CH241991A - Adjustable flow fluid injector. - Google Patents

Adjustable flow fluid injector.

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CH241991A
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CH
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nozzle
injector
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fluid
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Inventor
Bovet George
Sa Ateliers Des Charmilles
Original Assignee
Bovet George
Charmilles Sa Ateliers
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00Controlling
    • F03B15/02Controlling by varying liquid flow
    • F03B15/20Controlling by varying liquid flow specially adapted for turbines with jets of high-velocity liquid impinging on bladed or like rotors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description

  

  Injecteur de     fluide    à débit réglable.    Les injecteurs de fluide à débit réglable  utilisés, par exemple, dans les turbines hy  drauliques à impulsion, comportent générale  ment une tuyère dont la position est     fige     dans l'espace, munie d'un pointeau à position  réglable. D'une manière générale, le poin  teau est monté à l'extrémité d'une tige placée  dans l'axe de l'injecteur. Cette tige est  actionnée par un organe moteur constitué soit  par un servomoteur mû par un fluide sous  pression, soit par un dispositif mécanique mû  à la main ou par un moteur électrique.  



  L'organe moteur est généralement, pour  des raisons d'accessibilité, situé à l'extérieur  de l'injecteur, en sorte que l'organe de liaison  reliant ledit moteur au     pointeau    mobile situé  à l'intérieur de l'injecteur doit obligatoire  ment traverser la paroi de l'injecteur.  



  Selon la     construction    la plus courante,  l'injecteur présente un coude et l'organe mo  teur est placé dans l'axe même du pointeau.  Dans ce cas, la liaison mécanique entre organe  moteur et pointeau est constituée par une tige       rigide        coulissant    dans un dispositif d'étan-         chéité    qui traverse la paroi de l'injecteur à  l'endroit de son coude.  



  Ce coude que cette construction implique  est cependant le siège de remous et la cause  d'une     dissymétrie    dans l'écoulement des  filets liquides qui peuvent nuire à la qualité  du jet et donc au rendement de la turbine.  



  On a cherché à atténuer les effets pertur  bateurs causés par ce coude en donnant à ce  dernier un grand rayon de courbure et en  l'éloignant autant que possible de la tuyère.  



  On a aussi cherché à supprimer les     incon-          vénients    inhérents au coude en prévoyant un  injecteur à axe     rectiligne    dont la conduite  d'amenée d'eau se bifurque en deux branches  symétriques qui se rejoignent à nouveau en  amont de la tuyère, de manière à permettre  de disposer l'organe moteur dans l'anse ou  espace ménagé entre les deux branches de la  conduite et d'axer celui-ci sur le pointeau  auquel     il    est relié par     une    tige rigide, comme  dans les constructions comportant     un    injec  teur coudé.

   L'amélioration de l'écoulement  obtenue grâce à cette construction n'est tou-           tefois    pas complète, puisque les filets d'eau  sont tout de même déviés de l'axe de la  tuyère.  



  On a enfin cherché à éviter complètement  la déviation des filets liquides en prévoyant  des injecteurs rectilignes (donc sans coudes  ni bifurcations), dans lesquels le     pointeau     mobile est rendu solidaire d'un élément tubu  laire, ayant approximativement le même dia  mètre intérieur que l'injecteur sur lequel il  est centré, au moyen d'un jeu d'ailettes ra  diales, dites de guidage. L'organe moteur est  dans ce cas relié à deux points extérieurs de  l'élément     tubulaire.     



  Dans une variante de cette construction, le       pointeau    coulisse dans un corps tubulaire  rendu solidaire de l'injecteur par des ailettes,  et il est     actionné    au moyen d'une traverse  diamétrale disposée à l'intérieur d'un évide  ment prévu à cet effet dans deux ailettes de  guidage diamétralement opposées. L'organe       moteur    est alors relié aux     extrémités    de la  traverse.  



  Les constructions décrites en dernier lieu  sont, du point de vue hydraulique, les plus  favorables. En effet, les filets liquides ne       subissant    aucune déviation notable dans l'in  jecteur avant d'atteindre la tuyère, l'écoule  ment s'effectue sans remous ni perturba  tions. Toutefois, ces constructions, comme  toutes celles décrites ci-dessus, sont d'une       réalisation    relativement compliquée, par le  fait que l'on cherche à commander un organe  mobile situé à l'intérieur de l'injecteur par  un organe moteur situé à l'extérieur de l'in  jecteur.  



  La présente     invention    a pour objet un  injecteur de fluide à débit réglable compor  tant un pointeau et une tuyère, et dans lequel  les défauts et complications constructives  auxquels il est fait allusion ci-dessus sont  évités par le fait que le pointeau est fixe,  tandis que la     tuyère    est mobile     axialement,     de manière à permettre le réglage du débit de  l'injecteur par la commande des déplacements  de cette tuyère.  



