CH313448A - Ajutage de pulvérisation - Google Patents

Ajutage de pulvérisation

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CH313448A
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valve
piston
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nozzle
orifice
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F Campbell John
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Parker Appliance Co
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/24Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space
    • F23D11/26Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space with provision for varying the rate at which the fuel is sprayed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M2700/00Supplying, feeding or preparing air, fuel, fuel air mixtures or auxiliary fluids for a combustion engine; Use of exhaust gas; Compressors for piston engines
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Description


  <B>Ajutage de</B>     pulvérisation       La présente invention concerne les ajutages  et plus particulièrement ceux destinés spéciale  ment à l'injection de combustibles liquides  dans les chambres de combustion de divers  types de moteurs.  



  Il existe actuellement divers types de  moteurs utilisant des combustibles liquides qui  doivent être injectés dans leurs chambres de  combustion, ces moteurs comprenant le  moteur bien connu d'automobile à combustion       interne,    les moteurs diesel, les turboréacteurs,  les réacteurs à propulsion, les moteurs à ré  action à piston et analogues.

   Bien que ces  derniers types de moteurs soient à l'heure  actuelle largement utilisés en aviation, on es  père qu'ils trouveront à brève échéance leur  application dans les locomotives et les navires:  Dans     certains    de ces moteurs, il est nécessaire  de disposer d'une large gamme de débit du  combustible, comprise entre des     limites    mini  mum et maximum choisies, tout en     maintenant     une faible perte de charge totale dans     l'aju-          tage,    entre le collecteur d'admission et la  chambre de combustion.  



  Dans le passé, on a utilisé dans ces appli  cations des ajutages du type à orifice ouvert,  mais sans grand succès, principalement en rai  son de leur gamme limitée de débit, comprise  à peu près entre 10 et 1. La gamme de débit  que l'on doit obtenir pour assurer de façon  continue un fonctionnement approprié de cer-    tains des moteurs     modernes    à réaction est dans  certains cas comprise entre 125 et 1.

   Les.     aju-          tages    habituels à orifice ouvert ne sont pas  capables d'assurer une     gamme    aussi large de  fonctionnement, attendu que dans ces     ajuta-          ges,    lorsqu'on augmente le taux du débit d'un  facteur déterminé, la courbe de pression cor  respondante doit être augmentée du carré de  ce facteur. Essayer de     réaliser    . une large  gamme de débit- avec ce dernier type d'ajutage  est par suite entièrement     irréalisable    pratique  ment, car l'on arrive à des     courbes    de pression  élevées de façon     inadmissible    dans la gamme  supérieure du débit.  



  Par contre, avec des ajutages à orifice nor  malement fermé et à ouverture variable, il est  possible d'obtenir une large gamme de débit  sans qu'il soit nécessaire de recourir à des  pressions d'admission excessives pour obtenir  de très hauts taux de débit. Cependant, avec  ce dernier type d'ajutage, on rencontre une  sérieuse difficulté lorsqu'on essaie de satisfaire  aux spécifications strictes imposées générale  ment en ce qui     concerne    le maintien d'un       angle    déterminé du cône de pulvérisation     pour     tous les taux du débit en     fonctionnement.     Lorsque le taux du débit s'abaisse à un très  faible niveau,

   il devient très difficile de réaliser  un ajutage de ce type qui puisse être réglé  automatiquement en vue de     maintenir    l'angle  désiré de pulvérisation.      L'invention se propose donc notamment  de réaliser un ajutage  (a) présentant une large gamme de débit  (b) une faible augmentation<B>-</B>de<B>'></B> la perte de  charge en passant d'un taux de débit fai  ble à un taux élevé ;  (c) qui conserve à l'enveloppe de pulvérisa  tion un angle constant sur cette large  gamme de débit ;  (d) qui atomise le liquide rapidement, avant  que le cône de pulvérisation liquide ne se  propage très loin ;  (e) qui se ferme automatiquement lorsque la  charge à l'admission s'abaisse au-dessous  d'une valeur déterminée.  



  L'invention se propose également de réali  ser un ajutage de ce type qui soit disposé de  manière à empêcher une     fuite    de liquide sous  un taux de débit extrêmement élevé dans le  cas où la soupape de sortie cesserait de fonc  tionner convenablement pour une raison quel  conque; qui puisse être fabriqué à un prix  raisonnable et qui exige le minimum d'entre  tien et de réparations.  



  D'autres détails et particularités de l'in  vention résulteront de la description de diver  ses formes d'exécution de l'invention, données  ci-après à titre d'exemples en référence au  dessin annexé.  



