WO2004082353A2 - Dispositif d'aspiration pneumatique - Google Patents

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    • F04F5/48—Control
    • F04F5/52—Control of evacuating pumps

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic suction device, that is to say powered by pressurized air and venturi effect.
  • Household, urban or industrial cleaning can be carried out using more or less complex suction devices. But whatever the configuration chosen, there are essentially two parameters to control, namely, the flow and the vacuum. These functional characteristics must be adapted according to the intended application, and in particular the product to be aspirated.
  • suction devices called pneumatic, in which the expansion of a pressurized gas is used to create a vacuum and, consequently, generate a suction phenomenon.
  • the pressurized gas is generally compressed air from a factory supply network or a site compressor, for example.
  • the compressed air is sent into a nozzle whose internal shape is adapted to generate, by venturi effect, a vacuum upstream of the weakest section of said nozzle when the compressed air expands downstream of said section.
  • This principle being perfectly known, it will not be described further here. It will simply be recalled that the flow rate and the vacuum depend, of course, on the shape and dimensions of the nozzle, and in particular of its section. In fact, with a large nozzle, we will obtain a volume large displacement air but at the cost of a relatively low depression. Conversely, with a nozzle of smaller dimensions, there will be less flow but the depression will then be greater.
  • the technical problem to be solved by the object of the present invention is to provide a pneumatic suction device comprising a nozzle, called the main one, through which the expansion of a compressed gas is capable of generating by reaction a given flow and vacuum aspiration, which pneumatic suction device makes it possible to avoid the problems of the state of the art by offering appreciably extended capacities of use, in particular in terms of the nature and the consistency of the products to be aspirate.
  • the pneumatic suction device further comprises at least one secondary nozzle activatable by reaction in substitution for the main nozzle, through which the expansion of the compressed gas is capable of generating a suction of a lower flow rate and of a higher vacuum respectively to the flow rate and to the vacuum obtained with the main nozzle, and in that each secondary nozzle coaxial with the main nozzle is mounted movable in displacement between a position passive in which the effective expansion of the compressed gas is operated in the main nozzle and an active position in which the effective expansion of the compressed gas is operated by said secondary nozzle.
  • the invention as thus defined has the advantage of being able to vary the essential parameters of the suction as a function of the envisaged application, and in particular of the nature and / or the consistency of the product to be aspirated.
  • the same pneumatic suction device is able to collect efficiently, both substances requiring both a high flow rate and a limited vacuum such as, for example, dust or powdery materials, as substances requiring on the contrary a significant depression, even if it means having a reduced flow rate, such as, for example, more or less viscous liquids.
  • FIG. 1 schematically represents a pneumatic suction device according to the invention, in which the main nozzle is active.
  • Figure 2 is a diagram similar to that of Figure 1, but in which it is the secondary nozzle which is active.
  • FIGS 1 and 2 schematically illustrate a pneumatic suction device (1) operating on the basis of compressed air at about 6 to 7 bars, which is supplied here via the inlet (2).
  • the pneumatic suction device (1) is provided with a so-called main nozzle (10) which is shaped so that the expansion of the compressed air through it can generate, by reaction in the recovery container (50), a high flow suction and limited vacuum.
  • the pneumatic suction device (1) further comprises a secondary nozzle (20) which is, in turn, shaped, so that the air expansion compressed through it is able to generate, by reaction, a suction of low flow but significant depression.
  • This secondary nozzle (20) coaxial with the main nozzle, is, moreover, mounted movable in displacement in translation, between a passive position ( Figure 1) where it acts as an expansion nozzle, and in which the effective expansion of the compressed air is effected via the main nozzle (10), and an active position (FIG. 2), in which the effective expansion of the compressed air is achieved via said secondary nozzle (20); the compressed air to be relieved being supplied by the rear nozzle (200) integral in its movements with the secondary nozzle.
  • the main nozzle (10) and the secondary nozzle (20) are coaxial.
