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Pour soutirer de façon réglée des suspensions qui se concentrent, par exemple la boullie cristalline' engendrée dans un appareil à cristal- liser, ou la boue qui se dépose dans un récipient de décantation, les van- nes ordinaires ne conviennent pas parce qu'elles s'obstruent rapidement.
Il est plus avantageux d'employer une soupape conique de course suffisante, car, lorsqu'on soulève le cône de soupape, les barrages de boue situés par- dessus sont détruits, de sorte que l'on peut souvent supprimer les obstruc- tions en soulevant la soupape à plusieurs reprises. On les évite encore mieux avec un mécanisme qui soulève périodiquement le cône de soupape au moyen d'une tige de poussée, et le laisse ensuite retomber sur son siège.
L'invention a pour objet une évacuation de boues réglable de ce genre, dans laquelle la tige de poussée susmentionnée traverse un joint pour sortir, vers le bas, de la conduite d'écoulement de la soupape, re- courbée latéralement, cette tige étant en outre reliée à un organe qui at- tire le cône de soupape vers le bas avec une force élastique pour l'appli- quer sur le siège annulaire de soupape.
De ce fait, on peut augmenter la vitesse de fermeture presque indéfiniment ; s'est révélé très impor- tant, parce que, chose surprenante, le nettoyage automatique et continuel de la soupape doit être atribué, moins à l'action mécanique du cône de soupape poussé vers le haut, qu'au choc de liquide qui se produit lors de la fermeture de la soupape, car celui-ci présente des pointes d'énergie très élevées, qui, moyennant un trajet d'écoulement approprié, peuvent amener un brassage très intense de la couche de boue.
L'organe mentionné, qui augmente la vitesse de fermeture parce qu'il presse le cône de soupape sur son siège avec une force élastique, peut être par exemple constitué simplement par un ressort ; étant donné que l'on utilise de préférence de l'air comprimé pour actionner périodiquement la soupape, on se servira avantageusement aussi d'un coussin d'air compri- mé pour engendrer la force élastique mentionnée.
On explique complètement l'invention, ci-après, à propos des exemples de réalisation représentés sur les dessins. Sur ceux-ci : la fig. 1 montre la coupe verticale schématique d'une forme de réalisation très simple, et la fig. 2 la coupe similaire d'une forme de réalisation perfection- née.
La fig. 3 montre, enfin, l'aménagement de la construction d'une forme de réalisation particulièrement avantageuse.
Suivant la fig. 1, un coude 2 est fixé par bride au fond conique 1 d'un récipient à boue, et entre les deux brides on a intercalé un anneau 3 qui sert de siège au cône de soupape 4. Le cône de soupape 4 est en for- me de champignon sur le dessus, et posé axialement sur la tige de poussée 5. Il s'applique sur le siège annulaire de soupape 3 par un bord très étroit, et même éventuellement vif. La tige de poussée 5 sort du coude 2 par un presse-étoupe 6, et porte, dans le bas, une tête vissée 7. Cette dernière sert à l'appui du ressort 8, et glisse sur la came, 9, qui est actionnée par un moteur 10.
Quand la came 9 tourne, le cône de soupape 4 est périodiquement soulevé par la tige de poussée 5, jusqu'à ce que la tête 7 tombe dans le gradin de cette came et que la soupape se ferme à nouveau brusquement sous les actions réunies du ressort 8 et de la colonne de liquide située au dessus de la soupape. Le processus de fermeture est accéléré, par le res- sort 8, au point qu'il se produit, dans le récipient !, un choc violent de liquide, qui provoque l'apparition brusque d'un courant dans le sens
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des flèches A; ce courant ameublit de façon efficace le dépôt indiqué par des points, au dessus du cône de soupape 4.
Sur la fig. 2, les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes chiffres de référence que sur la fig. 1. La tige de poussée 5 porte, dans le bas, un piston 11, qui coulisse dans un cylindre 12, et qui est soumis à la pression d'un ressort 8a. Le cylindre 12 est relié rigidement, par la nervure 13, au coude 2, et fermé par un couvercle 14 contre lequel s'ap- puie le ressort 8a. En-dessous du piston 11 se trouve la chambre à pres- sion alternative 15, qui est reliée alternativement à la conduite à air comprimé 17 ou à la conduite d'échappement 18, par l'intermédiaire d'une soupape commutatrice (soupape à trois voies) commandée magnétiquement, 16.
La commande de la soupape magnétique 16 est assurée par un relais 19 qui est commandé par un contacteur électronique 20. Les deux boutons moletés du contacteur permettent de régler, d'une part, la fréquence d'impulsions (nombre d'impulsions par minute), d'autre part la durée d'impulsion (durée d'ouverture de la soupape commandée, à chaque impulsion), indépendamment l'une de l'autre, et chacune dans un rapport d'environ 1;10.