  La     fig..1    est une coupe longitudinale dia  métrale d'une première forme d'exécution de  l'ajutage .selon     l'invention    ;  les fige 2, 3 et 4 sont des vues en coupe  transversale suivant les lignes 2-2, 3-3 et 4-4,  respectivement, de la fige 1 ;  la fige 5 est une vue en coupe longitudi  nale diamétrale d'une deuxième forme d'exécu  tion de l'ajutage ;  la fige 6 est une vue en coupe partielle de  l'orifice de l'ajutage -montrant la soupape de  sortie légèrement ouverte ;

    la fige 7 est une - vue analogue à la fige 6,  mais montre la soupape ouverte relativement  largement ; et    la fige 8 est un graphique comparant la       perte    de charge entre le collecteur d'admission  et la chambre de combustion à la perte de  charge entre la chambre au côté d'admission  de la soupape de sortie et la chambre de com  bustion pour divers pourcentages d'un taux de  débit déterminé du combustible à travers     l'aju-          tage.     



  L'ajutage représenté aux fige 1 à 4 com  prend un corps 1 de forme générale cylindri  que, présentant une base 2 de plus grand dia  mètre et taraudée en vue de la     fixation    sur  un collecteur d'admission (non représenté) du  moteur. Un manchon intérieur 3, muni d'un  filtre 4, par exemple en toile     métallique,    est  vissé dans la base 2. Le filtre sert à protéger  les parties intérieures de l'ajutage, indépen  damment des filtres habituels prévus dans la  canalisation. principale d'alimentation en com  bustible. L'autre extrémité du corps de     l'aju-          tage    est fermée, à l'exception d'un     orifice    cen  tral 5. Toutes les pièces peuvent avantageuse  ment être en acier inoxydable, par exemple.

    



  Une     chemise    interne 6, forcée à     l'intérieur     du corps cylindrique 1, présente à sa périphé  rie externe une rainure longitudinale de forme  semi-circulaire formant un canal 7 ouvert à  l'extrémité qui est tournée du côté de l'admis  sion du combustible. L'autre extrémité de ce  canal est fermée, à l'exception d'un passage 8  qui débouche     radialement    vers l'intérieur à  travers la chemise 6.  



  La périphérie     externe    de la chemise com  porte plusieurs rainures semi-circulaires ana  logues, formant des canaux longitudinaux 9  ouverts du côté de l'orifice d'extrémité de  l'ajutage, auquel ils se raccordent au moyen  de fentes tangentielles 10 de turbulence. Les  autres extrémités des canaux 9 communiquent  par des passages radiaux 11 avec une chambre  annulaire intérieure 12 formée dans la péri  phérie     interne    de la chemise cylindrique 6.  



  Un guide 13 de soupape est forcé à l'inté  rieur de la chemise 6 vers l'orifice d'extrémité  de l'ajutage. Ce guide présente à sa périphé  rie externe une rainure annulaire qui forme  une chambre annulaire 14 disposée de façon  à communiquer avec le canal 7 à travers le      passage radial 8. La' surface     externe    du guide  13 présente plusieurs fentes hélicoïdales (qua  tre dans le cas présent) qui forment des ca  naux hélicoïdaux 15 faisant communiquer la  chambre annulaire 14 avec une chambre     ].6     située juste en dedans de l'orifice 5. Les élé  ments que l'on vient de décrire constituent les  organes fixes ou immobiles de l'ajutage.  



  Une soupape de sortie 17 du type à cla  pet, destinée à reposer dans l'orifice 5, com  porte une tige de soupape 18 logée dans une  glissière cylindrique 19 ménagée dans le  guide 13, en alignement axial avec l'orifice 5.  



  Une coquille cylindrique ou piston 20  susceptible de coulisser à     l'intérieur    de la che  mise 6 est ouverte en regard du guide 13 : et  fermée du côté de l'extrémité d'admission du  combustible de l'ajutage. Une vis de réglage  21 traversant cette dernière extrémité est des  tinée à être fixée. en position de réglage au  moyen d'un écrou de blocage 22. Une tige de  connexion 23, constituée par un fil en acier  à ressort, passe dans un passage central 24  ménagé dans la tige de soupape 18, l'une des  extrémités de cette tige de connexion étant  réunie, par exemple par brasage à faible tem  pérature, à une extrémité de la vis 21, tandis  que son autre extrémité est réunie de façon  analogue à un prolongement extérieur 25 de  la soupape de sortie 17.

   Des évents 26 ména  gés dans ce prolongement communiquent avec  le passage 24, de sorte que l'intérieur du pis  ton cylindrique alternatif 20 est continuelle  ment en communication avec l'atmosphère ou  avec l'intérieur d'une chambre de combustion  ou autre chambre d'évacuation raccordée à  l'ajutage. Un ressort de compression 27, logé  à l'intérieur du piston 20, porte par une de  ses extrémités contre l'extrémité du guide fixe  13 et par son autre extrémité contre une ron  delle 28 et une pièce d'épaisseur 29 de ré  glage, interposées dans l'extrémité fermée dudit  piston.  



