"Dispositif pour la création d'une haute pression de choc
d'un liquide" La présente invention concerne les dispositifs de génération de pressions de fluide et a plus précisément pour objet un dispositif pour la création d'une haute pression de choc d'un liquide.
L'invention peut être utilisée avec le plus de succès dans l'industrie minière pour la construction des ouvrages hydrotechniques, dans la construction des routes pour la destruction des roches dures sans explosions, par exemple au cours du creusement de tunnels.
Les dispositifs proposés pour la création de hautes pressions de choc de liquide peuvent aussi être utilisés pour la destruction de la glace, le nettoyage des surfaces métalliques et des surfaces des ouvrages de construction, la destruction de la maçonnerie réfractaire usée des fours métallurgiques, la destruction des vieilles fondations en béton, etc.
On connaît des dispositifs pour la création de hautes pressions de choc de liquide comportant au moins un cyclindre abritant un piston étagé. D'un côté du piston, ce cylindre possède une enceinte remplie de gaz comprimé et reliée à un réservoir
à l'aide des orifices du cylindre. De l'autre côté du piston, le cylindre a une autre enceinte, remplie d'un liquide effectuant le déplacement du piston vers l'enceinte remplie de gaz. L'enceinte
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mètre plus petit, sensiblement égal à celui de l'étage du piston orienté vers cette enceinte. Cette enceinte de plus petit diamètre sert de chambre haute pression et se remplit elle aussi de liquide pendant le mouvement du piston vers l'enceinte remplie de gaz. Elle possède au moins un orifice de sortie, muni d'un moyen pour sa fermeture périodique.
La pression dans la chambre haute pression est créée par le choc du piston contre le liquide dans cette chambre, après son accélération (lancement) préalable par le gaz comprimé.
Dans ces dispositifs connus, l'orifice de sortie de la chambre haute pression s'ouvre durant l'accélération du piston, avant l'augmentation par choc de la pression. Ainsi, lors de l'augmentation et lors de la chute de la pression dans la chambre haute pression, l'orifice de sortie est ouvert.
<EMI ID=2.1>
te en ce que, dans la chambre haute pression, l'augmentation de
la pression jusqu'à'la valeur maximale s'effectue pendant que l'orifice de sortie est ouvert. Ceci aboutit à ce que, lors de l'augmentation de la pression, le jet de liquide s'écoule de la chambre haute pression à une vitesse croissante. La vitesse de chaque partie précédente du jet est inférieure à la vitesse de sa partie suivante. Les jets se trouvant en avant et s'écoulant à une faible vitesse sont détruits par les jets suivants dont la vitesse est plus élevée, ce qui entraîne la dispersion des jets et la.perte de 30 à 50 % de l'énergie cinétique initiale du piston.
Un autre inconvénient du dispositif connu réside en ce que la pression maximale du liquide dans la chambre haute pression n'est conservée que sur une petite partie de la course du piston par rapport à la chambre haute pression. De la sorte, les caractéristiques de résistance mécanique de la chambre haute pression, calculées pour la valeur de pression maximale, ne sont pas utilisées complètement sur la plus grande partie de la course du piston. Ceci conduit à une diminution de l'énergie admissible d'éjection du liquide.
Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients indiqués.
<EMI ID=3.1>
tif pour la création d'une haute pression de choc d'un liquide, dans lequel la conception du piston et de la chambre haute pression permettraient de produire une énergie cinétique plus élevée du liquide éjecté et d'augmenter sensiblement le coefficient d'utilisation de l'énergie d'accélération (lancement) du piston, les dimensions du dispositif étant les mêmes.
Ce problème est résolu du fait que dans un dispositif
pour la création d'une haute pression de choc d'un liquide, du type comportant au moins un cylindre abritant un piston étage doté d'une commande pour son lancement (accélération) et dont l'étage de plus petit diamètre se trouve, au cours du déplacement du piston pour la création de la haute pression de choc, dans une chambre haute pression communiquant avec une source de liquide et ayant un orifice pour l'éjection du liquide, suivant l'invention l'étage de plus petit diamètre du piston comprend une tige avec
Y
<EMI ID=4.1>
gissement, tandis que la chambre haute pression possède un secteur rétréci suivi d'un secteur élargi conduisant à un orifice
-pour l'éjection du liquide, le secteur rétréci étant disposé de sorte qu'il soit masqué par l'élargissement de la tige au début du déplacement du piston pour la fermeture de la partie du liquide située dans la chambre haute pression, entre ledit secteur rétréci et l'étage de plus petit diamètre du piston, lors de la création de la haute pression de cette partie de liquide, tandis que lors du mouvement subséquent du piston, la tige et lesdits secteurs rétréci et élargi forment un canal avec une section transversale annulaire mettant en communication la chambre haute pression avec l'orifice pour l'éjection du liquide.