A chaque impulsion, le circuit de commande de la soupape magné- tique 16 se ferme, de sorte que celle-ci relie temporairement la chambre à pression alternative 15 avec la conduite à air comprimé 17 ; le piston 11 pousse alors le cône de soupape 4 vers le haut. A la fin de l'impulsion, l'armature du relais 19 retombe, et la soupape magnétique 16 retourne à la position dessinée, de sorte que la chambre à pression alternative 15 se vide par la conduite d'échappement 18. Le corps de soupape 4 est tiré vers le bas par le ressort 8a, et on obtient le choc de liquide décrit plus haut, dans le récipient 1.
Pour permettre, le cas échéant, d'ouvrir la soupape à la main, on a disposé, dans le bas du cylindre 12, une tige filetée 21 ; celle-citraverse la douille filetée 22 et sort hors d'un presse-étoupe 23. Elle porte le volant 24, et permet de pousser le piston 11 vers le haut, par une manoeuvre effectuée à la main, quand l'air comprimé est coupé.
En outre, entre le presse-étoupe 6 et le cylindre 12, se trouve un écran 25 formé de deux demi-cônes vissés ensemble et qui est porté par la tige de poussée 5 et lié à celle-ci de façon étanche. Le liquide qui s'infiltrerait éventuellement par le presse-étoupe 6 serait dévié de côté par cet écran, et ne pourrait donc pas nuire au fonctionnement du mécanis- me 8a, 11, 12.
Pour remplacer le ressort 8a, on peut rendre hermétique le passa- ge de la tige de poussée 5 dans le couvercle 14 du cylindre, et relier la chambre supérieure 26 de ce cylindre à la conduite à air comprimé 17, par l'intermédiaire d'un détendeur. La charge constante de la chambre 26 du cylindre joue alors le rôle d'une force élastique qui attire le cône de soupape 4 vers le bas, sur son siège 3.
Si l'on donne à la tige de poussée 5,dans la chambre 26 du cy- lindre, une section égale à 20-50% environ de la section du piston, la pres- sion agit, dans la chambre 26, sur une surface de piston notablement plus petite que la pression qui règne dans la chambre à pression alternative 15 ; un système de ce genre s'appelle "piston différentiel". Son utilisa- tion permet de relier directement la chambre 26 à la conduite à air compri- mé 17, donc de supprimer le détendeur mentionné ci-dessuso Le fonction- nement de la soupape reste par ailleurs le même.
La fig. 3 montre un autre exemple de réalisation comportant un tel système de piston différentiel. Entre le fond conique 31 et le tuyau d'écoulement 32, de façon analogue à la construction décrite précédemment,
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on a fixé, entre des brides, le siège de soupape annulaire 33, qui sert de siège au corps de soupape en forme de champignon 34. Ce dernier est vissé sur la tige de poussée 35, qui sort vers le bas par le presse-étoupe 36. La tige 35 porte, dans le bas, un piston dont la partie supérieure 37 possède un diamètre plus grand et coulisse dans une partie plus large, du cylindre à gradin 39, que la partie inférieure 38.
La tige de poussée 35 sort de la tête de cylindre 40 à travers un joint 41 ; la chambre 42 sert de "chambre à pression alternative", et elle est reliée, par la conduite 43. à la soupape à trois voies 44, qui la relie, dans la position repré- sentée, à la conduite à air comprimé 45; si l'on déplace la soupape 44, elle relie la conduite 43 à l'atmosphère, et décharge ainsi la chambre à pression alternative 42.
Entre le presse-étoupe 36 et le joint 41 se trouve l'écran 46, il est fait de caoutchouc, et il est engagé avec serrage dans une rainure aulaire de la tige de poussée 350
En dessous de la partie la plus petite, 38, du piston, se trouve la chambre de cylindre 47 ; elle est reliée directement, par la tubulure 48, avec la conduite à air comprimé 45, et joue donc le rôle d'un ressort qui pousse vers le haut le piston 37, 38, aussitôt que la soupape 44 dé- charge la chambre à pression alternative 42. Si, alors, la soupape à trois voies 44 revient à la position représentée, de telle sorte que la chambre à pression alternative 42 se charge à nouveau d'air comprimé, le piston 37, 38 est à nouveau poussé vers le bas et tire brusquement le cône de sou- pape 34 en le ramenant sur son siège 33.
Avec les moyens décrits, on obtient, dans les deux sens de la course, un mouvement saccadé du cône de soupape 34; par suite, lorsque le cône de soupape 34 est poussé vers le haut, un tourbillon de liquide à ef- fet ameublissant est aussi engendré au sein de la suspension qui se trouve dans le cône 31, au dessus de la soupape.