  On voit maintenant que lorsque le piston  20 et les pièces qui lui sont reliées sont animés  d'un mouvement     alternatif,    la soupape de sor  tie 17 participe à leur mouvement par l'inter  médiaire de la tige 23. Un     certain    degré de    défaut d'alignement entre la soupape et le pis  ton est toutefois permis par suite de la flexibi  lité de la tige 23 et du jeu que cette tige  présente dans le passage 24. On peut régler la  pression sous laquelle la soupape 17 s'appli  que dans l'orifice 5 tout d'abord en utilisant  une pièce 29 d'épaisseur appropriée et en -se  cond     lieu    en choisissant un ressort de coin"  pression 27 approprié.

   On peut obtenir un  réglage complémentaire en tournant la vis de  réglage 21, mais cette vis remplit un autre  rôle dont il sera parlé ci-après.  



  Un épaulement 30 du piston 20 est bi  seauté de façon à créer un passage de commu  nication de section variable avec la chambre  annulaire 12 lorsque le piston     _20    est mû vers  l'intérieur à l'encontre du ressort de compres  sion 27. Ce piston     alternatif    fonctionne en  conséquence comme une soupape de réglage  et sera, en conséquence, appelé ci-après    piston-valve      .    Le réglage de la vis 21, en  corrélation avec la variation de l'épaisseur de  la pièce 29, détermine le débit du fluide com  primé qui, lors- du mouvement de va-et-vient  du piston-valve 20, est admis au-delà de  l'épaulement 30 dans la chambre 12.  



  On décrira maintenant le fonctionnement  de l'ajutage. Le combustible     liquide    pénètre       dans    l'ajutage en provenance du collecteur  d'admission et il est évacué à travers l'orifice  5 dans une chambre extérieure à pression rela  tivement basse. Lorsque la pression du fluide  qui s'applique contre l'extrémité du     piston-          valve    régulateur 20 dépasse celle qui règne  dans ladite chambre extérieure d'une quantité  juste     suffisante    pour surmonter la tension ini  tiale du ressort 27, la soupape de     sortie    17  s'ouvre. La pression du fluide qui s'exerce di  rectement contre la surface réduite de la sou  pape 17 est relativement peu importante.

    L'ouverture de la soupape 17 permet au com  bustible de s'écouler par le canal 7, le passage  8 et les canaux hélicoïdaux 15 dans la cham  bre 16 et au-delà de la soupape 17 dans la  chambre extérieure (normalement une cham  bre de combustion qui peut être à une pres  sion sensiblement égale à la pression atmo  sphérique ou dans certains cas à des pressions      de beaucoup supérieures à la pression atmo  sphérique).

   L'étranglement formé par les  canaux     hélicoïdaux    15 établit une     contre-pres-          sion    suffisante pour déplacer le piston-valve 20  et ouvrir par suite la soupape de sortie 17 qui  lui est accouplée par la tige 23 sur une dis  tance supérieure à celle qu'on obtiendrait par  l'action de la pression du fluide s'exerçant  directement contre le côté intérieur de surface  réduite de la soupape 17. Les canaux hélicoï  daux 15 communiquent au combustible un  taux élevé de turbulence dans la chambre 16,  même pour de faibles débits de combustible,  de sorte qu'on obtient une excellente     atomi-          sation    dans l'enveloppe de pulvérisation du  combustible, même pour ces faibles débits.

   La  turbulence des particules du combustible de  l'enveloppe formée dans la     chambre    16 provo  que la rupture des particules et la désa  grégation de l'enveloppe à l'état d'un  brouillard finement pulvérisé, lequel se trans  forme ensuite en une vapeur relativement  sèche.  



  Les canaux hélicoïdaux 15 de section ré  duite empêchent qu'il ne s'établisse dans la  chambre 16 une pression élevée du fluide lors  de l'ouverture     initiale    de la soupape de sortie  17, de sorte que l'évacuation initiale du fluide  hors de l'ajutage     s'effectue    à une vitesse relati  vement faible. De même, ces canaux hélicoï  daux de section réduite assurent le maintien  de la pression d'admission contre le     piston-          valve    20.  



  Lorsque le débit du combustible augmente,  le piston-valve 20 est déplacé progressivement  de gauche à droite     (fig.    1) en amenant l'épau  lement biseauté 30 au-delà du bord de la  chambre 12. En conséquence, le combustible  pénètre dans cette chambre dans une mesure  croissante au     fur    et à mesure que le     piston-          valve    s'ouvre et il s'écoule à partir de cette  chambre 12 par les canaux 9 et les fentes 10  de turbulence dans la chambre 16 et de -là à  travers     l'orifice    5. Naturellement, la soupape  17 s'est ouverte de façon correspondante lors  de l'ouverture du piston-valve 20.

