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PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS POUR PURIFIER L'AIR.
La présente Invention se rapporte aux dispositifs destinés à débarrasser l'air, ou tout autre gaz, des particules solides ou liquides qui peuvent y être contenues, et plus parti- culièrement aux dispositifs utilisant la différence de poids spécifique entre le fluide aériforme et les particules d'au- tre matière qui sont en suspension dans ce fluide pour effeo- tuer la .séparation, en obligeant le fluide aériforme à s'écou- ler en changeant de direction.
L'objet principal de l'inven- tion consiste à séparer les particules étrangères de l'air, à %.1,'endroit où cet air doit être utilisé, et d'empêcher en parti- oulier le sable, la poussière ou tout autre matière du même
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genre d'entreans les cylindres des moteurs à combustion interne avec le mélange carburé.
Le dispositif conforme à l'invention, qui peut être placé dans l'organe d'admission d'un moteur à combustion interne ou de toute autre machine à aspiration, ou qui peut constituer une partie de cet organe, est disposé de manière à dévier le courant d'air allant au cylindre ou à la machine, de manière que les particules de matières plus lourdes con- tenues dans l'air en soient séparées sous l'influence de leur poids spécifique plus élevé et de leur tendance plus grande en conséquence à continuer à se mouvoir dans la di- rection initiale du courant.
L'invention concerne enfin certains détails de cons- truction qui vont être décrits ci-dessous.
Sur les dessins ci-joints sur lesquels les mêmes piè- ces sont indiquées par les mêmes numéros de référence dans toutes les figures: la fig. 1 est une élévation de coté, partie en coupe, du mode d'exécution préféré de l'invention, la fig. 2 est une élévation de bout, partie en coupe, regardée à partir de la droite de la fig. 1, la fig. 3 est une vue de détail de l'extrémité d'en- trée de l'épurateur d'air ou aspirateur de poussière, une partie de l'enveloppe étant enlevée pour qm'on puisse voir les organes destinés à dévier le courant d'air, la figo 4 est une vue de bout d'un organe destiné à dévier le courant d'air, et qui constitue une partie du séparateur, la fig.
5 est une vue de détail d'un organe destiné à redresser le courant d'air et qui est placé dans l'orifice de sortie du séparateur, la fig. 6 est une vue de bout de détail de l'organe représenté fig. 5. si/}
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Les figs. 7 et 8 sont des vues de détail des aubes hélicoïdales constituant les éléments du dispositif déflec- teur destinée à dévier le courant d'air, la figo 9 est'une élévation montrant l'application du séparateur de poussière à un carburateur et au:- tuyau: d'admission multiples d'un moteur à combustion interne, la figo 10 est une vue en perspective de l'organe déflecteur, et la figo 11 est une élévation de coté, partie en coupe d'un mode d'exécution légèrement modifié du sépara- teur de poussières.
Pour empêcher l'usure rapide des cylindres, pis- tons et soupapes des moteurs à combustion interne pour au- tomobiles et pour empêcher la fermeture incomplète des soupapes dûe à la présence des grains de sable, ou autres, admis dans le moteur avec le mélange carburé, il est bon de disposer des organes destinés à purifier l'air de combustion admis dans les cylindres avant son mélange avec le combustible. L'épurateur d'air ou séparateur de pous- sière utilisé sur une automobile doit être construit de manière à pouvoir fonctionner indéfiniment, ou tout au moins très longtemps sans nécessiter un entretien parti- oulier; en outre, il doit avoir une grande efficacité pour pouvoir épurer 1,'air et sans diminuer la pression de cet air à son entrée dans le carburateur.
Parmi tous les sé- ou parateurs de poussière ceux du type oentrifuge/à déflec- teur ont la plus grande capacité de fonctionnement pen- dant de longues périodes sans nécessiter d'entretien par- ticulier; ce sont ceux qui sont le mieux adaptés aux au- tomobiles en particulier grâce au fait qu'ils ne nécessi- tent pas d&éntretien constant auquel l'automobiliste ne pourrait pourvoir. Le séparateur de poussière à défleo- tion ou centrifuge ci-dessous décrit est construit de
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manière qu'il ne nécessite aucun entretien, si ce n'est qu'il faut de temps en temps enlever, vider et remettre en place un collecteur de poussière qui y est fixé de façon détachable.
Le dispositif est construit de manière à ne dévier le courant d'air que dans dés directions per- mettant la séparation efficace de toutes les particules plus lourdes; lorsque ce travail est accompli l'air, qui a un mouvement en vrille, tend par sa propre inertie à s'échap- per de la chambre de séparation, et à continuer son chemin vers le moteur, en un courant direct sans tourbillon; tous les courants tourbillonnaires xxxx inutiles sont ainsi supprimas et il ne reste aucune traînée dans l'air allant au moteur.
