Brevet FR2840046A1 — publié le 20031128

entraner en rotation les roues motrices (7) du chariot. w 1 1 2840046 DISPOSITIF DE DECHARGE BRUSQUE D'AIR AVEC CONDUITE D'E]ECTION AMELIOREE L'invention se rapporte 3 un dispositif de decharge brusque d'air avec conduite d'ejection amelioree. Dans differentes applications, il est necessaire de supprimer les accumulations de matieres qui nuisent au bon fonctionnement de ['installation. Tel est le cas des cimenteries ou des silos a pondereux qui se vident par gravite. Pour ce faire, au lieu d'utiliser des moyens purement mecaniques du type barre metallique manipulee par un individu, il est connu d'utiliser des dispositifs de decharge brusque d'air. Le principe de ces dispositifs consiste a remplir une reserve ou capacite d'air 3 une pression donnee et de laisser s'echapper brusquement 1'air pour produire une deflagration. Sous l'effet de la deflagration, les accumulations de matieres vent desagregees. L'ava ntage de ces d ispositifs consiste da ns le fait qu 'i ls peuvent fonction ner en automatique et etre disposes en des endroits peu accessibles. Les dispositifs connus comprennent done un dispositif de controle de l'ecoulement d'un fluide gazeux etabli sur un parcours reliant l'accumulateur de fluide gazeux et, eventuellement, une tuyere d'ejection. Ainsi, classiquement, le dispositif de decharge comprend un corps logeant un piston dont la face avant ferme un orifice dit de sortie qui debouche dans une conduite de sortie, ce corps presentant une conduite d'entree qui la relic a la reserve ou capacite. Pendant toute la periode de remplissage de la capacite, la face arriere de ce piston est soumise a3 une pression maintenant le piston sur 1'orifice de sortie. Lorsque l'on reldche la pression maintenant la pression sur le piston, ce dernier recule brutalement et laisse le fluide passer de la capacite vers la conduite de sortie integrant ou non une tuyere. 2 2840046 Su r les dispositifs con n us a ce jou r, la cond uite de so rtie a u ne section constante au long de son axe longitudinal identique 3 I'orifice de communication entre la capacite et le corps du dispositif. Par contre, bien souvent, la geometric de la conduite de sortie est differente au long de 1'axe 3 savoir qu'au niveau de la zone d'application du piston, la section de la conduite de sortie est circulaire pour evoluer parfois vers une ellipse. L'efficacite de ces dispositifs est directement liee 3 la vitesse d'evacuation de l'air contenu dans la reserve. Cette vitesse d'ejection depend notamment de la vitesse d'ouverture du piston. C'est ainsi que l'on a imagine d'alleger le piston. Pour ce faire, celui-ci se presente alors sous la forme d'une coupelle notamment tronconique dont la face avant convexe ferme ['orifice de sortie et la face arriere concave porte un moyen de guidage avec le corps du dispositif. Ce moyen de guidage est. de preference, reduit 3 un coulisseau se deplacant dans une coulisse fixee sur l'arriere du corps. Ceci permet 3 la fois d'alleger le piston et de reduire les frottements par reduction des surfaces de guidage. Pour des raisons notamment d'implantation de ces dispositifs de decharge brusque, il est commode que la conduite d'entree qui relic le dispositif de controle de l'ecoulement du fluide 3 la capacite soit sensiblement perpendiculaire 3 la conduite de sortie. Cela permet en outre de limiter le parcours entre ['entree et la sortie. Au long de son parcours, on constate necessairement une perte de charge reduisant 1'efficacite du dispositif. On peut certes augmenter l'efficacite de ces dispositifs en augmentant la capacite volumique de la reserve ou en augmentant la pression de l'air contenue dans la reserve mais cela n'est pas toujours possible economiquement ou en raison de ['implantation des dispositifs de decharge. Un autre probleme resulte du bruit produit par ['evacuation de l'air contenu dans la chambre arriere. 3 2840046 Pour reduire le bruit, lors de la vidange de la chambre arriere, il est ainsi connu d'evacuer l'air contenu dans cette chambre directement ou indirectement dans la conduite de sortie. Pour ce faire, il est connu US-4.201.362 d'equiper la face avant du piston d'une serie d'obturateurs disposes les uns derriere les autres. Un tel montage entrane alors une augmentation du poids de l'obturateur principal et done une perte d'efficacite du dispositif. L'invention se propose d'apporter une solution pour ameliorer l'efficacite des systemes precites. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif de decharge brusque d'air comprenant un dispositif de contr81e d'ecoulement d'air dispose entre une conduite d'entree destinee a etre reliee a une capacite destinee a emmagasiner un volume d'air et une conduite de sortie, ce dispositif de decharge etant caracterise en ce que l'aire de la section de la conduite de sortie prise en son extremite distale est superieure 3 I'aire de la section de la conduite d'entree prise en son extremite situee a proximite du dispositif de contr81e de 1'ecoulement. L'invention sera bien comprise a ['aide de la description ci-apres faite a titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexe qui represente schematiquement: - figure i: une vue de 1'extremite d'un dispositif de decharge, - figure 2: une vue en coupe selon M de la figure I, - figure 3: une variante de realisation en coupe partielle, - figures 4 a 6: differents details de realisation. En se reportant au dessin, on volt un dispositif de decharge brusque d'air comprenant un dispositif 2 de contr81e d'ecoulement d'air dispose entre une conduite 3 d'entree destinee a etre reliee a une capacite 4 destinee a accumuler un volume d'air et une conduite 5 de sortie. Pour la fxation de la capacite sur le dispositif, il est prevu, par exemple, d'equiper la conduite d'entree du corps du dispositif d'une bride 6. Une seconde bride 7 est generalement prevue pour le raccordement de la conduite de sortie sur une paroi ou sur une tuyere. 4 2840046 Classiquement, le dispositif 2 de contr81e est constitue par un obturateur 2A qui, applique sur un siege 2B, peut s'en ecarter pour laisser passer librement l'air provenant de la capacite 4 vers la conduite 5 de sortie qui integre eventuellement une tuyere, I'ensemble etant toujours appele conduite de sortie. Dans l'exemple represente, I'obturateur principal 2A se presente sous la forme d'un piston ou d'une coupelle tronconique dont la face avant 2C stappuie sur un siege 2B. Cette face avant 2C est done situee sur la face convexe de la coupelle. Ce piston ou coupelle ferme ['entree de la conduite de sortie. Comme on peut le voir, la conduite 3 d'entree debouche lateralement dans le corps 100 du dispositif. L'obturateur principal est guide en translation. A cet effet, dans ltexemple presente, notamment dans le cas de la forme en coupelle, la face arriere de la coupelle porte un coulisseau 10 qui coopere avec une coulisse 11 presentee par le corps du dispositif. Cette coulisse est portee par une partie 12 de la paroi du corps du dispositif qui est amovible. Pour le remplissage de la capacite, une entree d'air contr81ee debouche: soit, dans la chambre arriere 13 du corps du dispositif et le jeu entre la paroi laterale de cette chambre et la coupelle permet d'alimenter en air la capacite, - soit, dans la conduite d'entree et c'est toujours le jeu precise qui permet d'alimenter la chambre arriere pour appliquer le piston ou la coupelle. Une double alimentation a la fois de la chambre arriere et de la capacite est egalement une solution retenue. Bien souvent, il est prevu un moyen 130 de rappel de 1'obturateur principal en sa position fermee mais cela n'est pas obligatoire. Un dispositif 14 permet d'evacuer 1'air contenu dans la chambre arriere pour permettre de faire reculer la coupelle ou piston. Selon une caracteristique de ['invention, I'aire C de la section de la conduite de sortie prise en son extremite distale est superieure a 1'aire A de la section de la conduite d'entree prise en son extremite situee a proximite du dispositif de contr81e de l'ecoulement. 