INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Par exemple, lors du pompage des produits de vendange, la pression dans la tuyauterie connectée à la cheminée d'extraction est d'environ deux bars et on observe une contre-pression très importante lorsqu'un lobe du rotor passe d'un état où il frotte contre la paroi interne du stator à un état dont son extrémité radiale est située en regard de la cheminée d'extraction. La transition brutale entre ces deux états est visible au niveau de la tuyauterie. En effet, avec une tuyauterie translucide, on voit les produits de vendange avancer par à-coup dans la tuyauterie. Typiquement, dans la tuyauterie, les produits de vendange avancent pendant une période d'environ une seconde puis, durant quelques millisecondes, les produits de vendange s'arrêtent. Ils reculent ensuite dans la tuyauterie lors de la mise en communication hydraulique du volume de pompage avec la cheminée d'extraction en raison de la détente de la pression de la tuyauterie dans le volume statorique. Après cette détente, les produits de vendange avancent de nouveau sous la pression appliquée par la rotation du rotor.
Ces phases de détente de la pression de la tuyauterie sont si intenses qu’il est presque systématiquement nécessaire d'utiliser une cloche anti-pulsatoire ou cloche anti-coup de bélier disposée sur la cheminée d'extraction pour éviter de détériorer les produits de vendange lors du pompage. Même avec cette cloche anti-pulsatoire, ces phases de détente sont très bruyantes et les produits de la vendange risquent toujours de subir des dégradations lors du pompage.
Le problème technique invention est donc d'obtenir une pompe volumétrique à lobes permettant d'obtenir un transfert de fluide efficace en réduisant ces phases de détente au niveau de la cheminée d'extraction.
Pour répondre à ce technique, l'invention propose d'utiliser un rotor à lobes avec des lobes en forme de chevron de sorte que la mise en communication hydraulique du volume de pompage avec la cheminée d'extraction soit progressive. Pour ce faire, le clapet présente également une forme en chevron complémentaire avec celle des lobes de sorte à obtenir le guidage des fluides depuis le volume statorique jusqu’à la cheminée extraction.
Au sens de l’invention, une « forme de chevron » correspond à une forme dans laquelle deux segments s’intersectent avec un angle compris entre 120 et 170 degrés.
À cet effet, l’invention concerne une pompe volumétrique à lobes comprenant : - un stator comportant une paroi interne définissant un volume statorique ; le stator présentant une entrée de fluide et une cheminée d’extraction ; l’entrée de fluide et la cheminée d’extraction étant en communication hydraulique avec le volume statorique ; - un rotor, mobile en rotation à l’intérieur du volume statorique, comprenant au moins deux lobes ; chaque lobe comportant une extrémité radiale destinée à racler la paroi interne du stator de sorte à obtenir un volume de pompage entre deux lobes consécutifs lorsqu’ils sont positionnés entre l’entrée de fluide et la cheminée d’extraction ; - un clapet monté au niveau de la cheminée d’extraction de sorte à coopérer avec les lobes pour contraindre les fluides, présents dans le volume de pompage, à être déplacés dans la cheminée d’extraction lors de la rotation du rotor ; et - des moyens de rappel du clapet configurés pour déplacer le clapet contre les lobes lorsque les lobes sont déplacés au niveau de la cheminée d’extraction.
L’invention se caractérise en ce que l’extrémité radiale de chaque lobe présente une forme d’au moins un chevron de sorte que la mise en communication hydraulique du volume de pompage avec la cheminée d’extraction soit progressive, le clapet présentant une forme d’au moins un chevron complémentaire avec celle des lobes de sorte à garantir l’herméticité de la communication hydraulique entre le volume de pompage et la cheminée d’extraction.
