Brevet FR2632688A1 — publié le 19891215

La présente invention concerne un éJecteur plus spécialement destiné au séchage sous pression réduite d'une enceinte humide remplie de gaz, et, en particulier, au séchage des canalisations de grande longueur comme les gazoducs. Toutefois, il peut également être utilisé pour la distillation sous vide de produits pétroliers, l'évaporation de solutions diverses, la thermocompression, le dégazage de métaux fondus, et bien d'autres encore. De tels éjecteurs comprennent, d'une part, une chambre d'aspiration reliée, en amont, a l'enceinte à sécher et, en aval, à un tube VENTURI débitant vers l'exterieur, et, d'autre part, des moyens pour injecter un fluide moteur dans la chambre d'aspiration. On sait que les performances d'un appareil de ce genre dépendent -largement de la géométrie du système et, notamment, des dimensions du col qui relie le convergent et le divergent du tube VENTURI. Plus précisément, le rendement d'un éjecteur varie fortement avec le rapport L/e entre la longueur L et le diamètre e du col dudit tube. . Il en résulte que, si ses dimensions sont fixées à l'avance et une fois pour toutes, et si son débit moteur reste constant, le débit aspiré est fixé par la pression d' aspiration. L'appareil ne fonctionne donc en régime optimal que sur une plage de fonctionnement relativement étroite, le rendement chutant assez rapidement en dehors de cette plage. I1 a déjà été proposé (FR-A-2.534.983 et FR-A2.580.191) de faire varier la section au col de l'éjecteur afin de pouvoir augmenter ou diminuer le débit aspiré dans de fortes proportions pour une même pression d'aspiration. Dans les documents précités, cette variation de section a lieu grâce au fait que le col, réalisé en une matière déformable, est entouré par une chambre dans laquelle on introduit un fluide sous pression qui l'étrangle plus ou moins selon la pression, et donc diminue plus ou moins sa section. Ces dispositifs connus présentent un certain nombre d'inconvénients, parmi lesquels il faut citer le fait que la section au col ne reste pas strictement circulaire et que la section n'est pas constante sur toute la longueur du col. En outre, si l'on fait varier le diamètre au col e, il est clair que l'on modifie, de ce fait même, le rapport L/e précité et que l'on quitte très rapidement la plage de rendement optimal, ce qui se traduit notamment par un gaspillage d'énergie. Le but de la présente invention est donc de fournir un éjecteur du genre spécifie plus haut qui ne présente pas les inconvénients des dispositifs connus. En particulier, il doit être possible de le faire toujours fonctionner avec un rendement optimal, moyennant des riblages très simples. et, notamment, de pouvoir agir facilement sur le rapport L/e précité. Selon l'invention, ces buts, et d'autres qui appa raîtront par la suite, comme la réalisation d'un éjecteur simple, fiable et peu coûteux, sont atteints grace à un éJecteur du genre ci-avant qui est caracterisé par le fait qu'il comporte des moyens pour faire varier la longueur de son col qui coopèrent avec des moyens pour faire également varier la section de ce col. Si donc, par exemple, on a fait varier la section au col de l'éjecteur pour éviter la formation d'écoulements subsoniques dans certaines de ses pièces, il est possible, grace à cette disposition, d'ajuster la longueur du même col et de revenir à une valeur du rapport L/e correspondant a un débit aspiré optimal, et donc 9 un rendement optimal. Avantageusement, les moyens qui permettent de faire varier la longueur du col de l'éjecteur selon l'invention comprennent des moyens pour déplacer axialement l'un par rapport à l'autre son convergent et son divergent. Ceci modifie la distance entre l'extrémité du premier qui est située en aont et l'extrémité du second qui est située en aval, ce qui correspond exactement à la définition de la longueur du col. Selon une forme de réalisation préférée, ceci est réalisé grâce au fait que le convergent et/ou le divergent est muni d'un pied qui peut coulisser dans une glissière parallèle à l'axe du système convergent-divergent et qui comprend des moyens de blocage permettant de le fixer à l'endroit voulu de la glissière en question. En ce qui concerne maintenant les moyens spécifiés plus