  Le- dessin annexé montre, schématique-    ment et à titre d'exemples, quelques formes  d'exécution de l'injecteur à débit réglable.  



  La     fig.    1 est une vue en coupe axiale  d'une première forme d'exécution.  



  La     fig.    2 est une vue en coupe- axiale  d'une seconde forme d'exécution.  



  La     fig.    3 est une vue en coupe axiale  d'une troisième forme d'exécution.  



  La     fig.    4 est une vue en coupe axiale  d'une quatrième forme d'exécution.  



  La     fig.    5 est une vue en coupe axiale plus  détaillée d'une variante d'exécution selon la       fig.    3.  



  Dans la forme d'exécution représentée à  la     fig.    1, l'injecteur comprend un élément  tubulaire rectiligne fixe 1 et un pointeau 2  rendu solidaire de l'élément     tubulaire        fixe    1  au moyen d'ailettes de guidage radiales 3.  La tuyère mobile 4 coulisse par sa     partie     postérieure cylindrique sur l'extrémité anté  rieure ou aval de l'élément tubulaire     fixe    1.  Les déplacements axiaux de cette tuyère sont  commandés par un organe moteur,     constitué     par des servomoteurs 5.  



  Une deuxième forme de réalisation     est    re  présentée schématiquement sur la     fig.    2, dans  laquelle l'organe moteur commandant les  déplacements axiaux de la tuyère mobile est  constitué par un mécanisme de commande  manuel.  



  Une troisième forme de réalisation est re  présentée schématiquement sur la     fig.    3, dans  laquelle l'organe moteur est constitué par un  servomoteur annulaire enveloppant l'injec  teur et dont le piston 9 est solidaire de la  tuyère 4. Dans cette troisième forme de réali  sation, deux cas peuvent être envisagés pour  réaliser la commande des déplacements  axiaux de la tuyère par le servomoteur  annulaire.  



  Dans le premier cas, l'effort tendant à  ouvrir l'injecteur est fourni par la poussée  que l'eau traversant l'injecteur     exerce    sur la  tuyère 4. La fermeture est alors obtenue en  mettant un cylindre annulaire aval 6 soue  pression. Dans ce cas, la face amont du  piston 9 se déplace dans un cylindre amont 7       mis    à l'échappement de façon     permanente.         Dans le     deuxième    cas, on peut désirer que  l'injecteur ait tendance à. se fermer.

       Dans    ce  cas, le cylindre annulaire aval 6 est mis en  communication avec une pression     constante     provenant d'une source de fluide (non repré  sentée) et ses dimensions sont choisies de ma  nière que la poussée de fermeture exercée par  cette pression constante soit plus élevée que  la poussée exercée par la pression d'eau sur  la tuyère 4. L'ouverture de l'injecteur est  obtenue alors en mettant le cylindre annu  laire amont 7 sous pression.  



  Dans les installations hydrauliques à  haute chute dans lesquelles la poussée de  l'eau sur la tuyère 4 peut atteindre des va  leurs très élevées, il peut être avantageux       d'équilibrer    cette poussée partiellement,  c'est-à-dire de conserver à la tuyère une  tendance à l'ouverture tout en réduisant  l'effort que doit fournir l'organe moteur pour  déplacer la tuyère dans le sens de la ferme  ture de l'injecteur. Cet équilibrage partiel  peut être réalisé soit au moyen d'un ressort,  soit au moyen d'un cylindre aval mis     sous     une pression constante exerçant une poussée  sur le piston 9 tendant à le déplacer  dans le sens d'une fermeture de l'orifice de  l'injecteur.  



  La     fig.    4 montre une forme d'exécution  de ce dernier cas. L'équilibrage partiel de la  poussée exercée sur la tuyère par la pression  d'eau est obtenu soit en mettant le cylindre  annulaire aval 6' sous pression constante,  soit au moyen d'un ressort 8 travaillant à la  compression. Les déplacements de la tuyère  dans le sens de la fermeture de l'injecteur  sont commandés en mettant sous pression le  second cylindre     annulaire    aval 6.  



  L'équilibrage partiel de la poussée d'ou  verture due à la pression de l'eau sur la  tuyère peut également être appliqué aux  formes d'exécution représentées sur les     fig.    1,  2 et 3.  



  Les servomoteurs de commande repré  sentés sur les     fig.    1, 3 et 4 peuvent être dou  blés dans chaque cas d'un dispositif de com  mande mécanique mû à la main ou par mo  teur électrique, ce dernier dispositif pouvant    être embrayé et débrayé à volonté, soit utilisé  pour limiter l'ouverture maxima ou la fer  meture de l'injecteur.  