  • the secondary nozzle (20) is mounted movable in axial translation relative to the main nozzle (10). But, of course, other relative positioning and other types of mobility could perfectly well be envisaged.
  • the pneumatic suction device (1) further comprises displacement means (30) which are arranged so as to be able to ensure the mobility of the secondary nozzle (20) between its passive position ( Figure 1) and its active position ( Figure 2), perfect and identified and to meet the ventilation requirements "venturi".
  • the displacement means (30) here comprise a jack (31) which is able to move the secondary nozzle (20) between its passive position (FIG. 1) and its active position (FIG. 2) in which said secondary nozzle is disposed respectively at a distance and substantially inside the main nozzle.
  • This characteristic allows in a way to be able to neutralize the main nozzle (10) in a reversible manner, by modifying its internal section by interposition of the secondary nozzle (20) between the flow of compressed air and said main nozzle (10).
  • the jack (31) is composed of a hollow rod (32) which is integral with a piston (33) slidably mounted inside a sealed chamber (34); the distal end of the hollow rod (32) being integral with the secondary nozzle (20).
  • the hollow rod (32) comprises, on the one hand, an inlet opening (35) communicating with supply means (4) with compressed air, and on the other hand, an exhaust opening, constituting a diffusion nozzle (36) opening directly into the secondary nozzle (20).
  • the hollow rod thus advantageously serves as a conduit for bringing the compressed air to the interior of the pneumatic suction device (1) of the "venturi" type.
  • the pneumatic suction device (1) comprises control means (40) which are able to control the bidirectional implementation of the displacement means (30).
  • the means of control (40) of the vacuum level in the recovery container comprise a valve which is able to inject pressurized air, via the line (5), into the active part (37). of the chamber (34) of the jack (31), thereby translating the piston (33) and consequently, the secondary nozzle (20), to generate a vacuum more important, and this, without injection of compressed air into the active part (37) of the chamber (34) of the jack (31), the stable position of the piston (33) being, in fact, the position withdrawn from the jack.
  • control means (40) are, moreover, capable of determining the level of the vacuum generated inside the pneumatic suction device (1).
  • the control means (40) communicate with the interior of the pneumatic suction device (1) via a conduit (6).
  • control means (40) are able to automatically control the implementation or displacement means (30) when the vacuum inside the pneumatic suction device (1) exceeds a predetermined threshold value or falls below this threshold value after operating at high vacuum.
  • the pneumatic suction device (1) is configured by default to operate with the main nozzle (10); the secondary nozzle (20) being in the passive position.
  • Compressed air from the inlet (2) (arrow fl) is admitted to the system (arrow f2) under control of the distribution means (3).
  • the compressed air then arrives (arrow f3) via the conduit (4) in the passive part (38) of the chamber (34) of the jack (31). It then passes through the intake opening (35) in the hollow rod (32) which it crosses (arrow f4) until it opens into the secondary nozzle (20) via the nozzle (36), the expansion function of which is neutralized in the rear position.
  • the control means (40) When, for example, for reasons of obturation and suction difficulty, the vacuum level inside the pneumatic suction device (1) reaches a predetermined threshold value, the control means (40) go into operation. be informed by the presence of the conduit (6). In accordance with FIG. 2, the control means (40) will then command the implementation of the displacement means (30) in order to activate the secondary nozzle (20). For this, compressed air will be injected via the line (5) (arrow f9) into the active part (37) of the chamber (34) of the jack (31), which will cause the piston (33) to move. ). The secondary nozzle (20) will therefore translate in the direction of the main nozzle (10), to its active position.

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Abstract

Dispositif d'aspiration pneumatique (1) comportant une tuyère (10), dite principale, à travers laquelle la détente d'un gaz comprimé est apte à générer par réaction une aspiration de débit et de dépression donnée, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, au moins une tuyère secondaire (20) à travers laquelle la détente du gaz comprimé est apte à générer par réaction une aspiration d'un débit inférieur et d'une dépression supérieure respectivement au débit et à la dépression obtenue avec la tuyère principale (10), et en ce que chaque tuyère secondaire (20) est montée mobile en déplacement entre une position passive, dans laquelle la détente effective du gaz comprimé est opérée par la tuyère principale (10), et une position active, dans laquelle la détente effective du gaz comprimé est opérée par ladite tuyère secondaire (20).