   Une     certaine     quantité de combustible continue à s'écouler  par le canal 7 et les canaux 15, mais ce débit    devient bientôt sans     importance    par rapport à  celui, beaucoup plus important, qui pénètre  dans la chambre 12 et s'écoule par les canaux  9. On donne aux fentes 10 une     forme    telle que  pour le débit maximum déterminé du combus  tible, la perte de charge entre une chambre  annulaire 31 et la chambre 16 soit aussi faible  que possible, tout en exerçant une action suf  fisante de turbulence à travers ces fentes pour  assurer une pulvérisation satisfaisante du  combustible à l'orifice 5.

   Les fentes 10 de  turbulence assurent aux débits plus élevés le  même résultat que les canaux hélicoïdaux 15  pour un plus faible débit, mais la perte de  charge à travers les fentes 10 est beaucoup  plus faible, attendu qu'elles ont une section  transversale relativement     importante.    Au lieu  de prévoir des fentes 10 disposées obliquement  pour obtenir l'action recherchée de turbulence,  on peut donner aux canaux 9 eux-mêmes une  forme quelque peu hélicoïdale.  



  L'ajutage représenté à la     fig.    5 est de  façon générale semblable à celui décrit en ré  férence à la     fig.    1, mais présente certaines mo  difications. Le corps d'ajutage 32 est fileté  extérieurement de façon à     permettre    de l'insé  rer dans une ouverture taraudée de façon cor  respondante, communiquant avec le collecteur  d'admission du combustible. La construction  générale intérieure de cet ajutage est analogue  à celle de celui représenté à la     fig.    1, de sorte  qu'il est inutile de la décrire de nouveau, les  pièces analogues étant affectées des mêmes  numéros de référence.

   L'extrémité d'admission  du canal 7, au lieu de déboucher directement  dans l'extrémité d'entrée de l'ajutage, commu  nique avec une     chambre    annulaire 33 présen  tant dans sa périphérie     interne    une étroite lu  mière d'admission 34 destinée à être fermée  par un piston-valve 20 animé d'un mouvement  de va-et-vient. Au lieu de munir le     piston-          valve    régulateur 20 d'un épaulement à profil  contourné ou biseauté, afin de régler l'admis  sion du fluide dans la chambre annulaire 12,  on donne à la périphérie interne d'une bague  36 un profil correspondant 35 en vue d'obte  nir le même résultat.

   Cet ajutage comporte un  moyen de sûreté du fait que lors du fonction-           nement    sous un faible débit, au cas où la sou  pape de sortie 17     viendrait    à se rompre ou à  se détacher, le ressort 27 serait à même de  déplacer le piston-valve 20 vers la gauche, en  interrompant l'écoulement du combustible à  la fois dans la chambre     annulaire    12 et dans  la chambre annulaire 33. On obtient ce résul  tat comme     suit    : on peut régler la vis de  réglage de telle façon que lorsque la soupape  17 s'applique dans l'orifice de     l'ajùtage,    le  piston-valve 20 ferme les     lumières    34 et 12.

    En conséquence, il ne s'écoulera pas de fluide  à travers l'ajutage     jusqu'à    ce que la pression  dans la     canalisation    d'admission ait     atteint    une  valeur minimum déterminée. Lorsque     cette     pression s'est élevée     suffisamment    pour dépla  cer légèrement le piston-valve 20 vers la  droite, la soupape 17 s'ouvre et la lumière 34  est dégagée, au moins partiellement, de façon  à permettre un débit     limité    vers l'orifice 5.

    Dans les ajutages     connus    du type normalement  fermé, dans le cas d'une rupture de la soupape  de sortie réglée pour un faible débit du com  bustible, il se produit     une    forte augmentation  du débit hors de l'ajutage,     donnant    lieu à un  échauffement local qui est très nuisible dans  certains types de moteurs où il est primordial  d'assurer un     chauffage    uniforme. Par contre,  dans le présent ajutage, dans le cas où la sou  pape 17 viendrait à se rompre en position de  fermeture, on voit que le ressort 27 agit pour  déplacer le piston-valve 20 davantage vers la  gauche     (fig.    5), en     maintenant    fermées les lu  mières 34 et 12.

   Lorsqu'une telle     rupture    se  produit lorsque la soupape 17 est légèrement  ouverte, la conséquence est très sensiblement  analogue. Lorsque l'orifice 5 est débloqué, le  débit du     fluide    tend à augmenter brusquement,  mais la légère diminution qui résulte de la  pression du fluide qui s'exerce contre le     piston-          valve    20 permet à ce dernier de se     déplacer     vers la gauche et de fermer ou réduire davan  tage les lumières, de sorte que toute augmen  tation sensible du débit est de très courte  durée.