,Grâce à cette réalisation constructive, on a exclu l'écoulement du liquide depuis la chambre haute pression pendant la
<EMI ID=5.1>
prend une forme tubulaire, ce qui assure, à son tour, la possibilité d'obtenir une énergie plus grande d'action du liquide sur .les roches à détruire, les pertes d'énergie, d'accélération du piston étant les mêmes en comparaison des dispositifs connus.
Il est rationnel que ledit canal à section transversale annulaire ait une aire de section transversale se modifiant le long du canal en conformité avec la relation suivante :
<EMI ID=6.1>
où :
x est la coordonnée courante actuelle du point où la surface de
la tige se transforme en élargissement de son extrémité libre, pendant le déplacement de la tige le long de l'axe géométrique longitudinal de la chambre haute pression. Cette coordonnée est égale à zéro au moment où l'ouverture de la chambre haute pression s'achève
<EMI ID=7.1>
pondant- à la coordonnée courante actuelle x ;
<EMI ID=8.1>
<EMI ID=9.1> Ceci permet de maintenir la pression du liquide dans la chambre haute pression égale approximativement à une valeur constante sur toute la course du piston par rapport à la chambre haute pression, ce qui assure, à son tour, un accroissement sensible de l'énergie admissible du liquide éjecté, sans augmentation du volume de la chambre haute pression.
Le dispositif pour la création d'une haute pression de choc d'un liquide, exécuté suivant la présente invention, permet de produire, en comparaison des dispositifs connus, une énergie sensiblement supérieure du jet de liquide éjecté et d'augmenter sensiblement le coefficient d'utilisation de l'énergie d'accélération du piston, les dimensions du dispositif étant les.-mêmes. ;
En plus, au cours de l'exploitation du dispositif, la consommation d'énergie par unité de roche détruite est réduite, ce qui signifie que le rendement croit sensiblement pour des caractéristiques techniques identiques.
L'efficacité de la destruction de la roche par les jets de liquide sortant du dispositif exécuté suivant la présente invention s'accroît grâce à la forme tubulaire du jet, car ceci augmente, en premier lieu, le nombre de chocs du jet avec les défectuosités, par exemple, les fissurations sur la surface de la roche, et permet, en second lieu, de créer un jet secondaire grâce à l'écoulement du liquide suivant la surface de la roche, depuis la surface annulaire de contact du jet initial et de la roche, vers le centre du jet. La présence d'un espace intérieur dans le jet tubulaire au cas où le canal de sortie est exécuté convergent, permet d'imprimer aux particules de liquide une composante de vitesse dirigée vers l'axe du jet, c'est-à-dire de réduire la tendance du jet à la dispersion et d'augmenter la densité du jet de liquide.
On donne ci-après là description d'exemples-concrets mais non limitatifs de réalisation du dispositif suivant la présente invention, avec références aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure l montre schématiquement une vue en coupe longitudinale du dispositif proposé pour la création de hautes pressions de choc de liquide, exécuté selon la variante où l'aire minimale de la section transversale du-canal annulaire S est réglée par modification du dia- <EMI ID=10.1> - la figure 2 représente une variante du dispositif de l'invention, dans laquelle l'aire minimale de la section <EMI ID=11.1>
fication du diamètre de la tige du piston ;
- la figure 3 représente les courbes de variation de la pression du liquide dans la chambre haute pression en fonction du chemin parcouru par le piston, imprimée à l'aide de la coordonnée x.
