Brevet FR2681905A1 — publié le 19930402

Perfectionnements aux silencieux d'échappement et à leurs procédés de fabrication. L'invention est relative aux silencieux d'échappement, c'est-à-dire aux dispositifs destinés à canaliser vers l'atmosphère un gaz comprimé, en particulier de l'air comprimé qui s'échappe d'un appareil générateur, en amortissant le bruit provoqué par la détente de ce gaz et elle concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, ceux de ces dispositifs qui sont destinés à absorber le bruit à la sortie d'un générateur de vide fonctionnant par passage d'air comprimé dans un venturi. En général, les silencieux d'échappement connus comportent des chambres de détente successives limitées par des rondelles percées de petits trous que doit traverser le gaz comprimé avant de s'échapper mais l'inconvénient de ces silencieux réside dans les pertes de charge au passage des susdits trous et dans le risque de colmatage de ceux-ci par les impuretés (poussières, vapeurs d'huile, etc...) entraînées par le gaz comprimé. On connaît également des silencieux formés d'une cartouche cylindrique creuse en grains de matières diverses (céramique, bronze, matière plastique) obtenue par frittage, laissant libres entre eux des pores de dimensions convenablement choisies. Dans ces silencieux connus, les cartouches ne sont ouvertes qu'à l'une de leurs extrémités longitudinales par laquelle est destiné à entrer le gaz à détendre et elles sont fermées à leur autre extrémité par une paroi transversale, si bien que le gaz est forcé de s'échapper en traversant la paroi cylindrique et la paroi transversale de la cartouche en s'infiltrant à travers les pores de ces parois. Comme dans le cas des silencieux à rondelles perforées, l'inconvénient de ces silencieux connus réside dans les pertes de charge au passage des pores et dans le risque de colmatage de ceux-ci. L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients des silencieux d'échappement connus. A cet effet, l'invention a pour objet un silencieux d'échappement du type défini en préambule, comprenant une cartouche cylindrique creuse en grains de matière céramique frittés d'une granulométrie telle qu'ils laissent libres entre eux des pores de dimensions convenablement choisies, la cartouche étant ouverte à l'une de ses extrémités longitudinales par laquelle est destiné à entrer le gaz à détendre, caractérisé en ce que la cartouche est ouverte aussi à son autre extrémité longitudinale par laquelle est destiné à sortir le gaz détendu et est immobilisée à l'intérieur d'un manchon à paroi pleine en matière plastique relativement rigide et en ce que l'ensemble est agencé de façon à laisser libre, entre la surface longitudinale extérieure de la cartouche et la surface longitudinale intérieure du manchon, une chambre annulaire de détente qui est fermée, à l'exception de sa communication avec l'intérieur de la cartouche par l'intermédiaire des pores de celle-ci. De cette manière, le gaz à détendre traverse sans rencontrer d'obstacle le passage cylindrique intérieur de la cartouche, d'une extrémité longitudinale à l'autre de celle-ci. Les pulsations génératrices de bruit s'amortissent par échange de gaz, dans les deux sens, entre ce passage intérieur et la chambre annulaire de détente par l'intermédiaire des pores. Ces derniers, n'étant pas traversés par le flux principal de gaz, mais seulement par un flux dérivé alternatif, ne créent pas de pertes de charge et ne risquent pas d'être colmatés par les impuretés entraînées par le gaz qui peuvent tout au plus se déposer momentanément à la surface dudit passage et être ensuite entraînées le long de celle-ci jusqu'à l'extrémité de sortie de la cartouche.Etant en matière plastique et non en métal, le manchon ne risque pas de rayonner vers l'extérieur les vibrations sonores secondaires dont il pourrait être le siège. La cartouche est immobilisée à l'intérieur du manchon de préférence par des joints en caoutchouc qui contribuent à amortir davantage les bruits. Pour adapter le silencieux à l'appareil utilisateur, le silencieux comprend avantageusement un embout fileté intérieurement, de préférence en matière plastique relativement rigide, qui est utilisé en même temps pour centrer le manchon par rapport à la cartouche à l'extrémité d'entrée de celle-ci. Dans le