Brevet FR2793531A1 — publié le 20001117

La présente invention a pour objet un dispositif d'aspiration d'un fluide à l'aide d'un gaz moteur. L'invention concerne un dispositif du type dans lequel on utilise un gaz moteur qui traverse une tuyère ou un venturi de manière à créer une zone dépressionnaire, cette zone dépressionnaire étant utilisée pour aspirer le fluide, le plus souvent un gaz, dont on veut commander ou provoquer la mise en circulation. II existe plusieurs types d'aspirateurs à gaz moteur utilisés dans le domaine médical pour aspirer les déchets organiques, par exemple dans les salles de soin ou les salles d'opération ou dans l'industrie pour des applications de ventouses par exemple. Ces appareils fonctionnent généralement selon le principe du venturi comme on l'a expliqué précédemment. On fait passer un gaz moteur dans un injecteur constitué par un venturi associé à un mélangeur diffuseur. L'espace intercalaire situé entre ces deux composants est une zone de dépression dont la pression est fonction de la pression du gaz moteur et du choix des dimensions de l'accouplement des deux éléments définissant la chambre de dépression. La présente invention concerne essentiellement mais non exclusivement les appareils de ce type destinés principalement à être connectés à des réseaux de gaz médicaux (par exemple pour la distribution d'oxygène médical dans les hôpitaux) ou destinés à être raccordés sur des détendeurs pour bouteilles de gaz sous haute pression. Généralement, les appareils d'aspiration médicaux sont équipés d'un robinet d'ouverture et de fermeture servant également au réglage du débit de gaz délivré. Ce réglage est généralement difficile et demande aux praticiens un temps de mise en oeuvre parfois trop long pour ajuster la meilleure aspiration possible qui, dans certains actes médicaux, doit être réalisée très rapidement. Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif d'aspiration à gaz moteur qui comporte notamment des moyens d'ouverture et de fermeture et de réglage de débit dont la manoeuvre est très aisée et très rapide. Pour atteindre ce but, selon l'invention, le dispositif d'aspiration d'un fluide à l'aide d'un gaz moteur comprend un corps muni d'un évidement axial présentant une première extrémité de raccordement à une source de gaz moteur et une deuxième extrémité ouverte, un ensemble injecteur-mélangeur monté coulissant dans ledit évidement axial du corps comprenant en outre un canal d'alimentation en gaz moteur présentant au moins une ouverture débouchant dans une première extrémité dudit ensemble proche de la première extrémité du corps, un canal de sortie pour le mélange de fluides faisant saillie hors de la deuxième extrémité dudit corps et un raccord d'alimentation en fluide solidaire dudit ensemble et disposé radialement par rapport à l'axe dudit ensemble et traversant librement ledit corps, des moyens de rappel interposés entre ledit ensemble et ledit corps tendant à ramener ledit ensemble dans une première position où l'ouverture du canal d'alimentation est obturée par ledit corps, et des moyens formant volant de commande montés rotatifs autour dudit corps, lesdits moyens formant volant comprenant des moyens mécaniques coopérant avec ledit embout pour transformer le mouvement de rotation des moyens formant volant en un mouvement de translation dudit ensemble injecteur-mélangeur pour amener ledit ensemble dans une deuxième position en comprimant lesdits moyens de rappel, position dans laquelle l'ouverture du canal d'obturateur n'est plus obturée par ledit corps. On comprend que, grâce aux caractéristiques de l'invention, le dispositif d'aspiration présente une forme très compacte puisque ses éléments sont disposés à l'intérieur du volant de commande d'ouverture et de fermeture ou de réglage du dispositif d'aspiration et que, de plus, ce moyen de commande est très aisément manoeuvrable. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, les moyens formant volant de commande se prolongent au-delà des deuxièmes extrémités dudit corps et dudit ensemble injecteur-mélangeur pour former une chambre de sortie dudit fluide, dans laquelle débouche le canal de sortie dudit ensemble injecteur-mélangeur, ladite chambre étant fermée par un obturateur solidaire desdits moyens formant volant et muni d'orifices pour permettre la sortie dudit mélange de fluides. Cette disposition qui prévoit la sortie du mélange de fluides par des ouvertures ménagées entre le volant et la plaque d'obturation du volant associé à la présence d'une chambre de dimensions relativement importantes, permet de réduire considérablement le bruit fait par le dispositif d'aspiration lors de la sortie du mélange de fluides. Selon une autre caractéristique préférée, . ledit embout d'alimentation est rigide et rigidement relié audit ensemble injecteur-mélangeur, les moyens mécaniques de transformation du mouvement comprennent une fente ménagée dans les moyens formant volant traversée par ledit embout, ladite fente ayant la forme d'une portion d'hélice dont l'axe est celui dudit corps, par quoi la rotation des moyens formant volant provoque le déplacement en translation dudit embout et donc dudit ensemble injecteur-mélangeur de sa première à sa deuxième position. On comprend que, selon ce mode préféré de réalisation, du fait que la fente dans laquelle est engagé l'embout d'alimentation en fluide est inclinée par rapport à l'axe longitudinal du dispositif, la rotation du volant provoque un déplacement axial de cet embout et, en conséquence, un déplacement global de l'ensemble constitué par l'injecteur et le mélangeur, ce déplacement lui-même permettant de contrôler le débit d'entrée du fluide moteur dans l'injecteur et donc de régler le débit de sortie du fluide. Un autre objet de l'invention est de fournir différents utilisations du dispositif défini ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode préféré de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées, sur lesquelles - la figure 1 est une vue extérieure du dispositif d'aspiration d'un fluide à gaz moteur; et - la figure 2 est une vue en coupe verticale du dispositif montré sur la figure 1. Le dispositif d'aspiration est constitué essentiellement par trois parties en mouvement relatif les unes par rapport aux autres. Ces trois parties comprennent un ensemble injecteur-mélangeur 10, un corps 12 et un volant de commande externe 14, ces trois éléments présentant de préférence des formes générales cylindriques de révolution autour de l'axe commun longitudinal XX. Si l'on considère d'abord le corps 12 du dispositif, celui-ci est constitué par une pièce présentant sensiblement une symétrie de révolution et définissant un évidement axial 16 qui s'étend entre une première extrémité 18 qui présente sur sa face externe un filetage 20 de montage d'une canalisation d'alimentation en gaz moteur (non représentée sur la figure) et une deuxième extrémité ouverte 22. Le logement axial 16 du corps 12 présente à partir de son extrémité 18 une portion de diamètre élargi 24, puis une portion de diamètre réduit 26 et enfin une zone de diamètre plus important 28 à proximité de la deuxième extrémité ouverte 22. La portion 24 est raccordée à la portion 26 par un premier épaulement 30 et la portion 26 est raccordée à la portion 28 de l'évidement axial par un deuxième épaulement 32. Si l'on considère maintenant l'ensemble 10 injecteur-mélangeur, celui-ci est constitué par une première pièce formant injecteur 10a et par une deuxième pièce 10b formant mélangeur. L'injecteur 10a présente une première extrémité 34 et une deuxième extrémité 35, la première extrémité 34 étant proche de l'extrémité 18 du corps. L'injecteur 10a est équipé d'un canal d'alimentation axial 36 raccordé à deux ouvertures 38 qui débouchent dans la face latérale cylindrique 40 de l'injecteur. II pourrait bien sûr y avoir un nombre différent d'ouvertures 38. Ce canal 36 est raccordé à sa deuxième extrémité à un venturi 41 dont la sortie débouche dans la chambre d'aspiration 42. Cette chambre d'aspiration est définie par la forme particulière de la pièce d'injection 10a et de la pièce de mélangeur 10b. La chambre d'aspiration 42 est raccordée à une tubulure de sortie 44. De plus, un embout 48 de raccordement a une tubulure d'amenée du fluide dont on veut réaliser la mise en circulation est monté rigidement sur la pièce 12b, cet embout présentant un axe YY qui est radial par rapport à la pièce 10b. L'embout 48 traverse le corps 12 par un évidement oblong 50 de telle manière que l'embout 48 puisse se déplacer librement selon la direction axiale par rapport au corps 12 d'une longueur convenable que l'on définira ultérieurement. II faut ajouter qu'un ressort de rappel 52 est interposé entre l'épaulement 32 interne à l'évidement axial du corps 12 et un épaulement 54 de la pièce 10 . Ce ressort tend à déplacer l'ensemble injecteur-mélangeur 14 vers la gauche de la figure 2. Ce déplacement est limité par la coopération de l'épaulement 30 de l'évidement axial du corps avec une