Le dispositif pour la création d'une haute pression de choc d'un liquide comporte un cylindre 1 (figure 1). Le cylindre
1 renferme un piston 2 à deux étages, ayant un étage 3 de plus petit diamètre et un étage 4 de plus grand diamètre. Du côté de l'étage 3 de plus petit diamètre du piston 2, est rigidement fixée au cylindre 1 une douille 5 dont est solidaire un embout (ajutage)
6. Les axes géométriques de l'embout 6 et de la douille 5 coïncident avec l'axe longitudinal 0-0 du cylindre 1.
L'enceinté délimitée par l'étage 3 de plus petit diamètre du piston 2, et par les surfaces intérieures de la douille 5 et de l'embout 6, forme une chambre haute pression 7.
Dans l'embout 6, suivant l'axe 0-0, on a pratiqué un orifice 8 reliant la chambre haute pression 7 à l'atmosphère.
Du côté de l'étage 4 de plus grand diamètre du piston 2, dans le cylindre 1, il y a une chambre basse pression 9, reliée à un réservoir 11 par un orifice 10 pratiqué dans la paroi du cylindre 1. Le réservoir 11 est formé par une virole cylindrique 12 emmanchée sur la surface..extérieure du cylindre 1 et fixée rigidement à celui-ci. La chambre basse pression 9 et le réservoir 11 sont remplis de gaz comprimé, destiné à l'accumulation de l'énergie lors du déplacement forcé du piston 2 vers la chambre basse pression 9 et à l'accélération (au lancement) du piston 2 vers la chambre haute pression 7.
Dans l'étage 4 du piston 2 on a ménagé un canal coudé 13 reliant la chambre basse pression 9 au réservoir 11 lorsque le piston 2 s'approche de sa position extrême droite (suivant le dessin). Dans le canal 13 est monté un clapet de retenue 14 permettant au gaz comprimé de s'écouler seulement de la chambre 9 au réservoir il. Dans le clapet 14 on a prévu un gicleur 15 laissant passer le gaz, en quantité insignifiante, du réservoir 11 à la
- chambre 9 lorsque le piston commence à se déplacer à gauche à partir de sa position extrême droite (suivant le dessin). Ceci assure un certain retard (réglable par la section de passage du gicleur
15) du piston 2 dans sa position extrême droite (suivant le dessin) avant son accélération. La chambre haute pression 7 communique
avec une source de liquide (non représentée) lors de la sortie de l'étage 3 du piston 2 de la chambre haute pression 7. La mise en communication de la chambre 7 avec la source de liquide se fait
par l'intermédiaire d'une enceinte 16 et d'un canal 17 pratiqué dans le corps de la-douille 5. L'enceinte 16 est formée par la face arrière de la douille 5, par la surface intérieure du cylindre 1
et par la face avant de l'étage 4 du piston 2. Au cours du mouvement du piston 2 à droite (suivant le dessin), l'enceinte 16 s'accroît au fur et à mesure de son remplissage en liquide.
A proximité de la douille 5, dans la paroi latérale du cylindre 1, sont pratiqués des trous 18 disposés régulièrement suivant une circonférence. La surface totale des sections transversales de tous les trous 18 est de préférence égale ou quelque peu supérieure à celle de la section transversale de l'étage 4 du piston 2, ce qui permet de diminuer la résistance hydraulique à l'éjection à l'atmosphère du liquide depuis l'enceinte 16 à travers les trous 18.
Une douille cylindrique 19 engagée sur la surface extérieure du cylindre 1 peut être déplacée en va-et-vient. La douille cylindrique 19 sert à masquer les trous 18 lors du déplacement forcé du piston 2 vers la chambre basse pression 9 et à ouvrir
les trous 18 pour l'accélération du piston 2 par le gaz vers la douille 5.
Il est prévu un moyen (non représenté) assurant le déplacement de la douille 19 sur la surface latérale du cylindre 1/qui pouvant être exécuté selon n'importe quelle construction connue.
Du côté du piston 2, sur la face droite (d'après le dessin) de la douille 5, il y a une saillie circulaire 20 dont le diamètre de la surface intérieure augmente vers son extrémité.
Ceci est fait pour faciliter la pénétration de l'étage 3 du piston
2 dans la chambre haute pression 7. Dans la saillie 20 sont pràti- ' qués des orifices 21 pour la sortie libre du liquide de la chambre
7 vers l'enceinte 16 et pour son évacuation ultérieure à travers 'les trous 18 lorsque l'étage 3 du piston 2 passe à gauche (suivant le dessin) le long de la saillie 20.