  Dans la variante d'exécution de la     fig.    5,  l'injecteur comporte un élément tubulaire rec  tiligne fixe 1. Cet élément     est    relié rigide  ment à la conduite d'amenée de fluide dont  seule     l'extrémité    est représentée et est dis  posé de préférence dans le prolongement de  l'axe de cette conduite, de manière à éviter  toute déviation des filets du courant du  fluide. Un pointeau 2 est figé dans l'élément  tubulaire 1 au moyen d'ailettes radiales pro  filées 3. La tuyère mobile 4 est montée sur  l'extrémité aval de l'élément tubulaire 1 et  coulisse le long de la paroi extérieure de ce  dernier.

   Sur son     extrémité    amont, la tuyère  4 comporte une     collerette    10, sur laquelle est  fixée une pièce de guidage annulaire 11 cou  lissant également sur la paroi extérieure de  l'élément tubulaire 1 et servant en outre de  piston du servomoteur de commande de la  tuyère. Ce piston 11 présente deux évide  ments 12 et 13 qui communiquent par des  canaux 14 et 15 avec des chambres annu  laires 16 et 17 pratiquées dans sa paroi inté  rieure. L'élément tubulaire 1 présente une  bride 18, sur laquelle est fixé un - cylindre  19, dans lequel coulisse le piston 11. L'extré  mité libre de ce cylindre 19 porte une bague  20, dans laquelle coulisse la tuyère 4.

   Des  organes d'étanchéité 21, 22 sont montés dans  les parois intérieure et extérieure de la colle  rette 10, afin d'aveugler les joints entre cette  dernière et l'élément tubulaire 1, d'une part,  et le cylindre 19, d'autre part. Un organe  d'étanchéité 23 est également prévu dans la  paroi interne de la bague 20, afin d'aveu  gler le joint entre cette dernière et la tuyère  4. Une chambre annulaire aval 24 est ména  gée entre la collerette 10 et la bague 20.  Cette chambre est reliée par une conduite  (non     représentée)    à une source de fluide sous  pression constante. On peut, par exemple,  faire communiquer cette chambre aval 24  avec     l'intérieur    de l'injecteur en amont de la  tuyère.

   La surface annulaire de la collerette  10, sur laquelle agit la     pression    du fluide ré-           gnant    dans la chambre 24, est déterminée de  manière que la. poussée axiale résultante soit  plus grande que la composante axiale exercée  sur la paroi interne de la tuyère 4 par l'eau  traversant celle-ci. Il s'ensuit que la résul  tante des poussées auxquelles est soumise la  tuyère     tend    à déplacer cette dernière dans le  sens de la fermeture de l'orifice de l'injecteur.  



  Une chambre annulaire amont 25, ména  gée entre le piston 11 et la bride 18, est reliée  par une conduite (non représentée) à une  source auxiliaire de     fluide    sous pression.  Cette conduite comporte un organe de ré  glage     permettant    de régler l'admission et  l'échappement du fluide moteur. La pression  du fluide dans la chambre 25 et la surface  du piston 11 sur laquelle agit le fluide sous  pression, sont     déterminées    de manière que la  poussée exercée sur le piston 11 par le fluide  contenu dans la chambre 25, ajoutée à la  poussée exercée sur la tuyère par l'eau tra  versant l'injecteur, soit plus grande que celle  exercée sur la collerette 10 par le fluide sous  pression contenue dans la chambre annulaire  24.

   De cette façon, lorsque la chambre 25 est  mise sous pression, la tuyère 4 est déplacée  dans le sens de l'ouverture de l'orifice de       l'injecteur.     



  On remarque que la liaison entre l'organe  moteur constitué par le piston 11 et le cy  lindre 19 est extrêmement simple à réaliser,       grâce    au fait que l'organe     mobile    de l'injec  teur à débit réglable décrit est constitué par  la tuyère, qui est extérieure à l'injecteur.  



  Enfin, dans un injecteur selon l'invention,  le pointeau     étant        fixe,    il est possible de lui  donner la forme la plus avantageuse au point  de vue hydraulique.  



  Comme représenté à la     fig.    5, il est avan  tageux que l'élément     tubulaire    1 s'ouvre par  un cône évasé 30 sur la tuyère 4, afin d'évi  ter un changement brusque de la section  libre. Pour la même     raison,    les extrémités des       ailettes    sont de préférence effilées. En outre,  toujours dans le but d'éviter la formation de  remous et de perturbations dans les filets       liquides,    le pointeau présente à la hauteur  du cône 30 un profil en forme de cône, de    manière à éviter une augmentation de la sec  tion libre prévue pour le passage du liquide.

