de cet air comprimé, comme cela a déjà été décrit ci-dessus, est canalisée par l'inter- médiaire de la canalisation de dérivation à côté du récipient de dosage, dans la canalisation de liaison vers le séparateur de suie. Grâce à cette construc- tion, on obtient que la canalisation allant vers le séparateur de suie, soit tout d'abord nettoyée par l'air comprimé et qu'ensuite, l'agent d'élimination de la suie soit insufflé en étant finement réparti. Il s'est avéré d'une façon remarquable que sans une cana- lisation de dérivation de ce genre, l'agent d'élimina- tion de la suie ne sort pas de la canalisation de liaison vers le séparateur de suie sous une forme fi- nement répartie, mais sous forme d'une charge concen- trée. Grâce au dispositif conforme à l'invention, on obtient en conséquence, pour la première fois, cette répartition fine souhaitée de l'agent d'élimination de la suie sur le moyen de filtration, avec une buse gi- ratoire disposée dans le carter du séparateur de suie. D'autres formes avantageuses de l'invention apportent des simplifications de constructions inté- ressantes. L'orifice d'entrée du liquide est suscepti- ble d'être fermé au moyen d'une soupape à bille, cette soupape à billerevêtant la forme d'une douille avec une bille de soupape mobile à l'intérieur, cette douille partant sous forme de tube plongeur de l'ori- fice d'entrée du liquide et s'étendant dans le réci- pient de dosage. Grâce à cette disposition, on est ab- solument certain que lorsque il n'y a pas d'applica- tion d'air comprimé, l'agent d'élimination de la suie peut parvenir dans l'intérieur du récipient de dosage, tandis-que lorsqu'il y a application de l'air compri- mé, la bille de soupape ferme avec certitude l'orifice d'entrée du liquide. Avantageusement, la constitution de la sou- pape à bille est encore simplifiée en ce que la douil- le, à son extrémité opposée à l'orifice d'entrée du liquide, est fermée dans une certaine mesure, de sorte que la bille de soupape ne peut pas s'échapper, et que sa paroi comporte des orifices de sortie du liquide pour permettre, lorsque la soupape est ouverte, le passage de l'agent liquide d'élimination de la suie. Ainsi la construction de la douille peut, encore être davantage simplifiée, car c'est seulement à l'inté- rieur de la douille qu'on peut être assuré que la bil- le empêche l'entrée du liquide. La douille peut s'é- tendre jusqu'au fond du récipient pour pouvoir obte- nir, avec une dépense très réduite, un bon résultat. Il a été constaté, d'une manière remarqua- ble, que le mode de fonctionnement du dispositif de dosage pourrait être amélioré lorsque la douille pénè- tre dans un godet disposé dans le récipient de dosage. On évite ainsi des courants de fuite pulsants à tra- vers l'orifice d'entrée de liquide lors de l'applica- tion de l'air comprimé. Une autre simplification constructive est constituée par la réalisation du récipient de dosage sous forme d'un cylindre, o l'orifice d'entrée du li- quide et les orifices vers les canalisations de liai- son, sont disposés dans l'enveloppe cylindrique. Pour obtenir un effet de pulvérisation par- ticulièrement favorable de l'agent d'élimination de la suie, la canalisation de dérivation a une section transversale de passage notablement plus réduite que les canalisations de liaison. Cette section transver- sale de passage peut, dans ce cas, correspondre à un tiers de la section transversale des canalisations de passage, ou même moins. Selon une autre forme avantageuse de réali- sation de l'invention, les canalisations de liaison sont constituées par des tubes et sont reliées à l'in- térieur du réservoir par la canalisation de dérivation et par le récipient de dosage. Ils constituent ensem- ble une unité interchangeable. Cela permet un montage et un démontage simples des parties essentielles du dispositif de dosage, par exemple pour le remplissage du réservoir, et cela permet une fabrication complète- ment distincte. A l'extérieur du réservoir, le raccor- dement