Dans la face gauche (suivant le dessin) de l'étage 4 du piston 2 est exécuté un évidement annulaire 22, où s'engage la saillie 20 lors du mouvement.du piston 2 à gauche (selon le dessin).
Sur la surface intérieure de l'embout 6, dans sa partie située à proximité de la douille 5, est exécuté un secteur rétréci
23 suivi d'un secteur élargi 24 allant en se rétrécissant vers l'orifice de sortie 8. A l'étage 3 du piston 2 est fixée rigidement une tige 25, l'extrémité libre 26 de laquelle passe par le secteur rétréci 23 et par le secteur élargi 24 de l'embout 6 durant le déplacement du piston 2 à gauche (selon le dessin ).
Sur l'extrémité libre 26 de la tige 25 (qui, dans la variante de réalisation considérée, a une section transversale constante sur toute la longueur) est exécuté un élargissement désigné par
le même chiffre de référence 26. Le diamètre de l'élargissement 26 est approximativement égal à celui du rétrécissement 23. De ce fait, le secteur rétréci 23 de l'embout 6 peut être obturé par l'élargissement 26 de la tige 25 lors du mouvement du piston 2,
de manière à emprisonner une partie du liquide se trouvant dans la chambre haute pression 7, entre le secteur rétréci 23 et l'étage 3 du piston 2 au cours de la création de la haute pression de cette partie de liquide.
L'élargissement 26 de la tige 25 se trouve à une telle distance de la face de l'étage 3 du piston 2, que les orifices 21 de la saillie 20 et le rétrécissement 23 de l'embout 6 soient fermés simultanément au cours du mouvement du piston 2.
Lors du mouvement subséquent du piston 2, vers la gauche,
il se forme, entre la tige 25 et les secteurs rétréci 23 et élargi 24 de la chambre haute pression 7, un canal 27 de section transversale annulaire mettant en communication la chambre haute pression 7, avec l'orifice de sortie 8 pour l'éjection du liquide sous forme d ' un jet tubulaire 27a. Le canal-27 à proximité de l'orifice 8 est convergent.
La surface intérieure de l'élargissement 24 et l'élargissement 26 de la tige 25 sont profilés de sorte que la surface de la section transversale du canal 27 se.modifie suivant la longueur
de ce canal , d'après la relation suivante :
<EMI ID=12.1>
boa un
où :
x est la coordonnée du point où la surface de la tige 25 se
transforme en son élargissement 26, suivant l'axe géométrique longitudinal 0-0 de la chambre haute pression 7, qui est égale à zéro au moment de l'achèvement de l'ouverture de la chambre haute pression 7 ;
<EMI ID=13.1>
27 de section transversale annulaire, correspondant à la coordonnée courante (actuelle) mesurée suivant l'axe 0-0 ;
<EMI ID=14.1>
27 de section transversale annulaire, correspondant à la coordonnée x = 0, mesurée suivant l'axe 0-0 ;
a une valeur, constante pour le dispositif considéré, égale au
chemin parcouru par la tige 25 avec le piston 2 en mouvement
<EMI ID=15.1>
Dans cette variante de réalisation du dispositif, le diamètre de la tige 25, dans sa partie située entre l'élargissement
26 et l'étage 3 du piston 2, est constant. La transition entre ce diamètre de la tige 25 et l'élargissement 26 est progressif. La valeur de ce diamètre est choisie de sorte que la surface de la section transversale du canal annulaire 27 entre-le rétrécissement
23 et la tige 25 dépasse de plusieurs fois la surface S .
Grâce à ce choix du diamètre de la tige 25, la résistance hydraulique du canal 27 de section transversale annulaire est di-
<EMI ID=16.1>
sion dans la chambre haute pression 7 en fonction du temps est augmentée.