Pour obtenir les effets hydrodynamiques visés, il suffit que le cône de soupape accomplisse de façon saccadée environ 95% de sa course; par contre, sur la toute dernière partie de la course, on peut le freiner pour.éviter des chocs durs qui' fatigueraient les organes. C'est pourquoi, comme butée molle pour limiter le mouvement ascendant du piston 37, 38, on utilise un disque de caoutchouc 49, qui vient contre la bague 50. Pour freiner le mouvement descendant, par contre, on a prévu une sorte de "frein à huile" qui marche en même temps que la circulation générale de lubri- fiant.
La récipient à huile 51 entoure la partie supérieure du cylindre 39 et est relié à celui-ci par les lumières 52 du cylindrée Immédiatement avant d'atteindre sa position la plus basse, la partie supérieure 37 du piston ferme ces lumières du cylindre ; suite, l'huile enfermée dans la chambre annulaire 53 ne peut plus s'écouler que par l'interstice très étroit 54. Sur le dernier millimètre de course du piston, le système 53, 54 joue donc le rôle d'un frein à huile, de sorte que le cône de soupape 34 se pose en souplesse sur le siège annulaire de soupape, avec un retard d'environ 0,1 seconde.
Dans ce processus, l'huile est refoulée, de la chambre annulaire.
53, dans les chambres 42, 47, par 1'interstice'étroit entre le cylindre et la partie correspondante du piston. De la chambre à pression alterna- tive 42, l'huile peut refluer à nouveau par la suite; dans la chambre 47, par contre, elle se rassemble sur le fond, de sorte que l'on doit prévoir la tubulure 48, déjà mentionnée, afin que l'huile ne s'écoule pas dans la - conduite à air comprimé 45. Le retour de cette huile rassemblée est assuré
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par une tuyère 55, qui est vissée dans l'extrémité inférieure de la tige de poussée 35, et qui est reliée à la perforation axiale 56 de celle-ci.
Cette perforation débouche, en dessous de l'écran 46, dans la chambre annu- laire 57. De là, un conduit oblique 58 retourne au récipient à huile 51.
Ce dernier est aéré par une perforation axiale de la vis de remplissage 59.
Quand la soupape est fermée, la tuyère 55 repose sur le bouchon élastique de fermeture 60, qui est enfoncé dans le fond du cylindre 39.
Le canal 56 est alors fermé, de sorte qu'il ne se produit pas de perte d'air comprimé. Mais aussitôt que le piston 37, 38, se meut vers le haut, la tuyère 55 se sépare de la fermeture 60, et la pression d'air qui règne dans la chambre 47, au dessus du niveau d'huile, élève l'huile dans la chambre annulaire 57, par la tuyère 55 et le canal 56. A chaque course de la sou- pape, un jet d'huile est donc injecté dans la chambre annulaire 57, d'où l'huile reflue vers le récipient 51 par le canal 58. En même temps, par la coopération du freinage à huile que l'on a décrit et de ce "retour d'hui- le", il se produit un graissage continu, avec circulatin, des parois du cylindre.
Pour régler l'écoulement de la boue, on fait varier le rythme de travail de la Soupape décrite. Pour un temps d'ouverture égal, en effet, le débit est approximativement proportionnel au nombre d'impulsions d'ou- verture. Il est donc recommandé d'équiper le moteur 10, sur la fig. 1, avec une transmission réglable de façon continue. Les deux boutons moletés du contacteur électronique 20 prévu sur la fig. 2 permettent même de régler la durée d'impulsion indépendamment de la fréquence d'impulsion ; le con- tacteur 20 peut aussi servir à commander la soupape à trois voies 44 dans le dispositif de la fig. 3.
Un avantage important des soupapes suivant l'invention réside dans le fait qu'elles se ferment pratiquement toujours parfaitement. En effet, si l'on adopte une force élastique de fermeture d'environ 0,5-2 kg par mm2 de surface de contact (entre cône de soupape et siège de soupape), le cône de soupape écrase, dans l'interstice de soupape, les matières molles, feu- trées ou collées, par exemple les fibres, grumeux de colle, cristaux de sel, etc, tandis que les particules dures et anguleuses, par exemple le sable et le gravier, sont repoussées de côté par les surfaces coniques.
Les soupapes suivant fig. 2 et 3 persistent dans la position fermée, même lors- que, pour une raison quelconque, l'air comprimé fait défaut ; ne peut donc jamais arriver que la soupape reste à moitié ouverte, ni tout à fait ouverte, et que le récipient se vide accidentellement.