    L'augmentation du diamètre du pointeau en  cet endroit peut même être prévue de telle  manière que la section libre diminue légère  ment d'amont en aval, c'est-à-dire de manière  que cette augmentation soit au moins suffi  sante pour compenser l'augmentation du dia  mètre intérieur de l'injecteur, d'une part, et,  d'autre part, pour compenser également  l'augmentation de la section libre due à l'in  terruption des ailettes 3.  



  Comme décrit plus haut, la chambre aval  24 peut être mise sous pression constante en  la reliant par une conduite avec l'espace inté  rieur de l'injecteur en un point situé en  amont de la tuyère 4.  



  En vue d'éviter une usure prématurée  des manchettes 22 et 23, provoquée, par  exemple, par des grains de sable ou autres  contenus dans l'eau traversant l'injecteur, il  est aisé de débarrasser l'eau de ses impure  tés en plaçant dans ladite conduite un vase  de décantation ou un filtre, par exemple. La  manchette 21 resterait cependant exposée aux  impuretés contenues dans l'eau traversant  l'injecteur, et c'est en vue d'amener également  de l'eau décantée au droit de la manchette 21  que des canaux 29 sont prévus entre la cham  bre annulaire 24 et cette manchette 21.

   La  pression manométrique de la.     chambre    aval 24  étant plus élevée que celle régnant dans la  tuyère 4, en raison, de la vitesse d'écoulement  plus grande de l'eau dans l'injecteur au droit  de l'extrémité de l'élément tubulaire 1 qu'au  droit de l'orifice de la conduite reliant la  chambre 24 avec l'intérieur de l'injecteur,  une faible circulation d'eau décantée ou  filtrée s'établit de l'injecteur vers la tuyère  en passant par la chambre 24, les canaux 29  et le joint annulaire entre la tuyère 4 et  l'élément 1.

   Cette circulation empêche toute  circulation inverse d'eau chargée d'impuretés,  c'est-à-dire toute circulation d'eau allant de  la tuyère 4 vers la manchette 21, de sorte  que cette manchette 21 est toujours en con  tact avec de l'eau décantée ou     filtrée.         La chambre formée par l'évidement 12 et  le cylindre 19 reçoit l'eau suintant à travers  les joints le long de la paroi extérieure du  corps tubulaire 1 et de la paroi intérieure du  cylindre 19 et provenant de la chambre aval  24. Cette eau est évacuée par un     canal    31.  



  La chambre formée par l'évidement 13 et  le cylindre 19 reçoit le liquide suintant le  long des parois de l'élément 1 et du cylindre  19 et provenant de la chambre amont 25.  



  Quelques formes d'exécution de l'injec  teur selon     l'invention,    appliquées à un injec  teur pour turbine hydraulique à impulsion,  ont été décrites à titre d'exemples et en ré  férence au dessin annexé,     mais    il est évident  que l'invention. peut également être appliquée  à d'autres injecteurs traversés par d'autres  fluides que de l'eau, et que l'injecteur peut  être un injecteur autre qu'un injecteur pour  turbine hydraulique à impulsion.  



  Dans les formes d'exécution décrites en  référence au dessin schématique annexé, la  tuyère 4 coulisse le long de la paroi exté  rieure de l'élément tubulaire 1, mais il est  évident qu'il est également possible de pré  voir une tuyère coulissant le long de la paroi  intérieure de l'élément tubulaire 1.



  Adjustable flow fluid injector. The fluid injectors with adjustable flow rate used, for example, in hydraulic impulse turbines, generally comprise a nozzle whose position is fixed in space, provided with an adjustable position needle. In general, the needle is mounted at the end of a rod placed in the axis of the injector. This rod is actuated by a drive member consisting either of a booster driven by a pressurized fluid, or by a mechanical device driven by hand or by an electric motor.



  The motor unit is generally, for reasons of accessibility, located outside the injector, so that the connecting member connecting said motor to the mobile needle located inside the injector must obligatorily pass through the wall of the injector.



  According to the most common construction, the injector has an elbow and the motor member is placed in the same axis of the needle. In this case, the mechanical connection between the driving member and the needle is constituted by a rigid rod sliding in a sealing device which passes through the wall of the injector at the location of its elbow.



  This bend that this construction implies is however the seat of eddies and the cause of an asymmetry in the flow of the liquid streams which can adversely affect the quality of the jet and therefore the efficiency of the turbine.



  An attempt has been made to attenuate the disturbing effects caused by this bend by giving the latter a large radius of curvature and by moving it as far as possible from the nozzle.