Sur la face de l'embout 6, à proximité de l'orifice 8, on
a fixé rigidement une plaque 28 avec une rainure 29 taillée perpendiculairement à l'axe 0-0 du cylindre 1, et avec un orifice 30 réalisé suivant l'axe 0-0 du dispositif. Un tiroir 31 placé dans
la rainure 29 peut se déplacer en mouvement rectiligne alternatif. Le tiroir 31 sert à masquer l'orifice 8 lors du déplacement forcé
du piston 2 vers la chambre basse pression 9 et à ouvrir l'orifice 8 avant le commencement de l'accélération du piston 2 vers la chambre haute pression 7. Un moyen (non représenté) est prévu pour le déplacement du tiroir 31 dans la rainure 29 en synchronisme
avec le déplacement de la douille 19 sur la surface latérale du cylindre 1. Ce moyen peut être d'une construction appropriée quelconque.
Au fond 32 du cylindre 1 est fixé rigidement un capteur
33 avec une cheville de commande 34. Le capteur 33, qui peut être exécuté selon n'importe quelle construction connue appropriée, sert à envoyer des signaux aux moyens (non représentés) pour le déplacement de la douille 19 dans le sens d'ouverture des trous
18 et pour le déplacement du tiroir 31 pour l'ouverture de l'orifice 8 lors de l'action du piston 2 sur la cheville de commande 34 au cours du mouvement à droite (selon le dessin).
Le piston 2 est muni d'un joint élastique 35 pour l'hermétisation du gaz comprimé, ainsi que d'un joint métallique 36 servant à diminuer les fuites de gaz comprimé entre la chambre basse pression 9 et le réservoir 11 lorsque le piston 2 se trouve en position extrême droite (d'après le dessin).
Sur la surface latérale de l'étage 3 de plus petit diamètre du piston 2, on a réalisé des gorges circulaires 37 faisant fonction de joint labyrinthe destiné à réduire les fuites de liquide sous haute pression de la chambre 7 vers l'enceinte 22. Une bague d'étanchéité 38 est introduite à force dans la face de la douille 5, du côté du cylindre 1. Pendant la fermeture des trous
18 par �a douille 19, la saillie circulaire 79 vient buter contre cette bague d'étanchéité. La douille 19 est étanchéifiée par rapport à la surface extérieure du cylindre 1 à l'aide d'un joint élastique 40.
Il est possible d'appliquer une autre variante de réalisation du dispositif proposé (montré en figure 2) pour la création d'une haute pression de choc d'un liquide. Selon cette variante, sur la surface intérieure de l'embout 6, dans sa partie disposée
à proximité de la douille 5, est ménagé un secteur rétréci 41 suivi d'un secteur élargi 42.
A l'étage 3 du piston 2 on a fixé rigidement une tige 43 qui, dans la variante décrite, a une section transversale variable suivant toute sa longueur. L'extrémité libre 44 de la tige 43 traverse le secteur rétréci 41 et le secteur élargi 42 de l'embout 6. Sur l'extrémité libre 44 de la tige 43 on a réalisé un élargissement désigné par le même chiffre de référence 44. Le diamètre de l'élargissement 44 est approximativement égal à celui du rétrécis-sement 41. De ce fait, le secteur rétréci 41 de l'embout 6 peut être fermé par l'élargissement 44 de la tige 43 au cours du mouvement du piston 2,'pour l'emprisonnement d'une partie de liquide se trouvant dans la chambre haute pression 7 entre le secteur rétréci 41 et l'étage 3 du piston 2, pendant la création d'une haute pression de cette partie du liquide.
L'élargissement 44 de la tige
43 se trouve à une telle distance de la face de l'étage 3 du piston 2 que les orifices 21 de la saillie 20 et le rétrécissement
41 de l'embout 6 se ferment simultanément en cours de mouvement du piston 2.
