Injecteur de fluide avec pointeau de réglage du débit. Dans la plupart des injecteurs de fluide avec pointeau de réglage du débit, le dépla cement axial du pointeau est obtenu à l'aide d'organes moteurs (servo-moteurs, mécanisme à main ou à moteur), disposés à l'extérieur du corps de l'injecteur. Dans l'une des cons tructions les plus courantes, le corps de l'in jecteur présente un coude permettant de commander les déplacements axiaux du poin teau au moyen d'une tige de commande cou lissant dans des dispositifs d'étanchéité tra versant la paroi de l'injecteur à l'endroit du coude.
Dans d'autres constructions, le poin teau est rendu solidaire de nervures radiales dites de guidage, dont deux au moins tra versent les parois de la partie cylindrique du corps de l'injecteur par des lumières munies de dispositifs d'étanchéité. L'organe moteur agit dans ce cas sur les extrémités libres des- dites ailettes pour la commande des déplace ments axiaux du pointeau.
Enfin, dans d'au tres constructions, le pointeau est guidé axia- lement par des ailettes solidaires du corps de l'injecteur, dont deux au moins sont creuses et servent de passages à des nervures de commande du pointeau sur les extrémités des quelles agit l'organe moteur.
Enfin, d'autres constructeurs ont proposé de diviser le corps de l'injecteur en deux branches et de disposer tous les organes mo teurs et de commande du pointeau entre ces branches.
Toutes ces constructions présentent plu sieurs inconvénients, dont les deux principaux sont: Des remous et perturbations dans l'écoulement du fluide traversant l'injecteur, causés soit par le coude ou la bifurcation que présentent ces injecteurs, soit par une épais seur relativement grande des ailettes néces sitée par le passage des nervures de com mande du pointeau.
b) Des difficultés de réalisation construc tive, en particulier des dispositifs d'étan chéité permettant le passage à travers la paroi de l'injecteur des organes de transmis sion reliant l'organe moteur au pointeau. Un outre, il est pratiquement impossible d'éviter la présence d'espaces morts dans les quels la circulation du fluide est plus faible et dans lesquels les impuretés s'amoncellent et peuvent entraver le bon fonctionnement du mécanisme de commande du pointeau.
La présente invention a pour objet un injecteur de fluide avec pointeau de réglage de débit coaxial et mobile axialement dans le corps de l'injecteur, dont le but est de ré duire à un minimum les perturbations dans l'écoulement du fluide à travers l'injecteur, tout en réalisant une liaison particulièrement simple du pointeau à ses organes de com mande. A cet effet, le pointeau est solidaire d'un piston annulaire coulissant dans un cy lindre annulaire constitué par une partie du corps de l'injecteur et par une partie d'un corps de guidage du pointeau.
Le dessin annexé montre, schématique ment et à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de l'injecteur.
Les fig. 1 à 3 montrent en coupe axiale trois formes d'exécution de l'injecteur.
La fig. 4 est une vue en coupe montrant de façon plus détaillée une variante d'exécu tion de l'injecteur de la fig. 1.
Selon la fig. 1, l'injecteur est constitué par un corps cylindrique 1, relié directement à une conduite d'amenée de fluide (non re présentée). L'extrémité aval 2 de ce corps est prévue en forme de tuyère dont la section de l'orifice de passage est déterminée par la position axiale d'un équipage mobile dont fait partie le pointeau 3. Ce dernier est soli daire d'ailettes radiales 4 reliées à un corps creux de révolution 5 coulissant le long de la paroi intérieure du corps cylindrique 1.
Ce corps creux 5 comporte un anneau 6 cons tituant un piston qui délimite deux chambres annulaires à volume variable 7 et 8 d'un cy lindre formé par des parties des parois du corps cylindrique 1 et du corps creux 5. La chambre aval 8 comporte un orifice 9 relié par -une conduite (non représentée) à un organe de commande (non représenté) de l'admission et de l'échappement d'un fluide sous pression. La chambre 7 présente un ori- fice d'échappement 10 s'ouvrant sur l'exté rieur. Le fluide sous pression est de préfé rence un fluide incompressible, tel que. de l'huile.