   A mesure que la pression s'établit en  suite dans l'extrémité d'entrée de l'ajutage, la  lumière 34 se rouvre quelque peu, mais le taux  du débit à travers l'ajutage est inférieur au    taux normal, ce qui évite un endommagement  des éléments desservis.  



  En se reportant maintenant aux     fig.    6 et 7,  on voit que l'orifice 5 de l'ajutage présente un  siège biseauté 37 de soupape destiné à s'ap  pliquer contre la surface<B>38</B> biseautée de façon  correspondante de la soupape de sortie 17.  Lorsque cette soupape n'est que légèrement  ouverte, comme le représente la     fig.    6, le com  bustible tourbillonnant est évacué à travers       l'orifice    selon un angle qui est déterminé par  les parties de siège parallèles 37 et 38.

   Tou  tefois, dans le cas où les éléments de la sou  pape ne présentent que de tels sièges, on cons  tate que pour des taux élevés du débit, l'enve  loppe du combustible évacué de l'orifice  assume une forme arrondie ou   en para  pluie  , au lieu de conserver la forme conique  désirée, comme dans le cas d'un faible taux  de débit.  



  La     demanderesse    a constaté qu'en formant  un angle double sur la face interne de la sou  pape 17, de façon à constituer une deuxième  surface biseautée 39 de profil conique plus  obtus (c'est-à-dire     d'un    plus     grand    angle au  sommet), l'angle de l'enveloppe de pulvérisa  tion 40 qui est déterminé par la surface 38, 39  se juxtapose plus étroitement au siège 37.

   En  conséquence, comme le représente la     fig.    -7,  lorsque la soupape 17 est ouverte d'une quan  tité relativement , grande et que l'orifice 5 de  l'ajutage débite une forte quantité de combus  tible, l'angle de l'enveloppe conique de pulvé  risation est relativement grand près de son  sommet, ce qui s'oppose à la tendance à la  formation d'une enveloppe arrondie et main  tient l'angle désiré à     l'intérieur    des limites  prescrites. On peut prévoir plus de deux surfa  ces coniques- d'angle au sommet croissant, ou  bien avoir recours à une surface courbe conti  nue en vue d'arriver sensiblement au même  résultat.  



  On se référera maintenant au graphique  de la     fig.    8 qui compare la perte de charge  totale (courbe A) entre l'admission de l'ajutage  et la chambre d'évacuation     (ordinairement        une     chambre de combustion) à la perte de charge  (courbe B) entre la chambre 16     (juste    en      dedans de la soupape de sortie) et ladite  chambre d'évacuation. La première -détermine  le degré d'ouverture de la soupape de sortie  et la     deuxième    détermine le caractère du cône  de pulvérisation obtenu.

   On a porté en     abcisse     sur ce     graphique    les pourcentages du débit du  combustible sortant de l'ajutage par rapport à  un taux déterminé et en ordonnée les pourcen  tages de la pression     maximum    qui assure l'ou  verture de la soupape. Pour une pression  d'admission     déterminée,    la soupape 17 s'ouvre,  le fluide s'écoule dans le canal 7 et les canaux  hélicoïdaux 15 vers l'orifice 5.

   Comme on l'a  expliqué ci-dessus, la pression d'admission qui  s'exerce sur -la     surface    relativement grande du  piston-valve 20 agit pour ouvrir tout d'abord  la soupape 17     rapidement,    en s'opposant à  toute tendance que celle-ci aurait à coller sur  son siège, mais le débit .du fluide est néan  moins faible par suite de la capacité     limitée     des canaux hélicoïdaux 15 de section réduite.  Pour augmenter-le débit à travers ces canaux  d'un facteur déterminé, il serait nécessaire  d'élever au carré de ce facteur la pression dans  la canalisation.

   En conséquence,     dans    la  gamme du     fonctionnement    à faible débit, lors  qu'il se produit une légère augmentation de la  pression de la canalisation, la soupape .de sor  tie s'ouvre proportionnellement, mais -le débit  du     fluide    qui s'écoule dans les canaux 15 vers  cette soupape n'augmente que de peu.

   Toute  fois, lorsque la pression dans la     canalisation     d'admission augmente de façon notable, le  piston-valve 20 se déplace davantage de façon   à commencer à admettre du     fluide    au-delà du  profil 30 vers la     lumière    12, en contournant  les canaux 15, la perte de charge (courbe B)  entre la chambre 16 et la chambre d'évacua  tion augmente,     tandis    que la perte de charge  totale à travers l'ensemble de l'ajutage (courbe  A) n'augmente que selon un taux sensiblement  moins rapide qu'auparavant.  