portion en saillie 56 prévue à l'extrémité 34 de l'injecteur 10a. En outre, des joints d'étanchéité annulaires 60 et 62 engagés dans des gorges annulaires de la pièce 10a de part et d'autres des ouvertures 38 assurent une étanchéité dynamique entre la pièce 10a et le corps 12. Comme on l'a déjà indiqué de façon schématique, le dispositif d'aspiration comprend également un volant externe de commande 14. Celui-ci entoure le corps 12 sur sensiblement toute sa longueur et il est maintenu immobile axialement notamment par un épaulement 64 coopérant avec l'épaulement 32 prévu dans le corps 12. Le volant 14 est monté à rotation autour du corps 12. Ce volant forme un prolongement 68 qui va au-delà de l'extrémité 22 du corps 12 et au-delà de l'extrémité de la tubulure de sortie 44. Le prolongement 68 du volant est obturé par un bouchon 70 qui est fixé de façon étanche sur le prolongement 68 du volant. On définit ainsi à l'intérieur du volant 14 une chambre interne de sortie 72 dans laquelle débouche la tubulure de sortie 44. Pour permettre la sortie vers l'environnement ambiant du gaz du fluide et du gaz moteur, des jeux convenables 74 ou tout autre type d'orifices sont réalisés entre le volant proprement dit et le bouchon 70. L'embout rigide 48 solidaire de l'ensemble injecteur-mélangeur 10 traverse le corps du volant 14 par une fente 76 dont la direction générale ZZ fait un angle a inférieur à 90 par rapport à l'axe XX du système. Plus précisément, de préférence, la ligne moyenne de la fente 76 est une portion d'hélice dont l'axe est l'axe XX'. La largeur h de la fente 76 est très légèrement supérieure au diamètre d de l'embout 48 de telle manière que l'embout 48 puisse se déplacer dans la fente 78, mais avec un jeu réduit. Le fonctionnement du dispositif d'aspiration représenté sur les figures 1 et 2 est le suivant au repos, le ressort de rappel 52 tend à déplacer l'ensemble injecteur-mélangeur vers la gauche de la figure, de telle manière que les ouvertures 38 du canal d'alimentation de l'injecteur soient obturées par la paroi interne de l'évidement axial du corps 12. En conséquence, il n'existe aucune liaison entre la tubulure d'alimentation en gaz moteur raccordée à l'extrémité 18 du corps et le canal d'alimentation 36 de l'injecteur. II n'y a donc aucun débit de fluide. Si l'on provoque la rotation du volant 14 autour de l'axe XX, dans le sens des aiguilles d'une montre, la coopération entre l'embout 48 et les bords de la fente 76 provoque un déplacement axial vers la droite de la figure de l'embout 48 et donc de l'ensemble injecteur-mélangeur en comprimant le ressort 52. Lorsque le déplacement est suffisant, les ouvertures 38 du canal d'alimentation de l'injecteur pénètrent petit à petit dans la zone 24 de l'évidement axial du corps de diamètre supérieur. Au fur et à mesure de ce déplacement, la section de passage pour le gaz moteur augmente, ce qui permet de régler la dépression dans la chambre de dépression 42 de l'ensemble injecteur-mélangeur et donc de régler le débit du fluide qui sera délivré par les orifices prévus entre l'extension 68 du volant et le bouchon 70. Un tel dispositif peut être utilisé avec différents gaz moteur. Ce gaz moteur peut avantageusement être de l'air, de l'azote, de l'oxygène ou encore un mélange d'azote et d'oxygène. Le dispositif décrit précédemment peut être utilisé pour de nombreuses applications, de préférence dans le domaine médical et hospitalier. En particulier, le dispositif d'aspiration peut servir à l'évacuation par aspiration de déchets organiques ou de déchets médicaux, notamment lorsque ces déchets sont de petites dimensions et en suspension dans un gaz ou un liquide. Le dispositif d'aspiration est particulièrement bien adapté à l'aspiration de liquides organiques en environnement hospitalier. Le dispositif d'aspiration peut également servir de système d'aspiration, notamment de l'air, dans un bâtiment hospitalier. Il peut servir à équiper notamment une salle de soins ou une salle d'opération. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'aspiration d'un fluide à l'aide d'un gaz moteur comprenant un corps (12) muni d'un évidement axial (16) présentant une première extrémité (18) de raccordement à une source de gaz moteur et une deuxième extrémité (22) ouverte, un ensemble injecteur-mélangeur (10) monté coulissant dans ledit évidement axial du corps comprenant en outre un canal (36) d'alimentation en gaz moteur présentant au moins une ouverture (38) débouchant dans une première extrémité dudit ensemble proche de la première extrémité du corps, un canal de sortie (44) pour le mélange de fluides faisant saillie hors de la deuxième extrémité dudit corps et un embout (48) d'alimentation en fluide à aspirer solidaire dudit ensemble disposé radialement par rapport à l'axe XX dudit ensemble et traversant librement ledit corps, des moyens de rappel (52) interposés entre ledit ensemble (10) et ledit corps (12) tendant à ramener ledit ensemble dans une première position où l'ouverture (38) du canal d'alimentation est obturée par ledit corps, et des moyens formant volant de commande (14) montés rotatifs autour dudit corps, lesdits moyens formant volant comprenant des moyens mécaniques (76) coopérant avec ledit embout (48) pour transformer le mouvement de rotation des moyens formant volant en un mouvement de translation dudit ensemble injecteur-mélangeur pour amener ledit ensemble dans une deuxième position en comprimant lesdits moyens de rappel, position dans laquelle l'ouverture (38) du canal d'alimentation n'est plus obturée par ledit corps. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens formant volant (14) de commande se prolongent au-delà des deuxièmes extrémités dudit corps (12) et dudit ensemble injecteur-mélangeur (10) pour former une chambre de sortie (72) dudit fluide dans laquelle débouche le canal de sortie (44) dudit ensemble injecteur-mélangeur, ladite chambre étant fermée par un obturateur (70) solidaire desdits moyens formant volant et muni d'orifices (74) pour permettre la sortie dudit mélange de fluides. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit embout d'alimentation (48) est rigide et rigidement relié audit ensemble injecteur-mélangeur (10) et en ce que les moyens mécaniques de transformation du mouvement comprennent une fente (76) ménagée dans les moyens formant volant (14) traversée par ledit embout, ladite fente ayant la forme d'une portion d'hélice dont l'axe est celui dudit corps, par quoi la rotation des moyens formant volant provoque le déplacement en translation dudit embout et donc dudit ensemble injecteur-mélangeur de sa première à sa deuxième position. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit ensemble injecteur-mélangeur (10) comprend un venturi (41) dont l'entrée est raccordée audit canal d'alimentation (36) et dont la sortie débouche dans une chambre de mélange (42), ledit embout d'alimentation (48) en fluide débouchant dans ladite chambre, ladite chambre étant reliée au canal (44) de sortie du mélange de fluides. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première extrémité (34) de l'ensemble injecteur-mélangeur (10) présente une face externe cylindrique apte à coopérer avec une partie cylindrique de l'évidement (16) dudit corps (12), ledit évidement dudit corps se terminant à sa première extrémité par une portion (24) de diamètre plus grand, en ce que ladite ouverture (38) du canal d'alimentation (36) débouche dans la face externe cylindrique de la première extrémité dudit ensemble injecteur-mélangeur (10), dans la première position dudit ensemble injecteur-mélangeur, ladite ouverture (38) étant obturée par la paroi interne de l'évidement du corps et dans la deuxième position dudit ensemble injecteur-mélangeur, ladite ouverture (38) étant en regard de ladite partie (24) dudit évidement de diamètre augmente. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit ensemble injecteur-mélangeur (10) comprend en outre des premier (60) et deuxième (62) moyens d'étanchéité entre la face externe cylindrique de l'ensemble injecteur-mélangeur (10) et la face interne de l'évidement (16) dudit corps (12), lesdits moyens d'étanchéité étant disposés de part et d'autre de ladite ouverture (38). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit canal d'alimentation (36) dudit ensemble injecteur-mélangeur(10) comprend une pluralité d'ouvertures (38) débouchant toutes dans la face externe cylindrique de la première extrémité (18) de l'ensemble injecteur-mélangeur (10). 8. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ledit gaz moteur est choisi dans le groupe comprenant de l'air, de l'azote, de l'oxygène ou encore un mélange d'azote et d'oxygène 9. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque de revendications 1 à 7, pour aspirer des déchets organiques ou médicaux et notamment des liquides organiques. 10. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, pour l'aspiration dans un bâtiment hospitalier , notamment dans une salle de soins ou une salle d'opération.