  We have also sought to eliminate the drawbacks inherent in the elbow by providing an injector with a rectilinear axis, the water supply pipe of which branches off into two symmetrical branches which meet again upstream of the nozzle, so as to allow to have the motor member in the handle or space formed between the two branches of the pipe and to center the latter on the needle to which it is connected by a rigid rod, as in constructions comprising an elbow injector.

   The improvement in flow obtained by this construction is however not complete, since the water streams are all the same deviated from the axis of the nozzle.



  Finally, attempts have been made to completely avoid the deviation of the liquid streams by providing rectilinear injectors (therefore without elbows or bifurcations), in which the mobile needle is made integral with a tubular element, having approximately the same internal diameter as the injector on which it is centered, by means of a set of radial fins, known as guide fins. The motor member is in this case connected to two external points of the tubular element.



  In a variant of this construction, the needle slides in a tubular body made integral with the injector by fins, and it is actuated by means of a diametrical crosspiece arranged inside a recess provided for this purpose in two diametrically opposed guide vanes. The motor member is then connected to the ends of the cross member.



  The constructions described last are, from the hydraulic point of view, the most favorable. In fact, since the liquid streams do not undergo any appreciable deviation in the injector before reaching the nozzle, the flow takes place without eddies or disturbances. However, these constructions, like all those described above, are of a relatively complicated realization, by the fact that one seeks to control a movable member located inside the injector by a motor member located at the outside of the injector.



  The present invention relates to a fluid injector with adjustable flow rate comprising a needle and a nozzle, and in which the defects and constructive complications referred to above are avoided by the fact that the needle is fixed, while the nozzle is axially movable, so as to allow the flow rate of the injector to be adjusted by controlling the movements of this nozzle.



  The accompanying drawing shows, schematically and by way of example, some embodiments of the adjustable flow injector.



  Fig. 1 is an axial sectional view of a first embodiment.



  Fig. 2 is an axial sectional view of a second embodiment.



  Fig. 3 is an axial sectional view of a third embodiment.



  Fig. 4 is an axial sectional view of a fourth embodiment.



  Fig. 5 is a more detailed axial sectional view of an alternative embodiment according to FIG. 3.



  In the embodiment shown in FIG. 1, the injector comprises a fixed rectilinear tubular element 1 and a needle 2 made integral with the fixed tubular element 1 by means of radial guide fins 3. The movable nozzle 4 slides through its cylindrical rear part on the front end upper or downstream of the fixed tubular element 1. The axial movements of this nozzle are controlled by a drive member, consisting of servomotors 5.



  A second embodiment is shown schematically in FIG. 2, in which the motor member controlling the axial movements of the movable nozzle is constituted by a manual control mechanism.



  A third embodiment is shown schematically in FIG. 3, in which the motor member is constituted by an annular servomotor enveloping the injector and the piston 9 of which is integral with the nozzle 4. In this third embodiment, two cases can be envisaged for carrying out the movement control. axial of the nozzle by the annular servomotor.



  In the first case, the force tending to open the injector is provided by the thrust that the water passing through the injector exerts on the nozzle 4. Closure is then obtained by putting a downstream annular cylinder 6 under pressure. In this case, the upstream face of the piston 9 moves in an upstream cylinder 7 permanently exhausted. In the second case, it may be desired that the injector tend to. close.

       In this case, the downstream annular cylinder 6 is placed in communication with a constant pressure coming from a source of fluid (not shown) and its dimensions are chosen so that the closing thrust exerted by this constant pressure is higher. that the thrust exerted by the water pressure on the nozzle 4. The opening of the injector is then obtained by putting the annu lar upstream cylinder 7 under pressure.



  In high-head hydraulic installations in which the thrust of the water on the nozzle 4 can reach very high values, it may be advantageous to partially balance this thrust, that is to say to keep the nozzle a tendency to open while reducing the force that must be provided by the drive unit to move the nozzle in the direction of the injector closing. This partial balancing can be achieved either by means of a spring or by means of a downstream cylinder placed under constant pressure exerting a thrust on the piston 9 tending to move it in the direction of closing of the orifice of the injector.



  Fig. 4 shows an embodiment of the latter case. The partial balancing of the thrust exerted on the nozzle by the water pressure is obtained either by putting the downstream annular cylinder 6 'under constant pressure, or by means of a spring 8 working in compression. The movements of the nozzle in the direction of closing of the injector are controlled by pressurizing the second annular downstream cylinder 6.



  The partial balancing of the opening thrust due to the pressure of the water on the nozzle can also be applied to the embodiments shown in FIGS. 1, 2 and 3.