  En d'autres termes, la perte- de charge to  tale dans l'ajutage augmente rapidement     pen-          dant        les        premiers        15        %        de        la        gamme        du        débit.     Ceci résulte du fait que le débit du     fluide    n'a  lieu qu'à travers les canaux hélicoïdaux 15 de  section réduite.

   La pression s'applique directe-    ment contre la surface relativement grande du  piston-valve 20, en provoquant une ouverture  rapide de façon correspondante de la soupape  17 bien due le débit soit encore relativement  faible. On obtient ainsi     une    bonne pulvérisa  tion, tandis qu'au cas où l'on compterait seu  lement sur la pression du     liquide    qui s'exerce  contre la soupape 17 pour assurer l'ouverture  de cette dernière, elle, ne serait pas soulevée  suffisamment de son siège au début pour assu  rer l'enveloppe conique désirée du combusti  ble à l'orifice de l'ajutage.

   Au contraire, le       fluide    aurait tout d'abord tendance à émerger  sous la forme de jets     fins    en forme de   cor  des      ,    ce qui est une condition inacceptable qui  se produit après que la soupape a été soulevée  d'une distance de l'ordre de 0,025     mm    seule  ment. Par contre, lorsqu'on opère à un faible  débit, les     ajutages    classiques de ce type néces  sitent une augmentation proportionnelle con  sidérable du débit du combustible avant que  la pression se soit .élevée dans une mesure  suffisante pour ouvrir la soupape de sortie.  



       Lorsqu'on        arrive    à 3     ou    4     %        du        débit     estimé, le piston-valve 20 s'est déplacé suffi  samment pour faire passer l'épaulement profilé  30 au-delà du bord de la lumière 12 et par  suite pour commencer à admettre le -liquide  dans les passages 9.

   Lorsque le débit atteint       15        %        environ        du        débit        estimé        (voir        fig.        8),     le taux de l'augmentation de la perte de charge  dans l'ensemble de l'ajutage diminue lorsque  le débit augmente, en raison de la forme du  profil 30 qui permet un débit accru vers la  chambre 12 et les passages 9, et qu'on choisit  d'habitude de façon à admettre un débit pro  gressivement croissant dans la lumière 12 au  fur et à mesure que la soupape s'ouvre, de  sorte qu'on     peut,

  maintenir    relativement cons  tant l'angle du cône de pulvérisation pour tous  les débits.  



  Lorsque la soupape de sortie est ouverte  en grand et -que le pourcentage du débit est de       40        %        environ        de        la        gamme        du        débit,        la        forme     du siège de la soupape 17 cesse d'avoir un  grand     effet    sur l'ouverture de la soupape, bien  qu'elle affecte encore la forme du cône de pul  vérisation. La tige de soupape et l'orifice 5      déterminent alors en commun l'ouverture an  nulaire à travers laquelle le fluide s'écoule.

         Etant    donné qu'à ce stade il devient impossi  ble d'augmenter davantage l'ouverture effi  cace de sortie, on peut choisir le profil 30  pour admettre le fluide dans la lumière 12 se  lon un débit croissant à mesure que le     piston-          valve    20 se déplace sous l'effet d'une augmen  tation de la pression d'admission. Ceci  compense le fait qu'on ne peut pas agrandir  davantage simultanément l'ouverture de la sou  pape de sortie. On pourrait aussi donner à la  tige de soupape 17 une forme effilée vers l'in  térieur, afin de modifier la     dimension    de l'ou  verture de la soupape, mais attendu que les  ajutages sont souvent très petits, il convient  de ne pas affaiblir indûment la tige.

   En modi  fiant d'une manière appropriée le profil 30, il  est possible     d'obtenir    une augmentation relati  vement importante du débit à la suite     d'une     légère augmentation de la pression dans la  limite supérieure de la gamme.  



  On     voii    en conséquence que l'ajutage dé  crit est susceptible de fonctionner sous une  large gamme du débit, tout en maintenant uni  formes les caractéristiques de pulvérisation  dans ladite gamme. Cet ajutage fonctionne au  tomatiquement, en ne s'ouvrant que lorsqu'on  a atteint une pression minimum de fonctionne  ment déterminée et en se fermant lorsque la  pression s'abaisse au-dessous de ce point. On  obtient une action appropriée de turbulence  pour des débits tant élevés que faibles, et l'on  peut maintenir dans d'étroites limites prescrites  l'angle d'évacuation de l'enveloppe conique de  pulvérisation.  