Description

DISPOSITIF D'ASPIRATION PNEUMATIQUE
La présente invention concerne un dispositif d'aspiration pneumatique, c'est-à-dire à motorisation par air sous pression et effet venturi.
Le nettoyage domestique, urbain ou industriel peut être réalisé au moyen de dispositifs d'aspiration plus ou moins complexes. Mais quelle que soit la configuration retenue, il y a essentiellement deux paramètres à maîtriser, à savoir, le débit et la dépression. Ces caractéristiques fonctionnelles doivent être adaptées en fonction de l'application envisagée, et notamment du produit à aspirer.
On connaît notamment des dispositifs d'aspiration, dits pneumatiques, dans lesquels on utilise la détente d'un gaz sous pression pour créer du vide et, par conséquent, générer un phénomène d'aspiration. Dans la pratique, le gaz sous pression est généralement de l'air comprimé provenant d'un réseau d'alimentation d'usine ou d'un compresseur de chantier, par exemple.
Concrètement, l'air comprimé est envoyé dans une tuyère dont la forme interne est adaptée pour engendrer, par effet venturi, une dépression en amont de la section la plus faible de ladite tuyère lorsque l'air comprimé se détend en aval de ladite section. Ce principe étant parfaitement connu, il ne sera pas décrit davantage ici. On rappellera simplement que le débit et la dépression dépendent, bien entendu, de la forme et des dimensions de la tuyère, et notamment de sa section. Dans les faits, avec une tuyère de grandes dimensions, on obtiendra un volume d'air déplacé important mais au prix d'une dépression relativement faible. A contrario, avec une tuyère de dimensions plus réduites, on aura moins de débit mais la dépression sera alors plus forte.
Ce type de dispositif d'aspiration pneumatique présente toutefois l'inconvénient avec une source d'énergie à caractéristiques (pression, débit) stabilisées et constantes, d'avoir des caractéristiques fonctionnelles figées, qui ne constituent qu'un compromis pas forcément bien adapté à l'application envisagée. Ainsi, dans la pratique, on se retrouve souvent avec un dispositif d'aspiration sous capacitaire en dépression et sur capacitaire en débit, ou inversement.
Aussi, le problème technique à résoudre, par l'objet de la présente invention, est de proposer un dispositif d'aspiration pneumatique comportant une tuyère, dite principale, à travers laquelle la détente d'un gaz comprimé est apte à générer par réaction une aspiration de débit et de dépression donnée, lequel dispositif d'aspiration pneumatique permet d'éviter les problèmes de l'état de la technique en offrant des capacités d'utilisation sensiblement étendues, notamment au niveau de la nature et de la consistance des produits à aspirer.
La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que le dispositif d'aspiration pneumatique comporte, en outre, au moins une tuyère secondaire activable par réaction en substitution à la tuyère principale, à travers laquelle la détente du gaz comprimé est apte à générer une aspiration d'un débit inférieur et d'une dépression supérieure respectivement au débit et à la dépression obtenue avec la tuyère principale, et en ce que chaque tuyère secondaire coaxiale à la tuyère principale est montée mobile en déplacement entre une position passive dans laquelle la détente effective du gaz comprimé est opérée dans la tuyère principale et une position active dans laquelle la détente effective du gaz comprimé est opérée par ladite tuyère secondaire.
On entend par détente effective, celle qui est à l'origine de l'aspiration concrètement générée à l'intérieur du dispositif d'aspiration pneumatique.
Pour le déplacement de chaque tuyère secondaire, toute mobilité peut bien évidement être envisagée.
L'invention telle qu'ainsi définie présente l'avantage de pouvoir faire varier les paramètres essentiels de l'aspiration en fonction de l'application envisagée, et notamment de la nature et/ ou de la consistance du produit à aspirer.