Ainsi, la forme de l’extrémité radiale de chaque lobe permet d’obtenir une progressivité dans la mise en communication hydraulique entre le volume statorique et la pression contenue dans la tuyauterie connectée sur la cheminée d’extraction. En effet, dans l’état de la technique tel que décrit dans les documents FR 2°645°915, FR 2°622°935 et FR 3°053 743, l’extrémité radiale des lobes est droite ainsi que l’ouverture de la cheminée d’extraction dans le volume statorique. Il s’ensuit que le passage de l’extrémité radiale d’un lobe au niveau du bord de l’ouverture de la cheminée d’extraction dans le volume statorique engendre une détente très rapide de la pression de la tuyauterie dans le volume statorique.
Dans l’invention, le bord droit de l’ouverture de la cheminée d’extraction coopère avec un bord en forme de chevron de l’extrémité radiale de chaque lobe de sorte que la détente de la pression de la tuyauterie soit beaucoup plus lente.
Ainsi, l’invention permet d’obtenir une détente progressive à mesure des déplacements du rotor, limitant ainsi les phases de compression et de dilatation que subit le fluide lors du pompage.
En outre, en limitant les phases de compression et de dilatation que subit le fluide lors du pompage, il est possible de ne pas utiliser une cloche anti-pulsatoire sur la cheminée d’extraction, de limiter le bruit, et d’améliorer la vitesse de pompage.
Par ailleurs, la forme du stator n’est pas nécessairement modifiée si bien qu’il est possible, dans un mode de réalisation, de transformer une pompe existante en remplaçant simplement le rotor et le clapet. Lorsque l’invention est mise en œuvre pour pomper des produits de vendange, la limitation des sollicitations subies par les produits de vendange lors du pompage permet de protéger la qualité de la récolte, c’est-à-dire de garantir au maximum l’intégrité de la vendange.
La complexité de mise en œuvre de l’invention réside dans la forme spécifique des lobes du rotor et du clapet associé. Plus particulièrement, le rotor est mobile sur un axe et il peut présenter une longueur variable à l’intérieur du volume statorique en fonction du volume de pompage recherché. Pour garantir la progressivité de la mise en communication hydraulique du volume de pompage avec la cheminée d’extraction, il est possible d’utiliser un ou plusieurs chevrons au niveau de l’extrémité radiale des lobes.
Selon un mode de réalisation avec un chevron, le rotor présente une première hélice circulaire avec un pas à gauche fixée sur une seconde hélice circulaire avec un pas à droite.
Au sens de l’invention, une hélice circulaire est inscrite dans un cylindre de révolution de sorte que l’extrémité radiale de l’hélice, c’est-à-dire celle du rotor, peut coopérer avec la paroi interne cylindrique du stator pour former une cavité sensiblement hermétique.
En outre, le rotor peut comporter deux, trois ou quatre lobes sans changer l’invention.
L’invention concerne un ensemble E, E’ d’une turbine d’une turbomachine comprenant un stator et un rotor d’un compresseur et turbine.
La représente un schéma de principe d’une coupe axiale de l’ensemble E selon un exemple d’un premier mode de réalisation.
Le stator de l’ensemble E comprend une plateforme externe 1 s’étendant axialement autour d’un axe de rotation x et une roue fixe 3 s’étendant radialement de la plate-forme externe 1 vers l’axe de rotation. Bien entendu le stator peut comprendre plusieurs roues fixes 3 alignées axialement et espacées les unes des autres.
La roue fixe 3 comprend des pales fixes 30 aérodynamiques s’étendant chacune vers l’axe de rotation x dont une seule est représentée dans le schéma de principe sur la . Les pales fixes 30 sont alignées et réparties de façon circonférentielle.
Chaque roue fixe 3 comprend une plate-forme interne 31 par pale fixe 30 dont une seule est donc visible sur le schéma de principe de la . La plate-forme interne 31 comprend une partie centrale 310 s’étendant radialement de la pale aérodynamique fixe 30 vers l’axe de rotation X et deux déflecteurs fixes 311 s’étendant axialement de part et d’autre de la partie centrale 310.
Le rotor comprend au moins un tambour 4 de révolution autour de l’axe X comprenant une surface externe faisant face à une surface interne de la partie centrale 310. Le tambour 4 est donc dans le même plan radial (coupant perpendiculaire l’axe X) Le tambour 4 peut être couplé pour entraîner ou être entrainé par un arbre non représenté. L’ensemble E comprend donc une chambre centrale 50 entre la surface interne de la partie centrale 310 et la surface externe du tambour 4.