haut qui permettent de faire varier la section du col du divergent selon l'invention, ce. col est de préférence constitué par une partie au moins d'un manchon élastique qui est armé d'au moins une nappe de fibres textiles inclinées de 10 à 30 par rapport à son axe. On sait, en effet, que les tubes en caoutchouc nitrile, en néoprène, en Téflon&commat;, en polyuréthane, ou autres similaires, avec une ou plusieurs nappes de tissu naturel ou artificiel noyées dans la masse et inclinées par rapport à l'axe du tube, présentent la particularité, lorsqu'ils sont soumis à un;effort de traction, de s'allonger tandis que le diamètre du tube diminue. On constate, d'autre part, que, mis à part une longueur très faible aux deux extrémités du tube, le diamètre du tube étiré reste strictement constant sur toute sa longueur, et que l'on n'observe pas de plis à l'intérieur. Enfin, si l'on utilise deux nappes de tissu ou plus, il ne se produit pas de rémanence, ce qui veut dire que le tube reprend son diamètre initial et sa longueur initiale dès que l'effort de traction se relâche. Avantageusement, on utilise deux nappes de fibres de ce genre, l'inclinaison des fibres de l'une de ces nappes de fibres par rapport à l'axe du tube étant opposée à celle des fibres de l'autre et, de préférence, voisine de 15'. Un tel tube en caoutchouc nitrile ayant 200 mm de longueur, 63 mm de diamètre extérieur et 4 mm d'épaisseur donne les résultats suivants lorsqu'il est soumis d des essais au dilatomètre Force exercée Allongement Allongement Diamètre extérieur (kg) (mu) (% longueur initiale) du tube (mm) 50 54 27 58 100 143 71 50 125 179 89. 46.5 150 201 100.5 45 Il est donc possible de faire varier le diamètre extérieur du tube de 63 à 45 mm, et c'est cette propriété qui est utilisée pour faire varier la section du col de l'éjecteur selon l'invention. Cette disposition procure encore, par rapport aux dispositifs existants, l'avantage que la section au col reste strictement circulaire et sensiblement constante. Il résulte de ce qui précède que les moyens précités pour faire varier la section du col entre la sortie du convergent et l'entrée du divergent I supposées fixes, se ramènent d des moyens pour modifier la longueur du manchon spécifié ci-avant, et pour fixer cette longueur a la valeur voulue à l'encontre de l'élasticité propre du manchon. A cette fin, l'une au moins des embouchures de ce dernier est avantageusement solidaire d'un organe de réglage qui entoure le convergent ou le divergent, selon la zone du convergent-divergent dont il s'agit, et dont la position axiale est réglable. Ceci veut dire que l'une des embouchures du manchon peut autre fixée å la sortie circulaire du convergent, par exemple à l'aide d'un collier de serrage ou de vis, cependant que l'autre est solidaire d'un organe de réglage qui entoure le divergent en étant perpendiculaire à l'axe de révolution du système, la position sur cet axe de son centre imaginaire étant réglable. La solution inverse est possible, bien entendu, l'embouchure de sortie du manchon étant alors montée sur l'entrée du divergent. On peut aussi envisager, par exemple pour des raisons de symétrie, de rendre réglables axialement les deux extrémités du manchon. Selon une première forme de réalisation, ce réglage a lieu grâce au fait que la surface extérieure de la zone concernée, donc du convergent ou du divergent. selon le cas, est cylindrique et qu'elle est entourée avec un Jeu par une douille annulaire, des moyens étant prévus pour fixer la position axiale de cette dernière sur la surface extérieure cylindrique en question. Cette fixation pourrait être obtenue au moyen de simples vis traversant radialement la douille en question et s'appuyant par leur pointe sur la surface cylindrique extérieure entourée par cette bague. Toutefois, et selon une forme de réalisation avantageuse, cette douille est solidaire en translation axiale, mais non en rotation, d'un écrou fileté intérieurement qui est vissé sur un filetage correspondant ménagé sur la surface extérieure cylindrique de la zone concernée, donc du convergent ou du divergent, selon le cas. Pour rendre la douille solidaire de l'écrou fileté de la manière qui a été dite, l'une d'elles peut présenter une saillie annulaire pénétrant avec Jeu dans