Le piston 2 continuant de se déplacer à gauche (suivant le dessin), il se forme entre la tige 43 et les secteurs rétréci
41 et élargi 42 de la chambre haute pression 7 un canal 45 de section transversale annulaire mettant en communication la chambre haute pression 7 avec l'orifice de sortie 8, pour l'éjection du liquide sous forme d'un jet tubulaire 45 a. La surface extérieure de la tige 43 et le rétrécissement 41 sont profilés de telle sorte que la surface de section transversale du canal 45 se modifie suivant la longueur de ce canal, d'après la relation suivante :
<EMI ID=17.1>
où :
x est la coordonnée du point où la surface de la tige 43 se
transforme en élargissement de son extrémité libre, suivant l'axe géométrique longitudinal 0-0 de la chambre haute pression 7, qui est égale à zéro au moment où l'ouverture de la chambre haute pression 7 s'achève ;
<EMI ID=18.1>
de section transversale annulaire, correspondant à la coordonnée x mesurée sur l'axe 0-0 ;
<EMI ID=19.1>
45 de section transversale annulaire, correspondant à la coor-
<EMI ID=20.1>
<EMI ID=21.1>
au chemin parcouru par la tige 43 conjointement avec le pis-
<EMI ID=22.1>
<EMI ID=23.1>
Sur le secteur entre le rétrécissement 41 et l'orifice
de sortie 8, le diamètre de l'élargissement 42 est réalisé constant sur le chemin de déplacement relatif de l'élargissement 44 de la tige 43, et ensuite, à proximité de l'orifice 8, il devient convergent, comme dans la variante de.réalisation précédente. La transition du rétrécissement 41 à l'élargissement 42 s'effectue progressivement. La valeur du diamètre de l'élargissement 42 est choisie de manière que la surface de section transversale du canal annulaire 45 entre l'élargissement 44 de la tige 43 et l'élargissement 42 de la chambre haute pression 7 dépasse de plusieurs fois la surface S . Grâce à ce choix du diamètre de l'élargissement 42,
<EMI ID=24.1>
la chambre 7 en fonction du temps augmente.
On peut, tout en restant dans le cadre de l'invention, employer tout autre genre de moyen de commande pour l'accélération du piston, par exemple : explosion, mélange gazeux chaud dans la chambre 9, forces magnétiques, etc.
Le dispositif proposé pour la création d'une haute pression de choc d'un liquide, exécuté en conformité avec la figure
1, fonctionne de la manière exposée ci-après.
Dans la position initiale, le piston 2 est appliqué par
le gaz contre la face 5a de la douille 5, les trous 18 et l'orifice 8 sont ouverts. La face 2a du piston 2 ferme alors la sortie du canal 17 vers l'enceinte 16. La fermeture n'est pas complète,
grâce à la présence de rainures de drainage (non représentées). Quand la source de liquide (non représentée) est mise en action,
le liquide est refoulé dans le canal 17.
L'augmentation de la pression dans le canal 17 est utilisée par le système de commande (non représenté) pour la mise en action des moyens (non représentés) de déplacement de la douille
19 vers le joint 38, grâce à quoi les trous 18 se ferment et le tiroir 31 se déplace dans le sens de fermeture de l'orifice 8. j Après la fermeture des trous 18 et de l'orifice 8, la pression du liquide dans l'enceinte 16 croît jusqu'à une valeur à laquelle l'effort exercé par le liquide est capable de réaliser le déplace- ment forcé du piston 2 vers la chambre 9 remplie de gaz. En se comprimant le gaz accumule de l'énergie. Partiellement, le gaz s'écoule à travers les orifices 10 de.la chambre 9 au réservoir il.
<EMI ID=25.1>
Lors du mouvement du piston 2 à droite (selon le dessin), au moment où la face du piston 3 passe devant les orifices 21, le liquide amené du canal 17 à travers l'enceinte 16 et les orifices
21 remplit la chambre 7.
Lors du mouvement du piston 2 à droite (selon le dessin), il arrive un moment où le piston 2 masque l'orifice 10 et isole la partie de la chambre 9 se trouvant entre le piston 2 et le fond 32. Dès ce moment, le gaz s'écoule de la chambre.9 dans le réservoir 11 à travers le clapet de retenue 14.
<EMI ID=26.1>
ton 2 agit sur la cheville de commande 34 du capteur 33, et le capteur fournit aux moyens (non représentés) de déplacement de la douille 19 et du tiroir 31 un signal d'ouverture des trous 18 et
<EMI ID=27.1>
leur ouverture complète, la pression du liquide dans l'enceinte
16 tombe grâce à son expansion. Dès lors le piston 2 ne subit que l'action du gaz comprimé se trouvant entre le fond 32 du cylindre
1 et la face du piston 2. Mais la vitesse de déplacement du piston
2 sous l'action du gaz est limitée, car le débit de gaz dans l'enceinte entre le fond 32 et la face du piston 2 est limité par
la bague d'étanchéité 36 et par le gicleur 15, et les orifices 10 sont masqués par le piston 2.