cas préféré où la cartouche est immobilisée par des joints en caoutchouc, cet embout est utilisé encore comme appui pour le joint de caoutchouc situé à ladite extrémité d'entrée. En raison des diverses fonctions de cet embout, la construction du silencieux s'en trouve facilitée. Pour des raisons de facilité de construction également, le manchon a de préférence une forme cylindrique et possède un rebord intérieur servant d'appui au joint de caoutchouc situé à l'extrémité de sortie de la cartouche. L'invention a également pour objet un procédé d'assemblage des silencieux définis ci-dessus, par vissage du manchon sur une partie filetée extérieurement de l'embout. L'invention va être maintenant exposée plus en détail à l'aide de la figure annexée qui représente, en coupe axiale, un silencieux d'échappement établi conformément à un mode de réalisation préféré. Le silencieux représenté 1 comprend une cartouche cylindrique creuse 2 en grains de matière céramique frittés de façon à laisser libres entre eux des pores de dimensions convenablement choisies. De préférence, il s'agit là de grains d'alumine enduits d'un fondant assurant le lien des grains après chauffage à 1100 C environ. On pourrait aussi utiliser diverses autres matières (silicate d'alumine, bronze, etc...) permettant d'obtenir une cartouche poreuse par frittage. Une granulométrie ayant donné de bons résultats est de 0,3 à 0,4 mm avec des pores de 150 micromètres. On peut aussi utiliser des grains de 1,3 à 1,4 mm avec des pores de 300 micromètres. Les essais permettant d'obtenir la granulométrie qui offre les meilleurs résultats selon la nature du gaz comprimé (air en général), sa pression en amont du silencieux, la longueur et le diamètre intérieur de la cartouche et autres paramètres de fonctionnement sont à la portée des spécialistes. La cartouche 2 conforme à l'invention est ouverte non seulement à son extrémité d'entrée 3 ainsi que cela est connu, mais aussi à son extrémité de sortie 4, le sens de circulation du gaz à l'intérieur du silencieux 1 étant schématisé par des flèches. La cartouche 2 est immobilisée à l'intérieur d'un manchon 5 à paroi pleine, en matière plastique relativement rigide. L'ensemble est agencé de façon à laisser libre, entre la surface longitudinale extérieure 6 de la cartouche 2 et la surface longitudinale intérieure 7 du manchon 5, une chambre annulaire de détente 8 qui est fermée, à l'exception de sa communication avec le passage intérieur 9 de la cartouche 2, par l'intermédiaire des pores de celle-ci. La cartouche 2 est immobilisée à l'intérieur du manchon 5 par un joint de caoutchouc amont 10 et par un joint de caoutchouc aval 11. Le silencieux comprend un embout 12, muni d'un filetage intérieur 13, qui est fait lui aussi d'une matière plastique relativement rigide. Pour constituer le manchon 5 et/ou l'embout 12, on utilise avantageusement une matière thermoplastique, en particulier un polyacétal tel que celui vendu sous la dénomination Delrin par la Société Du Pont de Nemours. L'embout 12 est utilisé à la fois pour centrer le manchon 5 par rapport à la cartouche 2 à l'extrémité d'entrée de celle-ci (extrémité de gauche sur la figure). A cet effet, le filetage intérieur 13 est suivi, vers l'aval, par une partie lisse 14, de diamètre supérieur au diamètre maximal du filetage intérieur 13 et sensiblement égal au diamètre extérieur de la cartouche 2, ce qui crée un épaulement transversal annulaire 15 et permet d'introduire la cartouche 2 pratiquement sans jeu transversal dans la partie lisse 14 tout en comprimant le joint amont 10, de préférence de forme torique, contre l'épaulement 15. De plus, la surface cylindrique extérieure 16 de l'embout 12, dont le diamètre est égal à celui de la surface cylindrique extérieure 17 du manchon 5, est suivie, en aval, d'une partie cylindrique filetée extérieurement 18 de plus petit diamètre, à cheval sur l'emplacement du joint torique 10, ce qui crée un deuxième épaulement transversal annulaire 19 contre lequel vient buter l'extrémité amont 20 du manchon 5, lui-même fileté intérieurement sur une longueur suffisante pour assurer la liaison avec l'embout 12 et permettant aux deux surfaces 16 et 17 de s'inscrire dans un même cylindre géométrique. Le manchon 5 possède un rebord intérieur 21 servant d'appui au joint aval 11, de