' Ainsi, un même dispositif d'aspiration pneumatique est en mesure de collecter efficacement, aussi bien des substances réclamant à la fois un fort débit et une dépression limitée comme, par exemple, des poussières ou des matières pulvérulentes, que des substances exigeant au contraire une dépression importante, quitte à avoir un débit réduit, comme, par exemple, des liquides plus ou moins visqueux.
La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 représente schématiquement un dispositif d'aspiration pneumatique conforme à l'invention, dans lequel la tuyère principale est active.
La figure 2 est un schéma similaire à celui de la figure 1, mais dans lequel c'est la tuyère secondaire qui est active.
Pour des raisons de clarté, les mêmes éléments ont été désignés par des références identiques. De même, seuls les éléments essentiels pour la compréhension de l'invention ont été représentés, et ceci, sans respect de l'échelle et de manière schématique.
Les figures 1 et 2 illustrent de manière schématique un dispositif d'aspiration pneumatique (1) fonctionnant à base d'air comprimé à environ 6 à 7 bars, qui est fourni ici par l'intermédiaire de l'arrivée (2). On distingue également la présence de classiques moyens de distribution (3) qui sont chargés de réguler la pression de l'air qui va être admis dans le dispositif d'aspiration pneumatique (1), en vue notamment de maîtriser le niveau de dépression final pour d'évidentes raisons de sécurité. De manière tout aussi classique, le dispositif d'aspiration pneumatique (1) est doté d'une tuyère (10), dite principale, qui est conformée de façon à ce que la détente de l'air comprimé à travers elle puisse générer, par réaction dans le bidon de récupération (50), une aspiration de fort débit et de dépression limitée. Conformément à l'objet de la présente invention, le dispositif d'aspiration pneumatique (1) comporte, en outre, une tuyère secondaire (20) qui est, quant à elle, conformée, de manière à ce que la détente de l'air comprimé à travers elle soit en mesure d'engendrer, par réaction, une aspiration de faible débit mais de dépression importante. Cette tuyère secondaire (20), coaxiale à la tuyère principale, est, par ailleurs, montée mobile en déplacement en translation, entre une position passive (figure 1) où elle a fonction de buse de détente, et dans laquelle la détente effective de l'air comprimé s'effectue via la tuyère principale (10), et une position active (figure 2), dans laquelle la détente effective de l'air comprimé est réalisée par l'intermédiaire de ladite tuyère secondaire (20) ; l'air comprimé à détendre étant acheminé par la buse arrière (200) solidaire dans ses mouvements de la tuyère secondaire.
Dans ce mode particulier de réalisation, choisi uniquement à titre d'exemple, la tuyère principale (10) et la tuyère secondaire (20) sont coaxiales. De plus, la tuyère secondaire (20) est montée mobile en translation axiale par rapport à la tuyère principale (10). Mais, bien entendu, d'autres positionnements relatifs et d'autres types de mobilités pourraient parfaitement être envisagés.
Selon une particularité de l'invention, le dispositif d'aspiration pneumatique (1) comporte, par ailleurs, des moyens de déplacement (30) qui sont agencés de manière à pouvoir assurer la mobilité de la tuyère secondaire (20) entre sa position passive (figure 1) et sa position active (figure 2), parfaite et repérée et permettant de satisfaire aux exigences aérauliques "venturi". De manière particulièrement avantageuse, les moyens de déplacement (30) comportent ici un vérin (31) qui est en mesure de déplacer la tuyère secondaire (20) entre sa position passive (figure 1) et sa position active (figure 2) dans lesquelles ladite tuyère secondaire est disposée respectivement à distance et sensiblement à l'intérieur de la tuyère principale. Cette caractéristique permet en quelque sorte de pouvoir neutraliser la tuyère principale (10) de manière réversible, en venant modifier sa section interne par interposition de la tuyère secondaire (20) entre le flux d'air comprimé et ladite tuyère principale (10).