  The control servomotors shown in fig. 1, 3 and 4 can be doubled in each case with a mechanical control device moved by hand or by an electric motor, the latter device being able to be engaged and disengaged at will, either used to limit the maximum opening or the injector lock.



  In the variant embodiment of FIG. 5, the injector comprises a fixed tubular rec tilinear element 1. This element is rigidly connected to the fluid supply pipe of which only the end is shown and is preferably arranged in the extension of the axis of this pipe, so as to avoid any deviation of the streams of the fluid stream. A needle 2 is fixed in the tubular element 1 by means of profiled radial fins 3. The movable nozzle 4 is mounted on the downstream end of the tubular element 1 and slides along the outer wall of the latter.

   On its upstream end, the nozzle 4 comprises a flange 10, to which is fixed an annular guide piece 11 which also runs smoothly on the outer wall of the tubular element 1 and also serves as a piston of the actuator for controlling the nozzle. This piston 11 has two recesses 12 and 13 which communicate by channels 14 and 15 with annular chambers 16 and 17 formed in its interior wall. The tubular element 1 has a flange 18, on which is fixed a cylinder 19, in which the piston 11 slides. The free end of this cylinder 19 carries a ring 20, in which the nozzle 4 slides.

   Sealing members 21, 22 are mounted in the inner and outer walls of the glue rette 10, in order to blind the joints between the latter and the tubular element 1, on the one hand, and the cylinder 19, on the one hand. somewhere else. A sealing member 23 is also provided in the internal wall of the ring 20, in order to admit the seal between the latter and the nozzle 4. A downstream annular chamber 24 is formed between the collar 10 and the ring 20. This chamber is connected by a pipe (not shown) to a source of fluid under constant pressure. This downstream chamber 24 can, for example, be made to communicate with the interior of the injector upstream of the nozzle.

   The annular surface of the collar 10, on which the pressure of the fluid prevailing in the chamber 24 acts, is determined in such a way that the. resulting axial thrust is greater than the axial component exerted on the internal wall of the nozzle 4 by the water passing through it. It follows that the resultant thrusts to which the nozzle is subjected tends to move the latter in the direction of the closure of the orifice of the injector.



  An upstream annular chamber 25, formed between the piston 11 and the flange 18, is connected by a pipe (not shown) to an auxiliary source of pressurized fluid. This pipe comprises a regulating member making it possible to regulate the admission and the exhaust of the driving fluid. The pressure of the fluid in the chamber 25 and the surface of the piston 11 on which the pressurized fluid acts are determined so that the thrust exerted on the piston 11 by the fluid contained in the chamber 25, added to the thrust exerted on the nozzle by the water passing through the injector, is greater than that exerted on the collar 10 by the pressurized fluid contained in the annular chamber 24.

   In this way, when the chamber 25 is pressurized, the nozzle 4 is moved in the direction of the opening of the orifice of the injector.



  It will be noted that the connection between the driving member constituted by the piston 11 and the cylinder 19 is extremely simple to achieve, thanks to the fact that the movable member of the adjustable flow injector described is constituted by the nozzle, which is external to the injector.



  Finally, in an injector according to the invention, the needle being fixed, it is possible to give it the most advantageous shape from the hydraulic point of view.



  As shown in fig. 5, it is advantageous that the tubular element 1 opens via a flared cone 30 on the nozzle 4, in order to avoid a sudden change of the free section. For the same reason, the ends of the fins are preferably tapered. In addition, always with the aim of avoiding the formation of eddies and disturbances in the liquid streams, the needle has a cone-shaped profile at the height of the cone 30, so as to avoid an increase in the expected free section. for the passage of liquid.

    The increase in the diameter of the needle at this location can even be provided in such a way that the free section decreases slightly from upstream to downstream, that is to say so that this increase is at least sufficient to compensate for the increase. 'increase in the internal diameter of the injector, on the one hand, and, on the other hand, to also compensate for the increase in the free section due to the interruption of the fins 3.



  As described above, the downstream chamber 24 can be placed under constant pressure by connecting it by a pipe with the interior space of the injector at a point situated upstream of the nozzle 4.



  In order to avoid premature wear of the sleeves 22 and 23, caused, for example, by grains of sand or other content in the water passing through the injector, it is easy to rid the water of its impure tees by placing in said pipe, a settling vessel or a filter, for example. The sleeve 21 would however remain exposed to the impurities contained in the water passing through the injector, and it is with a view to also bringing the settled water to the right of the sleeve 21 that channels 29 are provided between the annular chamber. 24 and this cuff 21.

   The gauge pressure of the. downstream chamber 24 being higher than that prevailing in the nozzle 4, due to the greater flow speed of the water in the injector at the right of the end of the tubular element 1 than at the right of the orifice of the pipe connecting the chamber 24 with the interior of the injector, a weak circulation of settled or filtered water is established from the injector to the nozzle, passing through the chamber 24, the channels 29 and the annular seal between nozzle 4 and element 1.