préférence avec interposition d'une rondelle 22 en Nylon ou matière plastique analogue ayant de meilleures propriétés d'absorption phonique que le métal. De toute façon, les diamètres intérieurs des joints 10 et 11, de la rondelle 22 et du rebord 21 sont plus grands que le diamètre du passage 9 de la cartouche 2, tout au moins dans les parties de celle-ci qui sont voisines respectivement de l'élément 10 et des éléments 11, 22 et 21. La figure montre en effet que le passage intérieur 9 de la cartouche 2 peut avoir, d'amont en aval, d'abord une partie de diamètre progressivement décroissant, puis une partie de diamètre constant. On obtient ainsi un silencieux 1 qui peut s'adapter sur le tuyau d'échappement (non montré) du gaz comprimé grâce à son filetage intérieur 13 et dont le fonctionnement et les avantages ont été suffisamment décrits ci-dessus pour qu'il soit inutile d'y revenir. Pour assembler un tel silencieux, il suffit de disposer successivement, dans l'axe de l'embout 12, le joint amont 10, la cartouche 2, le joint aval 11, la rondelle 22 et le manchon 5 et de visser l'extrémité amont de ce dernier sur la partie filetée extérieurement 18 de l'embout 12, en comprimant les joints 10 et 11, par l'intermédiaire du rebord 21 du manchon 5. REVENDICATIONS 1. Silencieux d'échappement, c'est-à-dire dispositif destiné à canaliser vers l'atmosphère un gaz comprimé, en particulier de l'air comprimé qui s'échappe d'un appareil générateur, en amortissant le bruit provoqué par la détente de ce gaz, et plus particulièrement destiné à absorber le bruit à la sortie d'un générateur de vide fonctionnant par passage d'air comprimé dans un venturi, lequel silencieux (1) comprend une cartouche cylindrique creuse (2) en grains de matière céramique frittés d'une granulométrie telle qu'ils laissent libres entre eux des pores de dimensions convenablement choisies, la cartouche (2) étant ouverte à l'une (3) de ses extrémités longitudinales (3, 4) par laquelle est destiné à entrer le gaz à détendre, caractérisé en ce que la cartouche (2) est ouverte aussi à son autre extrémité longitudinale (4) par laquelle est destiné à sortir le gaz détendu et est immobilisée à l'intérieur d'un manchon (5) à paroi pleine en matière plastique relativement rigide et en ce que l'ensemble est agencé de façon à laisser libre, entre la surface longitudinale extérieure (6) de la cartouche (2) et la surface longitudinale intérieure (7) du manchon (5), une chambre annulaire de détente (8) qui est fermée, à l'exception de sa communication avec l'intérieur de la cartouche (2) par l'intermédiaire des pores de celle-ci. 2. Silencieux selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cartouche est immobilisée à l'intérieur du manchon (5) par des joints en caoutchouc (10, 11). 3. Silencieux selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un embout (12) fileté intérieurement (en 13) en matière plastique relativement rigide, qui est utilisé en même temps pour centrer le manchon (5) par rapport à la cartouche (2) à l'extrémité d'entrée (3) de celle-ci. 4. Silencieux selon l'ensemble des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'embout (12) est utilisé encore comme appui pour le joint de caoutchouc (10) situé à ladite extrémité d'entrée (3). 5. Silencieux selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le manchon (5) a une forme cylindrique et possède un rebord intérieur (21) servant d'appui au joint de caoutchouc (11) situé à l'extrémité de sortie (4) de la cartouche (2). 6. Silencieux selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'embout (12) possède une partie filetée extérieurement (18) destinée à recevoir par vissage l'extrémité amont du manchon (5). 7. Silencieux selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le manchon (5) et l'embout éventuel (12) sont en matière thermoplastique, de préférence en polyacétal. 8. Procédé d'assemblage d'un silencieux selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on dispose successivement, dans l'axe de l'embout (12), le joint amont (10), la cartouche (2), le joint aval (11), la rondelle (22) et le manchon (5) et en ce qu'on visse l'extrémité amont de ce dernier (5) sur la partie filetée extérieurement (18) de l'embout (12), en comprimant les joints (10, 11) par l'intermédiaire du rebord (21) du manchon (5).