aux canalisations de liaison correspondantes, peut alors s'effectuer au moyen de raccords courants du commerce. L'invention va être exposée plus en détail ci-après à l'aide d'unexemple de réalisation et des dessins ci-joints: - la figure 1 est une représentation schéma- tique du séparateur de suie avec son dispositif de do- sage de liquide, - la figure 2 est une coupe transversale de l'installation de dosage de liquide, - la figure 3 est une coupe de la douille de la soupape à bille. Le croquis de principe représenté sur la fi- gure i montre le carter 33 du séparateur de suie avec un moyen de filtration 34 ainsi qu'un dispositif de commande d'air comprimé 35, qui, sur la base des in- formations transmises par la liaison de mesure 37, telles que par exemple la pression et la température, commandent l'air comprimé arrivant par l'intermédiaire de la canalisation d'air comprimé 36. Le dispositif 35 de commande de l'air comprimé est relié au carter du séparateur de suie, par l'intermédiaire du dispositif de dosage 11 avec son réservoir 10 et ses canalisa- tions de liaison 12, 13 pour le refoulement de l'agent liquide d'élimination de la suie. Le dispositif de dosage représenté plus en détail sur la figure 2 comporte un réservoir 10 dans lequel pénètre un tube d'arrivée 12 de l'air comprimé, et un tube d'évacuation 13 pour le liquide entraîné par l'air comprimé, ces tubes étant reliés rigidement ensemble, par l'intermédiaire d'une canalisation de dérivation 24 et par un récipient de dosage 14. Cette unité interchangeable comporte à l'extérieur du réser- voir 10, les raccordements 26 par l'intermédiaire des- quels on peut réaliser une liaison vers un dispositif d'alimentation en air comprimé ou bien vers le sépara- teur de suie. L'orifice de passage 25 de la canalisa- tion de dérivation 24 est nettement plus petit que la section transversale de passage des tubes 12 et 13. Le récipient de dosage 14, aux extrémités inférieures des tubes 12, 13, comporte entre les dé- bouchés 22 ou bien 23 des tubes 12, 13 dans le réci- pient de dosage 14, un orifice d'entrée de liquide 16. Cet orifice d'entrée de liquide 16 est susceptible d'être fermé par une soupape à bille 18. Cette soupape à bille 18 est constituée par une douille 17 à l'inté- rieur de laquelle est montée, de façon à pouvoir se déplacer, la bille de soupape 30 (figure 3). Dans l'exemple de réalisation représenté, l'intérieur de la douille 17 est réalisé, conformément à la figure 3, de façon qu'une zone médiane 28 de la douille 17 ait un diamètre plus réduit que les deux zones extérieures 27 et 29. A l'extrémité opposée à l'orifice d'entrée du liquide 16 de la douille 17, est montée la bille de soupape 30. Dans cette zone, la paroi de la douille comporte des ajours 19 pour permettre un passage du liquide lorsque la soupape est ouverte. La douille 17 est entourée par un godet 20 sur le fond 21 duquel la douille prend appui. Ce godet 20 s'étend, par son ex- trémité ouverte, jusque dans la partie supérieure du récipient de dosage, sans empêcher toutefois la sortie du liquide hors du godet 20. L'extrémité du tube d'é- vacuation 13 s'étend à l'intérieur du récipient de do- sage 14 jusqu'au voisinage du fond 15 de ce récipient. Sur la figure 3 la douille 17 recevant la bille de soupape 30 est représentée en coupe à plus grande échelle. Cette figure montre la zone médiane 28 avec un diamètre plus réduit que les deux zones exté- rieures 27 et 29. La zone 27 comporte les ajours 19 ainsi que la bille de soupape 30 représentée, dans ce cas, dans sa position de fermeture. En état de fonctionnement normal, le dispo- sitif de dosage 11 est sans pression. Si maintenant un processus de combustion doit être amorcé, l'air com- primé sous l'action du dispositif 35 de commande de l'air comprimé, arrive par l'intermédiaire de la cana- lisation de liaison 12 au dispositif de dosage 11. Une partie de cet air comprimé va directement au sépara- teur de suie par l'intermédiaire de la canalisation