Le fonctionnement de l'injecteur est le suivant: Lorsque l'injecteur est relié à une source de fluide par la conduite d'amenée, la pres sion du fluide exerce une poussée axiale sur le pointeau, qui tend à le déplacer dans le sens d'une fermeture de l'injecteur. Si l'on ouvre les organes d'admission de fluide à la chambre aval 8, la pression augmentant dans cette dernière exerce une poussée sur le piston qui tend à déplacer le pointeau dans le sens de l'ouverture de l'injecteur.
Il est évident que la surface efficace du piston du côté de la chambre 8 ainsi que la pression maxima du fluide doivent être choisies de manière que la poussée exercée sur le piston soit plus grande que celle exercée sur le pointeau, les ailettes et le corps creux par le fluide traversant l'injecteur (abstraction faite des frottements). La position axiale du pointeau qui définit la section de passage de l'orifice de l'injecteur est déterminée, comme dans les installations de ce genre connues, par un dispositif d'asservissement connu agissant sur l'organe d'admission.
Dans une variante d'exécution de l'injec teur, la chambre aval 8 pourrait être mise sous pression constante d'une valeur telle que la poussée exercée sur le piston soit plus grande que celle exercée sur le pointeau, ses ailettes et le corps creux par le fluide tra versant l'injecteur, de manière que la pous sée résultante agissant sur le pointeau tende à le déplacer dans le sens d'une ouver ture de l'orifice de l'injecteur. La commande de la position axiale du pointeau peut alors être effectuée par la mise sous pression va riable de la chambre amont 7. A cet effet, l'orifice 10 peut être relié à une source de fluide sous pression par l'intermédiaire d'un organe de commande de l'alimentation et de la mise à l'échappement de ladite chambre 7.
La fig. 2 montre schématiquement une forme d'exécution de cette dernière variante, dans laquelle la chambre aval 8 est reliée, par un orifice 17 pratiqué dans le corps creux 5, à l'espace intérieur de l'injecteur. On pour rait aussi relier la chambre 8 au moyen d'une conduite soit à une source de fluide auxiliaire, soit à la conduite d'amenée de fluide à l'in jecteur, en un point situé en amont de ce dernier. Dans ce dernier cas, on peut prévoir un dispositif de décantation ou de filtrage du fluide, de manière à éviter l'amoncelle ment dans la chambre 8 d'impuretés dont peut être chargé le fluide traversant l'injec teur.
La surface du piston du côté de la chambre aval est prévue suffisamment grande pour que la poussée exercée sur lui soit plus grande que celle exercée sur le poin teau, ses ailettes et le corps creux. Il s'en suit que dans cette variante d'exécution, lorsque la chambre amont est mise à l'échap pement, le pointeau est amené automatique ment dans sa position d'ouverture maximum.
En manoeuvrant au moyen d'un dispositif d'asservissement connu l'organe de commande de l'admission et de l'échappement de la chambre amont, on a la possibilité de choisir et de fixer la position axiale du pointeau par rapport à la tuyère.
La forme d'exécution représentée à la fig. 3 comporte une troisième chambre annu laire 12, disposée dans la partie médiane du piston. Cette chambre présente un orifice 13 en communication avec l'extérieur. Le fonctionnement de cette forme d'exécution est semblable à celui de la forme d'exécution dé crite précédemment. Toutefois, la surface du piston dans la chambre aval est plus petite que celle qu'il présente dans la chambre amont, de sorte que la poussée provoquant l'ouverture du pointeau est relativement faible.
Il s'ensuit que la pression d'huile dans la chambre amont, nécessaire pour la commande des déplacements du piston, peut être prévue plus faible que dans le cas de la forme d'exécution représentée à la fig. 2. Cette forme d'exécution est spécialement avantageuse lorsque la pression du fluide d'alimentation de la tuyère est très grande, et qu'en conséquence la pression dans la chambre de pression variable devrait être elle-même très grande.