une gorge annulaire ménagée dans l'autre, cependant que la bague, qui ne doit pas tourner, comporte un ergot se déplaçant en translation dans une rainure longitudinale parallèle à l'axe qui est ménagée dans la surface extérieure cylindrique sur laquelle est visse la douille filetée Selon une autre forme de réalisation, l'embouchure concernée du manchon est solidaire d'une extrémité d'une pluralité de tiges coulissantes radiales qui s'étendent vers l'extérieur et qui traversent une couronne entourant le convergent ou le divergent1 selon le cas.Cette couronne, dont le plan est, bien entendu, perpendiculaire à l'axe du système, est traversée par des barres fixes parallèles a cet axe, et sa position sur ces barres peut être réglée et fixée par tout moyen convenable, qui sont par exemple des écrous et des contre-écrous passés sur les barres en question si ces dernières sont filetées. Dans un cas comme dans l'autre, le déplacement axial de la douille ou des tiges radiales coulissantes solidaires de l'embouchure concernée du manchon allonge ou raccourcit ce dernier à l'encontre de son élasticité propre, et diminue ou augmente, respectivement, le diamètre au col. La description qui va suivre, et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut etre mise en pratique. Elle doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels: - La figure 1 représente, de manière hautement schématique, les éléments essentiels de l'éjecteur selon l'invention ; - La figure 2 montre, en demi-vue en coupe longitudinale schématique, le mode de. réglage d'une embouchure du manchon de cet éjecteur, selon une première forme de réalisation ; et - La figure 3 représente, en vue en coupe longitudinale schématique, une autre forme de réalisation de ce mode de réglage. Comme on le voit sur la représentation schématique de la figure 1, un éjecteur classique comprend, pour l'essentiel, une chambre d'aspiration 1 qui est reliée par une tubulure 2 d l'enceinte à sécher et qui comprend une tuyère 3 pour l'injection du fluide moteur, ainsi qu'un tube VENTURI qui est constitué par un convergent 4 et un divergent 5 reliés par un col 6 et qui présente une symétrie de révolution autour de l'axe X-X' du système. Selon l'invention, -la longueur du col 6, c' est-à- dire la distance L entre la sortie du convergent 4 et l'entrée du divergent 5, est réglable. A cette fin, le convergent 4 et le divergent 5 sont montés chacun rigidement sur un pied 7 et 8, respectivement, qui peut coulisser dans une glissière 9 parallèle à l'axe X X'. Des vis de blocage non représentées permettent de fixer les pieds 7 et 8 à l'endroit voulu de la glissière 9 et, par voie de conséquence, de disposer le convergent 4 et le divergent 5a & une distance entre eux prédéterminée, ce qui, a son tour, permet de choisir la longueur L du col 6. On peut également faire varier le diamètre dti col 6, du fusait qu'il est constitué par un manchon déformable réalisé par exemple, comme on l'a indiqué plus haut, à partir d'un tube en caoutchouc nitrile qui est armé de deux nappes de fibres textiles inclinées en sens opposés de 15" par rapport à l'axe X-X'. Dans l'exemple de réalisation représenté, le manchon 6 est fixé par son embouchure située en amont à la sortie du convergent 4, par exemple au moyen d'un collier de serrage 10. A son autre extrémité, il coiffe le divergent 5 sur une longueur plus ou moins importante, ce qui permet de modifier sa section entre le convergent 4 et le divergent 5, comme on l'a dit plus haut. A cette fin, on peut serrer l'extrémité du manchon 6 à l'endroit voulu du divergent 5 au moyen d'un collier de serrage ll Une autre façon de régler la position de cette extrémité du manchon 6 sur le divergent 5 est représentée sur la figure 2. Comme on le voit sur cette figure, l'extrémité du manchon 6 est serrée par un collier de serrage 12 sur une douille 13 qui peut coulisser librement sur la surface extérieure 14, cylindrique et filetée, du divergent 5. Un ergot 15 en saillie à l'intérieur de la douille 13 pénètre dans une rainure 16, longitudinale et donc parallèle à l'axe X-X', ménagée dans la surface extérieure 14 du divergent 5, de sorte que la douille 13 peut coulisser sur cette surface 14, mais non tourner par rapport à elle. A son extrémité située en