Le rotor comprend deux roues mobiles 2 1 , 2 2, espacées axialement l’une de l’autre par le tambour 4. Chaque roue mobile 2 1 , 2 2 comprend un disque 25 1 , 25 2 couplé au tambour 4 et des aubes mobiles agencées régulièrement autour du disque 25 1 , 25 2 dont une aube mobile 20 1 , 20 2 par roue est représentée sur ce schéma de principe. En outre seule une partie de chaque disque et une partie du tambour est représentée sur ce schéma de principe. Chaque aube mobile 20 1 , 20 2 comprend une pale mobile 21 1 , 21 2, aérodynamique formant avec la pale fixe 30 une veine principale du flux d’air primaire. La pale fixe 30 est située axialement entre les deux pâles mobiles 21 1 , 21 2 des deux roues mobiles 2 1 , 2 2 . Chaque aube mobile 20 1 , 20 2 comprend un pied comprenant une base montée dans une alvéole du disque correspondant.
Chaque pied comprend en outre une plateforme externe 22 1 , 22 2 , comprenant un déflecteur mobile 225 1 , 225 2 , s’étendant axialement vers le déflecteur fixe 311 correspondant, et radialement de la pale mobile 21 1 , 21 2 , vers la base.
La plate-forme interne 31 comprend sa partie centrale 311 axialement entre les deux pieds des deux aubes mobiles 20 1 , 20 2 . Un interstice est formé entre chaque déflecteur fixe 311 et le déflecteur mobile 225 1 , 225 2 laissant entrer ou sortir de l’air d’une cavité 5. La cavité 5 comprend une enceinte amont 53, et une enceinte aval 54 ainsi que la chambre centrale 50 communicant entre l’ enceinte amont 53, et l’enceinte aval 54. Ces enceintes 53, 54 communiquent avec la veine principale par les interstices qui séparent la plate-forme interne 31 respectivement des plateformes mobiles 22 1 , 22 2 .
Chaque enceinte 53, 54 est donc formée entre la plateforme interne 31 et la plateforme mobile 22 1 , 22 2 , le pied de l’aube mobile 20 1 , 20 2 , et le tambour 5 .
Dans ce mode de réalisation, toutes les surfaces formant la cavité 5 sont des surfaces rugueuses de stabilisation (représentée par un trait plus large) ayant une rugosité supérieure à une surface des pales fixes ou des pales mobiles, en l’occurrence dans ce mode de réalisation des surfaces de chaque roue mobile et fixe formant la veine principale. Ainsi chaque déflecteur fixe 311 comprend une surface interne délimitant la cavité 5 et une surface axiale externe opposée à la surface axiale interne du côté de la veine principale, dans laquelle la surface axiale interne délimitant la cavité 5 est une surface rugueuse de stabilisation donc plus rugueuse que celle de la surface externe du déflecteur fixe 311.
Selon un exemple de ce mode de réalisation, l’ensemble est une partie du compresseur et de façon générale la surface externe du déflecteur fixe 311 ainsi que la pale fixe 30 comprend une rugosité arithmétique Ra (soit une hauteur moyenne arithmétique mesurée) entre un demi micron et un micron, par exemple 1 micron pour être dans un régime hydrauliquement lisse. Ainsi dans cet exemple de ce mode de réalisation, les surfaces délimitant la cavité 5 ont une rugosité supérieure à deux microns, par exemple sept microns permettant d’être dans un régime transitionnellement rugueux. Ainsi, il y a une augmentation des pertes de frottement entre le gaz dans la cavité 5 et les surfaces la délimitant, augmentant l’épaisseur d’une zone proche de la surface (appelée couche limite), produisant des effets d’écoulement qui améliore la stabilité de l’écoulement.