   This circulation prevents any reverse circulation of water laden with impurities, that is to say any circulation of water going from the nozzle 4 to the sleeve 21, so that this sleeve 21 is always in contact with water. decanted or filtered water. The chamber formed by the recess 12 and the cylinder 19 receives the water seeping through the seals along the outer wall of the tubular body 1 and the inner wall of the cylinder 19 and coming from the downstream chamber 24. This water is evacuated by a channel 31.



  The chamber formed by the recess 13 and the cylinder 19 receives the liquid seeping along the walls of the element 1 and of the cylinder 19 and coming from the upstream chamber 25.



  Some embodiments of the injector according to the invention, applied to an injector for an impulse hydraulic turbine, have been described by way of example and with reference to the appended drawing, but it is obvious that the invention . can also be applied to other injectors crossed by fluids other than water, and that the injector can be an injector other than an injector for a hydraulic impulse turbine.



  In the embodiments described with reference to the attached schematic drawing, the nozzle 4 slides along the outer wall of the tubular element 1, but it is obvious that it is also possible to provide a nozzle sliding along the side. of the inner wall of the tubular element 1.

 

Claims (1)

REVENDICATION Injecteur de fluide à débit réglable, com portant un pointeau disposé dans l'axe d'une tuyère, caractérisé par le fait que le pointeau est fixe, tandis que la tuyère est mobile axia- lement, de manière à permettre le réglage du débit de l'injecteur par la commande des dé placements de cette tuyère. SOUS-REVENDICATIONS 1. Injecteur selon la revendication, ca ractérisé par le fait que la tuyère mobile est guidée par l'extrémité aval d'un élément tu bulaire relié rigidement à la conduite d'ame née de fluide. 2. CLAIM Adjustable flow rate fluid injector, comprising a needle arranged in the axis of a nozzle, characterized in that the needle is fixed, while the nozzle is axially movable, so as to allow the flow to be adjusted of the injector by controlling the displacements of this nozzle. SUB-CLAIMS 1. An injector according to claim, ca ractérisé in that the movable nozzle is guided by the downstream end of a tubular element rigidly connected to the core line born of fluid. 2. Injecteur selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que la tuyère mobile est située à l'extérieur de l'injecteur et est actionnée par un moteur. 8. Injecteur selon la revendication et les sous-revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le pointeau est fixé rigidement dans ledit élément tubulaire par au moins deux ailettes radiales. 4. Injecteur selon la revendication et les sous-revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'élément tubulaire est rectiligne et est situé suivant le même axe que la tuyère, de sorte que les filets du courant du fluide ne subissent pratiquement pas de déviation avant d'atteindre la tuyère. 5. Injector according to claim and sub-claim 1, characterized in that the movable nozzle is located outside the injector and is actuated by a motor. 8. An injector according to claim and sub-claims 1 and 2, characterized in that the needle is rigidly fixed in said tubular element by at least two radial fins. 4. Injector according to claim and sub-claims 1 to 3, characterized in that the tubular element is rectilinear and is located along the same axis as the nozzle, so that the streams of the fluid stream are practically not subjected of deflection before reaching the nozzle. 5. Injecteur selon la revendication et les sous-revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les déplacements axiaux de la tuyère sont commandés par un organe moteur fixé à la paroi extérieure de l'élément tubulaire. 6. Injecteur selon la revendication et les sous-revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'organe moteur est constitué par un servomoteur comportant des chambres annu laires enveloppant l'élément tubulaire et co axiales à ce dernier. 7. Injecteur selon la revendication et les sous-revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le piston du servomoteur est cons titué par un organe annulaire fixé rigidement sur l'extrémité amont de la tuyère. 8. Injector according to claim and sub-claims 1 to 4, characterized in that the axial displacements of the nozzle are controlled by a driving member fixed to the outer wall of the tubular element. 6. Injector according to claim and sub-claims 1 to 5, characterized in that the drive member is constituted by a booster comprising annular chambers enveloping the tubular member and coaxial with the latter. 7. An injector according to claim and sub-claims 1 to 6, characterized in that the piston of the booster is constituted by an annular member rigidly fixed to the upstream end of the nozzle. 8. Injecteur selon la revendication et les sous-revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le servomoteur comporte une cham bre annulaire située à l'aval du piston et ali mentée en fluide sous pression. 9. Injecteur selon la revendication et les sous-revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la surface du piston dans ladite chambre aval et la pression du fluide dans cette chambre sont choisies de manière que la poussée exercée par le fluide sur le piston soit plus forte que la poussée exercée sur la tuyère par l'eau traversant l'injecteur. 