Le temps de déplacement du piston 2 à faible vitesse de- puis le fond 32 jusqu'au moment où le piston 2 commence à ouvrir les orifices 10 constitue le retard du piston avant son accélération. Ce temps est réglé par la section de passage du gicleur 15
et est choisi suffisant pour l'ouverture complète des trous 18
par la douille 19 et pour l'ouverture complète de l'orifice 8 par
le tiroir 31.
Dès le début de l'ouverture des orifices 10, le débit du
<EMI ID=28.1>
intense. Alors commence l'accélération brusque du piston vers la chambre haute pression 7. Le liquide est éjecté de l'enceinte 16
à l'atmosphère à travers les trous 18. Lors de son déplacement, le piston 2 masque par son étage 3 les orifices 21 de la saillie
20, alors que l'élargissement 26 de la tige 25 obture le rétrécissement 23 de l'embout 6 en emprisonnant la partie de liquide se
<EMI ID=29.1>
Lors du mouvement subséquent du piston 2 il se produit une augmentation par choc de .la pression de la partie emprisonnée du liquide se trouvant dans la chambre haute pression 7 entre le secteur rétréci 23 et l'étage 3 du piston 2.
Le piston 2 continuant de se déplacer, il se forme entre la tige 25 et les secteurs rétréci 23 et élargi 24 de la chambre haute pression 7 un canal 27 de section transversale annulaire mettant en communication la chambre haute pression 7 avec l'orifice 8 pour l'éjection du liquide.
La section transversale annulaire du canal 27 entre l'élargissement 26 de la tige 25 et l'élargissement 24 de la chambre haute pression 7 est minimale suivant la longueur du canal 27 et forme un jet tubulaire 27a dirigé vers l'orifice 8.
La loi suivant laquelle se modifie la pression dans la chambre haute pression 7 est déterminée par le profil de la surface intérieure de l'élargissement 24. Le profilage de la surface intérieure de l'élargissement 24 conformément à la relation mathé-
<EMI ID=30.1>
les conditions d'une pression constante dans la chambre haute pression 7 et, par conséquent, à une vitesse presque constante.
Dans la première variante de réalisation du dispositif, représentée sur .la figure 1, la différence entre la surface de l'orifice de l'embout 6 à l'endroit du rétrécissement 23, et la surface de la section transversale courante de la tige 25 passant par ce rétrécissement, est, pendant toute la durée de son déplacement, considérablement supérieure, en tout point de la longueur
du canal 27, à la différence entre la surface de l'orifice de l'embout 6 et la surface maximale de section transversale de l'élargissement 26 de la tige 25. C'est pourquoi la pression du liquide dans le canal 27 reste proche de la pression maximale et, de ce
fait, le liquide s'écoule sous pression qui, elle aussi, est voi- sine de la pression maximale. A gauche sur la figure 1, le liquide s'écoule à partir de l'élargissement 26 de la tige 25, sous forme d'un jet creux 27a, et à droite, le canal est rempli complètement
de liquide.
Selon l'autre variante de réalisation, montrée sur la fi- gure 2, la différence, à tout moment, entre d'une part la surface de l'embout 6 à l'endroit du rétrécissement:41 et d'autre part la
t surface de section transversale de la tige 43 est inférieure à la différence entre la surface de la section de l'orifice de l'embout 6 et la surface maximale de la section transversale de l'élar gissement 44, dans une section quelconque suivant la longueur du canal 45. C'est pourquoi la pression du liquide dans le canal 45 est inférieure à la pression dans la chambre 7, tandis que l'écoulement du liquide sous forme d'un jet creux 45a commence dans la section de rétrécissement 41 maximal de l'embout 6. De ce fait, le canal 45 n'est pas rempli complètement de liquide. A gauche sur la figure 2, le jet creux 45a se déplace à partir du rétrécissement
41 dans le canal 45 suivant la surface de la tige 43, et à l'endroit de l'élargissement 44 de la tige 43, il passe sur la paroi de l'embout 6 et se déplace le long de celui-ci jusqu'à la sortie du dispositif.