Selon un autre exemple de ce mode de réalisation, l’ensemble est une partie d’une turbine, par exemple une turbine haute pression ou basse pression et de façon générale la surface externe du déflecteur fixe 311 ainsi que la pale fixe 30 comprend une rugosité Ra entre un micron et trois virgule cinq microns, par exemple 1 micron pour être dans un régime hydrauliquement lisse.
La représente un schéma de principe d’un ensemble E’ selon un exemple d’un deuxième mode de réalisation identique au premier mode de réalisation sauf en ce que dans ce deuxième mode de réalisation, seulement une partie des surfaces délimitant la cavité 5’ sont des surfaces rugueuses de stabilisation.
Les différentes caractéristiques comprennent les mêmes références que celle de la sauf en ce que celles qui ont changées comprennent en outre un « guillemet ».
Dans cet exemple de ce mode de réalisation, uniquement les surfaces axiales internes des déflecteurs mobiles 225’ 1, 225’ 2, des plateformes mobiles 22’ 1, 22’ 2 et les déflecteurs fixes 311’ de la plateforme interne 31’ délimitant les enceintes amont 53’ et aval 54’ ainsi que la surface axiale de la partie centrale 310’ délimitant le chemin central 50’ de la cavité 5’ sont chacune une surface rugueuse de stabilisation. Autrement dit dans cet exemple, ces surfaces rugueuses de stabilisation sont 2 à 15 fois plus rugueuses que les autres surfaces délimitant la cavité 5’ de ce mode de réalisation, les autres surfaces étant les surfaces radiales de la cavité 5’, ainsi que les surfaces axiales du tambour 4’. Les surfaces radiales de la cavité 5’ sont la surface de chaque déflecteur (fixe ou mobile) 311’, 225’ 1, 225’ 2 formant l’interstice, celles de la partie centrale 31’ et celle du pied de chaque aube mobile 20 1 ’ , 20 2 ’.
En alternative, l’étape b) peut être réalisée par pulvérisation de l’eau sous pression sur la surface dudit substrat métallique, l’eau étant de préférence à une température supérieure à 100°C. La pulvérisation d’eau sous pression permet de diminuer quelque peu le temps de traitement, mais permet surtout d’élever la température de l’eau au-dessus des 100°C, ce qui s’est avéré favorable pour in fine mieux réduire l’adhérence de corps étrangers. En pratique, de bons résultats ont été obtenus avec une pulvérisation d’eau sous pression à une température comprise entre 120°C et 150°C.
Avantageusement, l’étape c) peut être réalisée par un trempage du substrat métallique dans une solution comprenant un acide gras dissout dans un solvant organique, de préférence pendant une durée comprise entre 1 seconde et 120 secondes, encore plus préférentiellement entre 2 secondes et 15 secondes.
Là encore, la durée très réduite de cette étape permet l’obtention d’un procédé quasi continu de traitement, donc facilement industrialisable, tout en permettant in fine une réduction suffisante d’adhérence des corps étrangers.
En alternative, particulièrement dans le cas d’un substrat métallique de grande(s) dimension(s), l’étape c) peut de préférence être réalisée par pulvérisation sur ledit substrat métallique de la solution comprenant un acide gras dissout dans un solvant organique. Une durée comprise entre 1 seconde et 120 secondes, encore plus préférentiellement entre 2 secondes et 15 secondes, peut également être préférée.
De bons résultats ont été obtenus en choisissant l’acide gras parmi le groupe comprenant l’acide laurique, l’acide myristique, l’acide palmitique et l’acide stéarique. Ces acides gras ont l’avantage d’être des matériaux peu onéreux, peu polluants et facilement disponibles.
De façon préférée, l’acide gras peut être l’acide stéarique. D’excellents résultats en termes de réduction d’adhérence de corps étrangers, en particulier de laitance de béton, ont en effet été obtenus en utilisant de l’acide stéarique, matériau qui est très peu onéreux et présente un faible impact environnemental.
Avantageusement, pour une meilleure réduction de l’adhérence des corps étrangers sur le substrat métallique, l’acide gras peut présenter dans le solvant organique une concentration supérieure ou égale à 6 g/L, de préférence comprise entre 10 g/L et 18 g/L.