aval, donc d gauche sur la figure 2, la douille 13 présente un collet 17, en saillie vers l'extérieur, qui pénètre dans un logement de forme appropriée ménagé à l'extrémité située en amont d'un écrou 18 qui est vissé sur le filetage de la surface extérieure 14 du divergent 5. Une rondelle 19 visse sur la face située en amont de l'écrou 18 enferme le collet 17 de la douille 13 dans le logement ménagé dans l'écrou 18. Il en résulte que, si l'on fait tourner ce dernier dans un sens ou dans l'autre, son déplacement axial entraîne la douille 13, et donc l'extrémité du manchon 6, dans un sens ou dans l'autre, ce qui allonge ou raccourcit ce dernier et diminue ou augmente, respectivement, sa section. Selon une autre forme de réalisation, on peut modifier la section au col grâce au dispositif représenté sur la figure 3. L'extrémité du manchon 6 est ici rendue solidaire d'une pluralité de tiges radiales 20 qui traversent librement une couronne 21 entourant le divergent 5. Cette couronne 21 est traversée par une pluralité de tiges filetées 22 parallèles à l'axe X-X' qui, & leur extrémité située en aval, sont vissées sur une bride 23 perpendiculaire & l'axe X-X' et solidaire du divergent 5. Des écrous 24 fixent & l'endroit voulu la couronne 21 sur les tiges filetées 22, ce qui fixe la position axiale des tiges radiales 20 qui coulissent dans cette couronne 21 et, partant, la position de l'extrémité du manchon 6 sur le divergent 4. - REVENDICATIONS 1. Ejecteur du genre -comprenant une chambre d'aspiration munie de moyens pour y injecter un fluide moteur, ainsi qu'un tube VENTURI constitué par un convergent et un divergent qui sont-reli.es par un col déformable, caractérisé par le fait qu' il comporte des moyens pour faire varier la longueur dudit col (6 > qui coopèrent avec des moyens pour faire également varier la section de ce col (6). 2. Ejecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens qui permettent de faire varier la longueur dudit col (6) comprennent des moyens pour déplacer axialement l'un par rapport à l'autre son convergent (4) et son divergent (5 > . 3. Ejecteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que son convergent (4) et/ou son divergent 4. Ejecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que ledit col (6) est constitué par une partie au moins d'un manchon élastique qui est armé d'au moins une nappe de fibres textiles inclinées de 10 à 30 par rapport à son axe (X-X'). 5. EJecteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit manchon élastique est armé de deux desdites nappes de fibres, l'inclinaison des fibres de l'une de ces nappes de fibres par rapport à l'axe du manchon étant opposée d celle des fibres de l'autre et voisine de 15-. 6. éjecteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour faire varier la section du col (6) entre la sortie du convergent (4) et l'entrée du divergent (5) comprennent des moyens pour modifier la longueur dudit manchon (6), et pour fixer cette longueur à la valeur voulue. 7. Ejecteur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que 1' une au moins des embouchures dudit manchon (6) est solidaire d'un organe de réglage qui entoure le cpnvergent (4) ou le divergent (5 > et dont la position axiale est réglable. 8. Ejecteur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la surface extérieure (14) du convergent (4) ou du divergent (5) est cylindrique, et qu'elle est entourée avec un Jeu par une douille annulaire , des moyens étant prévus pour régler et fixer la position axiale de cette douille (13) sur ladite surface extérieure cylindrique (14 > . 9. Ejecteur selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ladite douille annulaire (13) est solidaire en translation axiale, mais non en rotation, d'un écrou (18) vissé sur un filetage correspondant ménagé sur ladite surface extérieure cylindrique (14). 10. Ejecteur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'extrémité dudit manchon (6) est solidaire d'une pluralité de tiges coulissantes radiales (20) qui s'étendent vers l'extérieur et qui traversent une couronne (21) entourant le convergent (4 > ou le divergent (5) de manière parallèle à leur axe (X-X'), ladite couronne (21 > étant fixée S l'endroit voulu sur des tiges fixes (22 > parallèles audit axe (XX').