10. Injector according to claim and sub-claims 1 to 7, characterized in that the booster comprises an annular chamber situated downstream of the piston and supplied with pressurized fluid. 9. An injector according to claim and sub-claims 1 to 8, characterized in that the surface of the piston in said downstream chamber and the pressure of the fluid in this chamber are chosen so that the thrust exerted by the fluid on the piston is greater than the thrust exerted on the nozzle by the water passing through the injector. 10. Injecteur selon la revendication et les sous-revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que ladite chambre aval est reliée à une source de fluide sous pression par l'intermé diaire d'organes de commande de son alimen tation et de son échappement. 11. Injecteur selon la revendication et les sous-revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le servomoteur comporte une se- conde chambre annulaire située à l'amont du piston et qui comporte un orifice relié à une source de fluide sous pression par l'intermé diaire d'organes de commande de son alimen tation et de son échappement. 12. Injector according to claim and sub-claims 1 to 9, characterized in that the said downstream chamber is connected to a source of pressurized fluid by means of control members for its supply and its exhaust. 11. Injector according to claim and sub-claims 1 to 9, characterized in that the booster comprises a second annular chamber located upstream of the piston and which comprises an orifice connected to a source of pressurized fluid by the intermediary of control devices for its supply and its exhaust. 12. Injecteur selon la revendication et les sous-revendications 1 à 9 et 11, caractérisé par le fait que la surface du piston dans la, chambre aval et la pression du fluide dans cette chambre sont déterminées de manière que la poussée maxima exercée par le fluide dans la chambre amont sur le piston, ajoutée \L celle exercée sur la tuyère par l'eau traver sant l'injecteur, soit plus grande que celle exercée sur le piston par le fluide sous pres sion constante de la chambre aval. 13. Injector according to claim and sub-claims 1 to 9 and 11, characterized in that the surface of the piston in the downstream chamber and the pressure of the fluid in this chamber are determined so that the maximum thrust exerted by the fluid in the upstream chamber on the piston, added to that exerted on the nozzle by the water passing through the injector, is greater than that exerted on the piston by the fluid under constant pressure in the downstream chamber. 13. Injecteur selon la revendication et les sous-revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que la chambre aval est en-communica- tion avec l'espace intérieur de l'injecteur en un point situé en amont de la tuyère. 14. Injecteur selon la revendication et les sous-revendications 1 à 13, caractérisé par le fait qu'au moins un organe d'étanchéité aveu gle le joint existant entre la tuyère et l'élé ment tubulaire et par le fait que des moyens sont prévus pour éviter que ledit organe d'étanchéité ne vienne en contact avec l'eau traversant la tuyère. 15. Injector according to claim and sub-claims 1 to 12, characterized in that the downstream chamber is in communication with the interior space of the injector at a point situated upstream of the nozzle. 14. Injector according to claim and sub-claims 1 to 13, characterized in that at least one sealing member blinds the existing seal between the nozzle and the tubular element and in that the means are provided to prevent said sealing member from coming into contact with the water passing through the nozzle. 15. Injecteur selon la revendication et les sous-revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la surface du piston dans la chambre aval et la pression du fluide dans cette cham bre sont choisies de manière que la poussée exercée sur le piston par ledit fluide équilibre partiellement seulement la poussée exercée sur la tuyère par l'eau traversant l'injecteur. 16. Injector according to claim and sub-claims 1 to 8, characterized in that the surface of the piston in the downstream chamber and the pressure of the fluid in this chamber are chosen so that the thrust exerted on the piston by said fluid balances partially only the thrust exerted on the nozzle by the water passing through the injector. 16. Injecteur selon la revendication et les sous-revendïcations 1 à 8 et 15, caractérisé par le fait que le servomoteur comporte un double piston et deux chambres annulaires situées toutes deux sur le côté aval de ce der nier, l'une de ces chambres annulaires étant reliée à. l'espace intérieur de l'injecteur- et l'autre comportant un orifice relié à une source de fluide sous pression par l'intermé diaire d'organes de commande de son alimen tation et de son échappement, le tout de façon que le piston soit soumis à une poussée constante et à une poussée variable s'addi tionnant. Injector according to claim and sub-claims 1 to 8 and 15, characterized in that the booster comprises a double piston and two annular chambers both located on the downstream side of the latter, one of these annular chambers being connected to. the interior space of the injector - and the other comprising an orifice connected to a source of pressurized fluid by means of control members for its supply and its exhaust, all so that the piston or subjected to a constant thrust and an adapting variable thrust.
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