2840046 Par extremite distale, on comprendra l'extremite de la conduite de sortie la plus eloignee de la coupelle ou piston. Avantageusement, I'aire B de la section de la conduite de sortie prise en son extremite proximale au niveau du siege de l'obturateur principal est identique a l'aire A de la section de la conduite d'entree prise en son extremite situee a proximite du dispositif de contr61e de l'ecoulement. La section C de l'extremite distale de la conduite de sortie est superieure a la section B audit tronSon prise en sa partie proximale. Avantageusement, la conduite de sortie comprend dans le sens d'evacuation de l'air un tronson convergent 5A suivi d'un tronSon divergent 5B. Cette disposition permet d'augmenter la vitesse de l'air au niveau du retrecissement et done d'ameliorer la deflagration. Une deuxieme disposition prise permet egalement d'ameliorer la deflagration. Pour que la coupelle notamment tronconique degage l'acces a la conduite de sortie, il faut evacuer 1'air contenu dans la chambre arriere 13 rapidement. Pour ce faire, classiquement, on equipe le dispositif 14 d'un obturateur 16 dit d'evacuation controlant l'ecoulement de l'air contenu dans la chambre arriere 13 vers la conduite 5 de sortie. Lorsque l'air de cette chambre arriere 13 est evacue, la coupelle ou obturateur principal 2A recule vers l'arriere pour degager le passage. Selon ['invention, le siege 17 de cet obturateur 16 d'evacuation se situe au niveau de la face avant 2C de la coupelle ou obturateur principal et pour ['evacuation de l'air contenu dans la chambre arriere, I'obturateur 16 se deplace vers ['avant en sens oppose a celui de la coupelle 2A lorsqu'elle quitte son siege. Cette disposition technique est tres avantageuse. En effet, le bruit induit par la liberation de l'air contenu dans la chambre arriere n'est plus perSu et se confond avec la deflagration car il n'est pas envoye a l'exterieur comme auparavant. Le deuxieme point interessant consiste dans le fait que le deplacement de Ihbturateur vers ['avant elimine a chaque fois les possibles accumulations sur la face avant de la coupelle. 6 2840046 Un troisieme inter@t consiste dans le fait que l'obturateur d'evacuation 16 est desaccouple de la coupelle 2A de sorte que celle-ci est plus legere et peut done reculer plus rapidement. Cet obturateur 16 d'evacuation est porte par l'extremite d'une tige 16A de commande guidee en translation au travers de la coupelle tronconique. L'extremite de cette tige 16A de manceuvre est reliee a un moyen moteur 20 pour induire son deplacement. Dans une forme de realisation, le moyen moteur 20 est un dispositif electromecanique qui s'appuie ou entrane la tige de manceuvre dans le sens souhaite. Da ns u ne autre forme de real isation, ce moyen moteu r 20 est u ne me m brane deformable qui, soumise a une pression s'exercant dans une chambre 21 cite de commande, peut se deplacer pour entraner la manceuvre de la tige. Une chambre 22 situee a ['oppose de celle produisant l'ouverture pour I'evacuation de l'air est alimentee en air a la m@me pression que la chambre arriere pour faciliter le maintien de l'obturateur 16 sur son siege. La tige 16A de manceuvre traverse done la coulisse et le coulisseau. Un ressort 23 de rappel ramene l'obturateur en position sur son siege. Ce ressort de rappel est loge dans un alesage que comporte la coulisse. Comme on peut le voir, cette coulisse est portee par la face arriere du corps du dispositif de decharge brusque. Pour le transfert de l'air contenu dans la chambre arriere 13 vers ['orifice borde par le siege de l'obturateur d'evacuation, la coupelle tronconique presente des canaux 25 d'evacuation debouchant dans une chambre 26 cite avant logeant une partie de ltobturateur. Avantageusement, la partie concave de la coupelle 2A loge une piece delimitant une cuvette 30 dont la concavite tournee vers l'arriere du corps du dispositif face a la coulisse 11 forme avec la coulisse en position de recur de la coupelle tronconique une chambre 31 cite de compression formant un amortisseur pour le recur de la cite coupelle. Un ressort de rappel de la coupelle 2A notamment tronconique applique celle ci sur son sege. 7 2840046 Comme on peut le voir sur la figure 2, la coupelle 2A comporte trots etages. L'etage arriere est cylindrique de revolution avec un rayon constant au long de l'axe longitudinal. Les deux autres etages vent egalement cylindriques de revolution mais le rayon varie au long de 1'axe longitudinal en decroissant fortement vers 1'avant de la coupelle. Le siege 2B de la coupelle 2A est usine dans le corps du