De préférence, le solvant organique peut être l’heptane ou l’éthanol pour une bonne dilution de l’acide gras. L’heptane s’avère avantageux en ce qu’il permet une plus grande concentration d’acide gras dissout que l’éthanol. On peut cependant lui préférer l’éthanol qui s’avère bien moins polluant que l’heptane tout en procurant une réduction d’adhérence déjà très satisfaisante.
Pour tenter de diminuer encore l’adhérence de corps étrangers, le déposant a tenté d’inclure une ou plusieurs étapes intermédiaires entre les étapes b) et c), en particulier une étape de rinçage avec de l’eau ultra pure suivie d’une étape de séchage sous une atmosphère contrôlée d’azote. L’étape de séchage sous atmosphère contrôlée complexifie toutefois singulièrement le procédé, et ces étapes n’ont guère fait qu’allonger le procédé sans procurer une diminution supplémentaire perceptible de l’adhérence de corps étrangers. Ainsi, les étapes b) et c) peuvent avantageusement se succéder sans étape intermédiaire.
Pour tenter de diminuer encore l’adhérence de corps étrangers, le déposant a tenté, lors l’étape d), de sécher le substrat sous une atmosphère contrôlée d’azote. Un tel séchage sous atmosphère contrôlée complexifie toutefois singulièrement le procédé, sans pour autant procurer une diminution supplémentaire perceptible de l’adhérence de corps étrangers Ainsi, lors l’étape d), le substrat peut de préférence être laissé à l’air libre pour sécher, sans essuyage.
Pour tenter de diminuer encore l’adhérence de corps étrangers, le déposant a tenté d’ajouter quelques étapes aux étapes a) à d), telles que par exemple : - une étape préalable de polissage, en particulier avec un papier abrasif à grains P4000 (nomenclature FEPA) pour obtenir une rugosité Ra de 5 µm. Cette étape, très coûteuse en temps et rendant le procédé très discontinu, n’a pas diminué l’adhérence de corps étrangers de façon perceptible, - une étape préalable de lavage (mais postérieure au polissage) avec une solution d’eau distillée et d’éthanol, suivie d’un étape de séchage sous une atmosphère contrôlée d’azote. L’étape de séchage sous atmosphère contrôlée complexifie toutefois singulièrement le procédé, et ces étapes n’ont guère fait qu’allonger le procédé sans procurer une diminution perceptible de l’adhérence de corps étrangers. Ainsi, le procédé peut avantageusement être constitué des seules étapes a) à d).
Le procédé tel que décrit précédemment a été utilisé avec de très bons résultats sur un substrat métallique en aluminium ou en un alliage d’aluminium.
Selon un aspect de la présente invention, le procédé tel que décrit précédemment peut être utilisé pour la réduction de l’adhérence ultérieure du béton ou de la laitance de béton sur un substrat métallique, en particulier lorsque ledit substrat métallique est en aluminium ou en un alliage d’aluminium.
Selon un autre aspect de la présente invention, le procédé tel que décrit précédemment peut être utilisé pour la réduction de l’adhérence ultérieure de corps étrangers se déposant par fouling (qui désigne la colonisation spontanée d’un support immergé par des organismes se fixant sur ce support) sur un substrat métallique destiné à être au moins partiellement immergé, ledit substrat métallique étant de préférence en aluminium ou en un alliage d’aluminium. On peut ainsi réduire l’adhérence des corps étrangers, tels que des algues ou autres organismes aquatiques et/ou marins comme des coquillages, oursins ou étoiles de mer par exemple, sur un substrat métallique qui peut notamment consister en une coque de bateau ou en un poteau de structure portuaire (pont, quai ou ponton). Le présent procédé permet ainsi de réduire l’utilisation de peintures dites « antifouling », lesquelles contiennent des biocides très nocifs pour l’environnement.
Selon un autre aspect de la présente invention, le procédé tel que décrit précédemment peut être utilisé pour la réduction de l’adhérence du givre ou de la glace sur un substrat métallique, ledit substrat métallique étant de préférence en aluminium ou en un alliage d’aluminium.