  Certaines caractéristiques de l'ajutage dé  crit, comme la disposition de dérivation pré  vue afin de régulariser le débit du combusti  ble, peuvent également être appliquées avec  profit aux ajutages du type ouvert, bien qu'on  n'obtienne pas tous les résultats désirables que  l'on obtient avec l'ajutage du type décrit. On  peut traiter divers liquides tels que l'eau, et  des gaz, mais le présent ajutage est particu  lièrement destiné à être utilisé avec des com  bustibles liquides tels que le     fuel        oil,    le kéro-         sène,    l'essence de pétrole et les liquides  analogues.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Ajutage de pulvérisation, comportant un corps cylindrique creux fileté à une extrémité, en vue du raccord à un collecteur d'admission, et un orifice de sortie relativement étroit à son autre extrémité, caractérisé en ce qu'il com prend une chemise cylindrique interne forcée dans ledit corps, un manchon cylindrique sen siblement plus court que ladite chemise, forcé dans ladite chemise au voisinage, mais espacé de l'orifice de ,sortie de l'ajutage, une chambre annulaire ménagée dans ledit manchon,
    plu sieurs petits canaux hélicoïdaux faisant com muniquer ladite chambre annulaire avec une chambre qui est en communication directe avec ledit orifice de sortie, un canal longitudi nal ménagé dans ladite chemise et faisant communiquer l'extrémité d'admission de l'aju- tage avec ladite chambre annulaire dudit man chon, un élément cylindrique de soupape dit piston-valve monté de façon à pouvoir coulisser à l'intérieur de ladite chemise, l'extré mité dudit élément de soupape, qui est située du côté de l'orifice de l'ajutage, étant ouverte et l'extrémité qui est située du côté de l'extré mité d'admission de l'ajutage étant fermée,
    une vis de réglage vissée axialement dans l'extré mité fermée dudit élément de soupape, des moyens destinés à bloquer ladite vis dans une position réglée, une tige de soupape pouvant coulisser dans ledit manchon dans le sens axial dudit orifice, une soupape de sortie portée par ladite tige et destinée à être appliquée dans ledit orifice pour le fermer, ladite soupape et ledit orifice présentant des surfaces coniques de siège destinées à coopérer, ladite soupape présentant au voisinage immédiat de sa sur face de siège et entre cette surface et ladite tige une surface conique de plus grand angle au sommet, ladite tige et ladite soupape de sortie étant percées d'un alésage axial,
    une tige flexible étant insérée dans ledit alésage avec jeu par rapport à la paroi dudit alésage et reliée à ses extrémités à ladite vis et à ladite soupape de sortie respectivement, de façon que le piston-valve et la soupape de sortie soient rendus solidaires dans leurs mouvements, la dite soupape de sortie présentant une ouver ture faisant communiquer ledit alésage avec l'extérieur de l'ajutage, une pièce d'épaisseur réglable étant appliquée à l'intérieur du piston- valve contre l'extrémité fermée de ladite sou pape,
    un ressort hélicoïdal de compression interposé entre ladite pièce d'épaisseur et l'ex trémité adjacente dudit manchon de façon à appliquer normalement la soupape de sortie contre ledit orifice, une chambre annulaire ménagée dans la périphérie interne de la che mise près de l'extrémité ferme du piston- valve et normalement fermée par la surface externe cylindrique de cette extrémité,
    l'une desdites surfaces de la chemise et du piston- valve étant biseautée périphériquement selon un profil déterminé près de ladite chambre annulaire ménagée dans la chemise, vers l'ex trémité d'admission de l'ajutage, de sorte que lorsque le piston-valve est déplacé sous l'in fluence de la pression d'admission du fluide pour ouvrir la soupape de sortie, ledit profil biseauté agit après un mouvement d'amplitude déterminée pour admettre un débit croissant du fluide vers la chambre annulaire de la che mise,
    plusieurs canaux ménagés longitudinale ment dans la chemise et s'étendant à partir de ladite chambre annulaire pour communiquer avec une chambre radiale annulaire externe ménagée dans l'extrémité de. l'ajutage qui pré sente l'orifice de sortie, et des fentes tangen tielles faisant communiquer ladite chambre an nulaire radiale avec la chambre qui est juste en dedans dudit orifice de sortie, de façon à communiquer un mouvement de turbulence au fluide en cours d'évacuation. SOUS-REVENDICATIONS 1.
    Ajutage suivant la revendication, carac térisé en ce qu'il présente un canal s'étendant longitudinalement entre l'extrémité d'admis sion de l'ajutage et une chambre annulaire ménagée dans ledit ajutage, plusieurs petits canaux hélicoïdaux faisant communiquer la- dite chambre avec une chambre disposée juste à l'intérieur de l'orifice de sortie de l'ajutage, une chambre annulaire entourant la soupape à piston-valve et normalement fermée par la dite soupape, l'une des surfaces en regard de ladite soupape et de la chambre qui l'entoure étant biseautée,