Dans cet exemple de réalisation, le vérin (31) est composé d'une tige creuse (32) qui est solidaire d'un piston (33) monté coulissant à l'intérieur d'une chambre étanche (34) ; l'extrémité distale de la tige creuse (32) étant solidaire de la tuyère secondaire (20). Par ailleurs, la tige creuse (32) comporte, d'une part, une ouverture d'admission (35) communiquant avec des moyens d'alimentation (4) en air comprimé, et d'autre part, une ouverture d'échappement, constituant une buse de diffusion (36) débouchant directement dans la tuyère secondaire (20). La tige creuse sert ainsi avantageusement de conduit pour amener l'air comprimé jusqu'à l'intérieur du dispositif d'aspiration pneumatique (1) de type "venturi".
Selon une autre particularité de l'invention, le dispositif d'aspiration pneumatique (1) comporte des moyens de contrôle (40) qui sont aptes à commander la mise en œuvre bidirectionnelle des moyens de déplacement (30). Concrètement, les moyens de contrôle (40) du niveau de vide dans le bidon de récupération, comportent une valve qui est en mesure d'injecter de l'air sous pression, via la conduite (5), dans la partie active (37) de la chambre (34) du vérin (31), faisant ainsi translater le piston (33) et conséquemment, la tuyère secondaire (20), pour générer une dépression plus importante, et ce, sans injection d'air comprimé dans la partie active (37) de la chambre (34) du vérin (31), la position stable du piston (33) étant, de fait, la position retirée du vérin.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, les moyens de contrôle (40) sont, en outre, aptes à déterminer le niveau de la dépression générée à l'intérieur du dispositif d'aspiration pneumatique (1). Dans la pratique, les moyens de contrôle (40) communiquent avec l'intérieur du dispositif d'aspiration pneumatique (1) par l'intermédiaire d'un conduit (6).
De manière particulièrement avantageuse, les moyens de contrôle (40) sont aptes à commander automatiquement la mise en œuvre ou des moyens de déplacement (30) lorsque la dépression à l'intérieur du dispositif d'aspiration pneumatique (1) dépasse une valeur seuil prédéterminée ou retombe en deçà de cette valeur seuil après fonctionnement à haute dépression.
Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 1, dans la pratique, le dispositif d'aspiration pneumatique (1) est configuré par défaut pour fonctionner avec la tuyère principale (10) ; la tuyère secondaire (20) étant en positon passive. L'air comprimé en provenance de l'arrivée (2) (flèche fl) est admis dans le système (flèche f2) sous contrôle des moyens de distribution (3). L'air comprimé arrive ensuite (flèche f3) via le conduit (4) dans la partie passive (38) de la chambre (34) du vérin (31). Il passe alors par l'ouverture d'admission (35) dans la tige creuse (32) qu'il traverse (flèche f4) jusqu'à déboucher dans la tuyère secondaire (20) via la buse (36), dont la fonction détente est neutralisée en position arrière. En raison de sa grande vitesse de déplacement, l'air comprimé est quasiment injecté (flèche f5) dans la tuyère principale (10) qui est avantageusement positionnée dans son axe. Une fois arrivé dans la tuyère principale (10), le gaz sous pression peut alors se détendre complètement (flèche f6) puisque l'ouverture (11) de ladite tuyère principale (10) donne sur l'extérieur. La dépression (flèche f7) qui est créée à l'intérieur du dispositif d'aspiration pneumatique (1) s'étend alors à un bidon de récupération (50) pourvu d'un suceur d'aspiration (51). Le phénomène d'aspiration qui est alors engendré à l'extrémité du suceur d'aspiration (51) (flèche f8) permet d'aspirer de la matière (100) qui va s'accumuler avantageusement dans le bidon de récupération (50).