Une telle utilisation s’avère particulièrement avantageuse dans le cadre de l’aéronautique afin de limiter l’utilisation de produits de dégivrage (glycol notamment) sur tout ou partie de la structure extérieure d’un aéronef (fuselage, ailes, ailerons, dérive, gouvernes, etc.).
Selon une réalisation, le palier est formé par au moins une plaque, notamment deux plaques, assemblable(s) de manière amovible au tour périphérique.
Selon une réalisation, le palier est un palier inférieur et la trappe comprend une portion de maintien supérieure supportant verticalement le système de déplacement.
Selon une réalisation, la portion de maintien supérieure est plaçable en configuration ouverte ou en configuration fermée.
Selon une réalisation, la configuration ouverte de la trappe comprend la portion de maintien ouverte en configuration ouverte et ladite au moins une plaque n’obturant pas l’ouverture traversante.
Selon une réalisation, le système de déplacement comprend une portion polygonale, et la portion de maintien supérieure comprend un relief d’anti-rotation complémentaire de la portion polygônale.
Selon une réalisation, la turbine, voire le système de motorisation, présentent un encombrement inférieur à la dimension transversale de l’ouverture traversante.
Selon une réalisation, la trappe est symétrique par rapport à l’axe longitudinal de la planche.
Selon une réalisation, le centre de la trappe est disposé, le long de l’axe longitudinal de la planche, entre le centre de la planche et l’extrémité avant de la planche, et la distance entre le centre de la trappe et le centre de la planche est compris entre zéro et la moitié de la distance entre le centre de la planche et l’extrémité avant, voire entre zéro et le quart de la distance entre le centre de la planche et l’extrémité avant.
Selon une réalisation, le système de liaison du système de déplacement comprend un manchon et une tige rotative par rapport au manchon, la tige étant solidaire du système de préhension et de la turbine.
Selon un autre aspect, on prévoit un système flottant comprenant les caractéristiques de la planche et de la trappe.
représente schématiquement en perspective un système flottant selon un mode de réalisation.
représente en perspective une planche et une trappe en configuration fermée du système flottant de la .
représente une vue partielle en perspective de dessus de la planche et de la trappe du système flottant de la en configuration ouverte.
représente une vue partielle en perspective de dessus de la planche et de la trappe du système flottant de la , selon une perspective différente de la , en configuration fermée.
Cette tige cylindrique de liaison 481 est introduite dans l’ouverture du support de tige latérale 44 pour former la liaison pivot-glissant d’axe 440 entre le support de tige centrale 48 et le support de tige latérale 44. c. Liaison glissière avec l’équerre de liaison 49
Le support de tige centrale 48 présente également une ouverture de section carrée destinée à recevoir une tige 492 de section carrée pour former, avec cette tige, une liaison glissière, d’axe 480, entre cette tige de section carrée 492 et le support de tige centrale 41. Dans le mode de réalisation préféré, représenté par les figures 2 à 5, cet axe 480 est parallèle à la direction de l’axe 10.
La tige de section carrée 492 fait partie de l’équerre 49, qui est destinée à relier le support de tige centrale 48 et le support de tige latérale 45. La liaison glissière entre cette équerre 49 et le support de tige centrale 48 permet avantageusement de régler la largeur du dispositif de positionnement, et plus particulièrement l’écartement entre les deux éléments d’ancrage latéraux 2 et 3, en fonction de la morphologie du patient. Cette liaison glissière peut avantageusement être verrouillée par tout moyen de blocage réversible connu de l’homme du métier, comme par exemple par une vis ou par une pièce excentrique entrainée en rotation par un levier. d. Equerre de liaison 49
L’équerre de liaison 49 est constituée de deux tiges s’étendant perpendiculairement l’une à l’autre : la tige 492 de section carrée, décrite précédemment, qui est orientée selon l’axe 480, et une tige cylindrique de liaison 491 orientée selon un axe 450 perpendiculaire à cet axe 480.