Il est évident qu'on pourrait également mettre la chambre 7 en permanence à l'échap pement et relier la chambre 12 à une source de fluide sous pression par l'intermédiaire d'un organe de commande de son alimenta tion et de son échappement. Dans ce cas, la surface du piston du côté de la chambre 8 doit être choisie de manière à équilibrer en partie seulement la poussée subie par le poin teau, les ailettes et le corps creux.
La fig. 4 montre schématiquement quel ques détails constructifs d'une variante d'exé cution de l'injecteur de la fig. 1, prévue spé cialement pour l'alimentation d'une turbine hydraulique à impulsion. Le pointeau est profilé d'amont en aval, afin d'offrir un mi nimum de résistance à l'écoulement de l'eau et de manière à éviter, dans toute la mesure du possible, les remous et les perturbations dans les filets du courant. Le corps creux 5 présente une paroi cylindrique renforcée dans sa partie médiane. Les ailettes sont de pré férence également profilées, afin de réduire au minimum les perturbations dans les filets du courant.
Des organes d'étanchéité annulaires 14, 15 et 16 sont prévus dans la paroi du corps de l'injecteur en amont et en aval des cham bres annulaires 7 et 8. Ces organes d'étan- . ehéité sont destinés, d'une part, à empêcher les fuites d'huile et, d'autre part, des fuites d'eau à travers le joint existant entre le corps de l'injecteur et le corps creux. La chambre amont 7 n'étant, dans cette variante d'exécution, pas alimentée en huile sous pression, il suffit de prévoir un jeu d'organes d'étanchéité 14 empêchant l'eau d'atteindre cette chambre en traversant le joint.
Un évi dement 18 est pratiqué dans la paroi de l'in jecteur en aval des organes d'étanchéité 14. Cet évidement communique par des conduits 19 avec une gorge annulaire 20 pratiquée dans la paroi intérieure d'un organe de fixa tion 21. Un conduit 22 permet l'évacuation de l'eau suintant le long du joint et rassem blée dans l'évidement 18. Sur le côté aval de 1'ôrgane moteur, par contre, il est avantageux de prévoir, comme indiqué au dessin, deux jeux d'organes d'étan chéité, l'un 15 empêchant l'huile de fuir le long du joint, et l'autre 16 empêchant l'eau de remonter le joint.
Des gorges 23 et 24, disposées entre les deux jeux d'organes d'étanchéité 15 et 16 et en liaison avec l'exté rieur par des anaux 25, 26, permettant d'évacuer, les unes 24 l'huile, - et les autres 23 l'eau suintant le long des joints.
Un organe de transmission 27, attaché au piston 6, permet de transmettre les dé placements de celui-ci, d'une part, à un indi cateur (non représenté) du degré d'ouverture de l'injecteur et, d'autre part, à des organes d'asservissement (non représentés) de la posi tion axiale du pointeau à la puissance de mandée à la turbine.
On remarque que dans l'injecteur décrit, la. réalisation constructive de la liaison entre l'organe moteur constitué par le piston cou lissant dans le cylindre et délimitant au moins une chambre à volume variable ainsi que celle de l'étanchéité est très aisée et n'offre pas de difficultés. En outre, la tuyère peut être axée sur la conduite d'amenée de fluide, de sorte que les remous et perturba tions des filets de courant peuvent être ré duits à un minimum.
On pourrait, par exemple, chercher à obtenir une valeur moins variable de la pres sion du fluide sous pression agissant sur le piston pour les diverses positions occupées par l'équipage mobile, en recourant à l'action de un ou plusieurs ressorts. Le corps creux solidaire<B>du</B> pointeau peut présenter à l'amont et à l'aval du piston des diamètres différents, la paroi intérieure de ce corps creux étant toujours profilée de manière à éviter dans la mesure du possible des pertur bations dans les filets du courant.