Lorsque, par exemple, pour des raisons d'obturation et de difficulté d'aspiration, le niveau de dépression à l'intérieur du dispositif d'aspiration pneumatique (1) atteint une valeur seuil prédéterminée, les moyens de contrôle (40) vont en être informés grâce à la présence du conduit (6). Conformément à la figure 2, les moyens de contrôle (40) vont alors commander la mise en œuvre des moyens de déplacement (30) afin d'activer la tuyère secondaire (20). Pour cela, de l'air comprimé va être injecté via la conduite (5) (flèche f9) dans la partie active (37) de la chambre (34) du vérin (31), ce qui va entraîner le déplacement du piston (33). La tuyère secondaire (20) va, par conséquent, se translater en direction de la tuyère principale (10), jusqu'à sa position active. L'air comprimé, qui circule toujours notamment dans la conduite (4), dans la partie passive (38) de la chambre (34) et dans la tige creuse (32), va alors se détendre au niveau de la tuyère secondaire (20) dont le positionnement rend inopérant la tuyère principale (10). En raison de la configuration interne particulière de la tuyère secondaire (20), la dépression, alors générée est beaucoup plus importante, même si le débit a, lui, diminué. Cela permet avantageusement de poursuivre l'aspiration de manière efficace, à haute dépression, même si la nature rend cette opération, à priori, difficile. Dès que le niveau de dépression dans le bidon redescend, suite à la désobstruction grâce à la haute dépression, les moyens de contrôle changent d'état et donnent ordre à la tuyère secondaire (20) de reprendre sa position neutralisée initiale pour laisser active seule la tuyère, principale permettant alors l'aspiration à grand débit de reprendre

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'aspiration pneumatique (1) comportant une tuyère (10), dite principale, à travers laquelle la détente d'un gaz comprimé est apte à générer par réaction une aspiration de débit et de dépression donnée, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, au moins une tuyère secondaire (20) à travers laquelle la détente du gaz comprimé est apte à générer par réaction une aspiration d'un débit inférieur et d'une dépression supérieure respectivement au débit et à la dépression obtenue avec la tuyère principale (10), et en ce que chaque tuyère secondaire (20) est montée mobile en déplacement entre une position passive, dans laquelle la détente effective du gaz comprimé est opérée par la tuyère principale (10); et une position active, dans laquelle la détente effective du gaz comprimé est opérée par ladite tuyère secondaire (20).
2. Dispositif d'aspiration pneumatique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tuyère principale (10) et la tuyère secondaire (20) sont coaxiales et en ce que ladite tuyère secondaire (20) est montée mobile en translation axiale par rapport à ladite tuyère principale (10).
3. Dispositif d'aspiration pneumatique (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de déplacement (30) aptes à assurer la mobilité de chaque tuyère secondaire (20) entre sa position passive et sa position active.
4. Dispositif d'aspiration pneumatique (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (30) comportent un vérin (31) qui est apte à déplacer la tuyère secondaire (20) -entre sa position passive et sa position active dans lesquelles ladite tuyère secondaire (20) est disposée respectivement à distance et sensiblement à l'intérieur de la tuyère principale (10).
5. Dispositif d'aspiration pneumatique (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le vérin (31) est doté d'une tige creuse (32) comportant, d'une part, une ouverture d'admission (35) communiquant avec des moyens d'alimentation (4) en gaz comprimé, et d'autre part, une ouverture d'échappement (36) débouchant directement dans la tuyère secondaire (20).
6. Dispositif d'aspiration pneumatique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de contrôle (40) aptes à commander dans les deux sens la mise en œuvre des moyens de déplacement (30).
7. Dispositif d'aspiration pneumatique (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de contrôle (40) sont aptes à déterminer la dépression générée à l'intérieur dudit dispositif d'aspiration pneumatique
(1).
8. Dispositif d'aspiration pneumatique (1) selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens de contrôle (40) sont aptes à commander automatiquement la mise en œuvre des moyens de déplacement (30) lorsque la dépression à l'intérieur du dispositif d'aspiration pneumatique (1) atteint une valeur seuil prédéterminée.
9. Dispositif d'aspiration pneumatique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la source unique d'énergie constituée par le gaz comprimé est de l'air comprimé.
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