Comme il ressort de la description du dispositif réalisé suivant la présente invention, l'augmentation de la pression dans la chambre 7' se fait sans écoulement du liquide, qui s'effectue ensuite sous une pression presque constante. Ainsi, on a réussi
à augmenter sensiblement le coefficient d'utilisation de l'énergie d'accélération du piston, car on n'a plus besoin de dépenser de l'énergie pour l'éjection de jets de faible vitesse, et on obtient une augmentation notable de l'énergie admissible du liquide éjecté, puisque sur tout le chemin de déplacement du piston 2 par rapport à la chambre haute pression 7, le liquide est éjecté à une vitesse maximale presque constante.
La figure 3 montre la variation de la pression du liquide dans la chambre haute pression 7 (axe des ordonnées) en fonction du déplacement du piston 2 (axe des abscisses). La courbe A correspond à la modification de la pression dans le dispositif exécuté suivant la présente invention. La courbe B correspond à la modification de la pression dans le dispositif connu.
Comme on le voit, la courbe B correspond à la valeur maximale possible de l'énergie, qui est proportionnelle à la valeur
<EMI ID=31.1>
<EMI ID=32.1>
L'examen des courbes montre que l'application de la présente invention permet de réaliser une toute autre loi de variation de la fonction P = f (x) par modification du profil de la surface intérieure de l'élargissement 24 de la chambre haute pression 7.
Lors du mouvement ultérieur du piston 2, lorsque la va-
<EMI ID=33.1>
conséquent, la vitesse du piston 2 tend elle aussi vers zéro.
<EMI ID=34.1>
pas être nulle étant donné-le jeu (non représenté) ménagé au cours de la fabrication du dispositif, le piston 2 commence, en fin de compte, à se déplacer à une faible vitesse uniforme, en expulsant le liquide de la chambre haute pression 7 à travers le jeu annulaire entre l'élargissement 26 de la tige 25 et l'élargissement
24 de la chambre 7.
A la fin de la course du piston 2, sa face 2a vient buter contre la face 5a de la bague 5, ferme l'accès à l'enceinte 16 depuis le canal 17, et le processus se répète automatiquement.
Le fonctionnement du dispositif de la figure 2 est similaire, avec la seule différence que la loi régissant la variation de la pression dans la chambre haute pression est déterminée ici par le profilage de la tige 43 conformément à la même relation mathématique.
Dans les deux variantes de réalisation de l'invention en conformité avec les figures 1 et 2, l'élargissement 24 (figure 1) et l'élargissement 42 (figure 2) à proximité de l'orifice de sortie 8 ont une forme convergente, ce qui communique aux particules du liquide des jets creux 27a et 45a une composante de vitesse dirigée vers l'axe des jets. Ceci contribue à augmenter la résistance des jets à la dispersion.
Un modèle du dispositif proposé pour la création d'une haute pression de choc d'un liquide a subi des essais divers, dont les résultats ont confirmé la grande efficacité du dispositif.
Bien, entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent.
<EMI ID=35.1>
REVENDICATIONS
1. Dispositif pour la création d'une haute pression de
<EMI ID=36.1>
nant un piston étage muni d'une commande pour son accélération
(lancement) et dont l'étage de plus petit diamètre se trouve, au cours du déplacement du piston pour la création de la haute pres- sion de choc, dans une chambre haute pression communiquant avec
une source de liquide et ayant un orifice pour l'éjection du liquide, caractérisé en ce que l'étage de plus petit diamètre du piston comprend une tige comportant une extrémité libre au voisinage de laquelle ladite tige comporte un élargissement, et en ce que la chambre haute pression comporte une zone rétrécie suivie d'une
zone élargie conduisant à un orifice pour l'éjection du liquide
de ladite chambre, ladite zone rétrécie étant disposée de manière qu'au début du déplacement du piston elle soit obturée par l'élar- gissement de la tige afin d'emprisonner, entre ladite zone rétré- cie et l'étage du plus petit diamètre du piston, la partie du liquide se trouvant dans la chambre haute pression, en créant ainsi une haute pression de cette partie du liquide, et que lors du déplacement.subséquent du piston il se forme entre ladite tige et lesdites zones rétrécie et élargie de la chambre haute pression un canal de section transversale annulaire mettant en communication
la chambre haute pression avec l'orifice d'éjection du liquide.