dispositif mats, de preference, ce siege est forme par une bague 120 rapportee dans le corps du dispositif de maniere a faciliter l'entretien (figure 5). Une autre variante (figure 6) consiste 3 prevoir une bague 121 rapportee sur la coupelle 2A. Ces bagues 120 ou 121 vent en materiau moins dur que ceux venant en contact avec la piece opposee. Comme on peut le voir a la figure 4, on a prevu sur 1'etage arriere un joint 40. Ce joint qui n'est pas prevu pour assurer une etancheite parfaite reduit le jeu de fonctionnement a environ deux a trots dixiemes de millimetres. Le jeu de chaque cote peut alors etre plus important, ce qui evite le grippage du piston ou coupelle. Dans une forme avantageuse (figure 6), au lieu que 1'etage arriere de la coupelle 2A coopere avec un faible jeu de fonctionnement avec le corps du dispositif, cet etage arriere coopere avec une chemise 4l, cette chemise etant rapportee dans le corps mais de preference cette chemise est portee par la paroi arriere. 8 2840046 REVE N DICATIONS 1. Dispositif de decharge brusque d'air dispose entre une conduite (3) d'entree destinee 3 etre reliee a une capacite destinee 3 accumuler un volume d'air et une conduite (5) de sortie caracterise en ce que l'aire (C) de la section de la conduite de sortie prise en son extremite distale est superieure 3 l'aire (A) de la section de la conduite d'entree prise en son extremite situee 3 proximite du dispositif de controle de l'ecoulement. 2. Dispositif de decharge brusque d'air selon la revendication 1 caracterise en ce que l'aire (B) de la section de la conduite de sortie prise en son extremite proximale au niveau du siege du piston ou coupelle est identique 3 l'aire (A) de la section de la conduite d'entree prise en son extremite situee 3 proximite du dispositif de controle de ltecoulement. 3. Dispositif de decharge brusque d'air selon la revendication 1 ou 2 caracterise en ce que la conduite de sortie comprend dans le sens d'evacuation de l'air un tronson convergent (5A) suivi d'un tronson divergent (5B). 4. Dispositif de decharge brusque d'air selon la revendication 1 3 3 comprenant un obturateur (16) dit d'evacuation controlant l'ecoulement de l'air contenu dans une chambre arriere vers la conduite de sortie par deplacement d'un piston (2A) en forme de coupelle, caracterise en ce que le siege (17) de cet obturateur (16) d'evacuation se situe au niveau de la face avant (2C) de la coupelle et pour ['evacuation de l'air contenu dans la chambre arriere, l'obturateur (16) se deplace vers ['avant en sens oppose 3 celui de la coupelle (2A) lorsqu'elle quitte son siege. 5. Dispositif de decharge brusque d'air selon la revendication 4 caracterise en ce que l'obturateur (16) d'evacuation est porte par l'extremite d'une tige (2A) de commande guidee en translation au travers de la coupelle tronconique et l'extremite de cette tige (16A) de manceuvre est reliee 3 un moyen moteur (20) pour induire son deplacement. 6. Dispositif de decharge brusque d'air selon la revendication 5 caracterise en ce que le moyen moteur (20) est un dispositif electromecanique qui s'appuie ou entrane la tige (16A) de mancouvre dans le sens souhaite. 9 2840046 7. Dispositif de decharge brusque d'air selon la revendication 5 caracterise en ce que le moyen moteur (20) est une membrane deformable qui, soumise a une pression s'exerSant dans une chambre (21) cite de commande, se deplace pour entraner la manceuvre de la tige (16A) de manceuvre. 8. Dispositif de decharge brusque d'air selon la revendication 5 caracterise en ce que la partie concave de la coupelle (2A) loge une cuvette (30) dont la concavite est tournee vers l'arriere du corps du dispositif face 3 une coulisse et cette cuvette (30) et la coulisse forment en position de recur de la coupelle une chambre (31) cite de compression formant un amortisseur pour le recur de la cite coupelle. 9. Dispositif de decharge brusque d'air selon la revendication 4 caracterise en ce que le siege (2B) de la coupelle (2A) ou piston (2A) est forme par une bague (120) rapportee dans le corps du dispositif de decharge. 10. Dispositif de decharge brusque d'air selon la revendication 4 caracterise en ce qu'une bague (121) est rapportee sur la coupelle (2A).