de dérivation 24 et de la canalisation de liaison 13. L'autre partie est canalisée par l'intermédiaire du récipient de dosage 14 et de la canalisation de liai- son 13 vers le séparateur de suie. Après un certain laps de temps, prédéfini par la commande d'air compri- mé, cette commande coupe à nouveau l'air comprimé de sorte que le récipient de dosage 14 peut à nouveau se remplir d'agent d'élimination de la suie par l'inter- médiaire de l'orifice d'entrée 16 du liquide. L'air comprimé, par l'intermédiaire de la canalisation de dérivation 24, assure, d'une part, un pré-nettoyage, et, d'autre part, une fine pulvérisation de l'agent d'élimination de la suie dans le séparateur de suie.. La disposition obtenue à l'intérieur du récipient de dosage 14 assure un remplissage sûr du récipient, et empêche des courants de fuite par l'orifice d'entrée du liquide grâce au godet 20 entourant la soupape à bille 18. REVENDICATIONS 1.- Séparateur de suie pour moteurs à com- bustion interne Diesel avec un moyen de filtration et avec un dispositif de dosage de liquide pour amener par l'air comprimé sur le moyen de filtration, une quantité prédéfinie d'un agent d'élimination de la suie, le dispositif de dosage du liquide comportant: a) un réservoir (10), b) un récipient de dosage (14) disposé au voisinage du fond du réservoir, c) une canalisation de liaison (12) entre un dis- positif d'alimentation en air comprimé et le réci- pient de dosage (14), d) une canalisation de liaison (13) entre le réci- pient de dosage (14) et le séparateur de suie, cet- te canalisation s'étendant dans le récipient de do- sage jusqu'au voisinage du fond (15) de ce réci- pient de dosage, e) une canalisation de dérivation (24) par rapport au récipient de dosage (14) entre les deux canali- sations de liaison (12, 13) avec une section trans- versale de passage plus réduite que celle des cana- lisations de liaison, f) un orifice d'entrée (16) du liquide dans le ré- cipient de dosage (14), cet orifice étant suscepti- ble d'être fermé par l'air comprimé qui circule à travers le récipient de dosage. 2.- Séparateur de suie selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée (16) du liquide est susceptible d'être fermé par une soupa- pe à bille (18). 3.- Séparateur de suie selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que la soupape à bille (18) revêt la forme d'une douille (17) avec une bille de soupape (30) mobile à l'intérieur de cette douille, qui s'étend sous la forme d'un tube plongeur dans le récipient de dosage (14) en partant de l'orifice d'en- trée (16) du liquide. 4.- Séparateur de suie selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce que la douille (17), à son extrémité (31) opposée à l'orifice d'entrée (16) du liquide est fermée de façon telle que la bille de sou- pape (30) ne peut pas s'échapper, et cette douille (17) comporte dans sa paroi des orifices (19) de sor- tie du liquide. 5.- Séparateur de suie selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que la douille (17) pénètre à l'intérieur d'un godet (20) disposé dans le réci- pient de dosage (14). 6.- Séparateur de suie selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le récipient de dosage (14) est de forme essentiellement cylindrique et l'orifice d'entrée (16) du liquide ain- si que les orifices (22, 23) vers les canalisations de liaison (12, 13) sont disposés dans l'enveloppe cylin- drique (32). 7.- Séparateur de suie selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la' canalisation de dérivation (24) est prévue avec une section transversale de passage notablement plus ré- duite que celle des canalisations de liaison (12, 13). 8.- Séparateur de suie selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les canalisations de liaison (12, 13) revêtent la for- me de tubes à l'intérieur du réservoir (10) et sont reliées ensemble de façon rigide par la canalisation de dérivation (24) et le récipient de dosage (14) en constituant avec eux une unité interchangeable.