    et plusieurs canaux longitudi naux faisant communiquer les deux chambres par l'intermédiaire de fentes tangentielles de turbulence; les canaux et fentes mentionnés en dernier lieu ayant une dimension telle que le débit du fluide qui s'y écoule est beaucoup plus grand que celui du fluide qui s'écoule dans les canaux hélicoïdaux ci-dessus men tionnés. 2.
    Ajutage suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces biseautées de la soupape à piston- valve et de la chambre annulaire qui l'entoure permettent d'admettre un débit croissant de fluide dans ladite chambre après un mouve ment d'amplitude déterminée de ladite soupape vers l'extrémité de l'ajutage qui présente l'ori fice d'évacuation sous l'influence de la pres sion d'admission s'exerçant contre ladite sou pape, en soulevant de façon correspondante la soupape de sortie de son siège dans ledit ori fice. 3.
    Ajutage suivant la revendication, carac térisé en ce qu'il comprend un premier canal, et un second canal beaucoup plus large, fai sant communiquer les extrémités d'admission et de sortie et destinés à fournir à l'orifice de sortie du fluide animé d'un mouvement de tur bulence, une soupape à piston-valve allant et venant axialement et destinée à fermer le se cond canal, des moyens réunissant ladite sou pape à piston-valve avec la soupape de sortie pour les rendre solidaires dans leurs mouve ments,
    des moyens élastiques sollicitant la sou pape à piston-valve dans le sens de la ferme ture de ce second canal et en vue d'appliquer la soupape de sortie dans ledit orifice de sor tie, la soupape à piston-valve étant disposée de manière à effectuer un mouvement d'ampli tude déterminée pour ouvrir la soupape de sortie à 'un degré limité avant de commencer à ouvrir le second canal, et la soupape à piston- valve présentant à la pression du fluide une surface beaucoup plus grande que la soupape de sortie. 4.
    Ajutage suivant la revendication et les sous-revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la soupape de sortie est du type à clapet. 5. Ajutage suivant la revendication et les sous-revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un évent fait communiquer l'intérieur du piston-valve avec l'extérieur de l'ajutage. 6. Ajutage suivant la revendication et les sous-revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la soupape de sortie et l'orifice de sortie présentent des surfaces de siège tronconiques coopérantes, ladite soupape présentant une sur face annulaire radiale faisant avec l'axe de la soupape un angle supérieur à celui que lait ladite surface de siège de la soupape, et desti née à venir en regard de la surface de siège de l'orifice lorsque ladite soupape est ouverte en grand. 7.
    Ajutage suivant la revendication et les sous-revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux soupapes"sont réunies par une tige en acier à ressort suffisamment flexible pour leur permettre un certain défaut d'aligne ment, un jeu étant prévu pour permettre un léger mouvement latéral de ladite tige. 8. Ajutage suivant la revendication et les sous-revendications 1, 2, 3 et 7, caractérisé en ce que ladite tige passe dans un alésage ménagé dans la tige de la soupape de sortie. 9.
    Ajutage suivant la revendication et les sous-revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le piston-valve est disposé de manière à agir comme régulateur pour commander le dé- bit du fluide vers l'orifice de sortie en se déplaçant sous l'influence de la pression d'ad mission du fluide pour découvrir une -lumière communiquant avec ledit orifice, ledit piston- valve et ladite lumière étant biseautés relative ment de façon à permettre l'écoulement du fluide sous un débit relativement faible en vue d'amorcer le mouvement alternatif du piston, puis un débit soudainement accru lors d'un mouvement supplémentaire de faible ampli tude du piston-valve,
    des moyens reliant ledit piston-valve à la soupape de sortie pour les faire aller et venir à l'unisson. 10. Ajutage suivant la revendication et la sous-revendication 3, caractérisé en ce qu'il présente un passage de grande dimension et un passage de faible dimension dont chacun fait communiquer l'extrémité d'admission de l'ajutage avec l'orifice de sortie, la soupape à piston-valve étant montée de façon à aller et venir pour ouvrir le passage de grande dimen sion sous l'influence d'une augmentation de la pression d'admission du fluide, des moyens élastiques sollicitant ladite soupape vers sa position de fermeture, une soupape de sortie à clapet destinée à ouvrir et fermer l'orifice de sortie dans ses mouvements alternatifs,
    et des moyens réunissant les deux soupapes de façon qu'elles-soient animées d'un mouvement alternatif à l'unisson. 11. Ajutage suivant la sous-revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de liaison des- deux soupapes comprennent des moyens de réglage permettant de faire varier la dis tance qui sépare les deux soupapes en vue d'assurer la succession désirée de l'ouverture du passage de grande dimension et de l'orifice de sortie lors du mouvement alternatif con joint des deux soupapes.
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