La fig, 9 représente un épurateur d'air 20, conforme à l'invention, associé mécaniquement à un carburateur 21 fixé à la partie intérieure du conduit multiple d'admission 22. L'entrée et la sortie de l'air se font à l'extrémité 23 du séparateur de poussière qui est la plus proche du car- burateur et l'autre extrémité est fermée.
L'air pénètre dans le séparateur de poussière par une rangée annulaire de passages hélicoïdaux à l'endroit indiqué sur la figure par des flèches. 11 est forcé de suivre par suite un chemin hélicoïdal dans la chambre de séparation et il s'échappe de cette chambre vers le carburateur par un orifice central dis- posé concentriquement à la rangée annulaire des orifices d'en- trée ;
le mouvement tourbillonnaire de l'air est peu à peu amorti par un dispositif fixé à l'intérieur de l'orifice de sortie, et qui, par la manière dont il est constitué, aide à l'évacuation de l'airo Grâce à ce mode de construction la poussière est projetée radialement hors du courant d'air qui a un mouvement en vrille et ellese déplace suivant un mou- vement hélicoïdal allant de la paroi cylindrique vers l'extré-
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mité fermée de la chambre d'ou. elle s'échappe par un ori- fice approprié dans un collecteur de poussière amovible 24, La séparation de la poussière s'effectue grâce au mode de construction du séparateur d'air, qui va maintenant être décrit en détail, lorsque l'aspiration provoquée par les pistons établit un courant à travers ie séparateur.
Le mode d'exécution préféré de l'invention représenté sur les figs, de 1 à 10 va être décrit tout d'abord:
Ce mode d'exécution comporte une enveloppe cylindrique 25, ayant une section à peu près circulaire et dont l'une des extrémités est fermée par un couvercle 26, tandis que l'autre extrémité 23 comporte un déflecteur d'air 27 dans lequel sont ménagés les orifices d'entrée et de sortie de l'air à purifier. Les figs. 1 à 9 représentent le séparateur de poussière dans une position favorable, son axe étant à peu près horizontal. Un orifice 28 ménagé dans l'enveloppe 25 permet à la poussière séparée ou autres particules rela- tivement lourdes de quitter tangentiellement xxxxxx la cham- bre de séparation et de pénétrer dans le collecteur 24 vers le milieu de ce dernier.
Le déflecteur d'air 27 comprend un noyau tubulaire 29, droit de préférence, entouré, ainsi qu'il est représenté, par un rebord annulaire 30 ayant la forme d'un tronc de cône, allant en s'évasant vers l'intérieur de la chambre; l'arête libre de ce tronc de cône est disposée à peu près dans le même plan que l'extrémité intérieure du noyau tubulaire 29, et est à peu près concentrique à ce noyau, L'autre extré- mité du noyau tubulaire 29, dans le mode d'exécution repré- senté, fait saillie sur une xxxxxxxx certaine longueur au-delà de l'extrémité la plus petite du rebord 30, et au-delà de l'extrémité ouverte de l'enveloppe 25, de manière à permettre la connexion du séparateur de poussière avec la tubulure
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d'admission multiple ou le carburateur,
lorsque le séparateur de poussière ne fait pas corps avec ce carburateur. Lorsque le séparateur fonctionne un courant d'air circule continuel- lement dans le canal annulaire 31 entre le rebord 30 et le noyau tubulaire 29. Lorsque le rebord 30 ne fait pas corps avec le noyau 29, la bande 32, qui fait corps avec le rebord 30, constitue un organe permettant de fixer solidement le rebord au noyau. Des aubes de séparation 33, de forme hé- licoïdale, sont fixées xx ou font corps avec la partie exté- rieure du rebord évasé 30;elles ont une forme qui leur per- met de se loger convenablement à l'intérieur de l'extrémité ouverte de l'enveloppe cylindrique 25.
Ces aubes sont par suite plus étroites à l'extrémité la plus large du rebord conique qu'à son extrémité la plus étroite et la section transversale des passages ménagés entre elles diminue depuis l'extrémité d'entrée jusqu'à l'autre extrémité. Lorsque la pièce déflectrice 27 est assemblée avec l'enveloppe 25 le noyau 29 fait saillie d'une certaine longueur au-delà de a l'ouverture de l'enveloppe ainsi que'cela/été dit et les extrémités les plus larges des aubes 33 viennent affleurer à peu près à l'ouverture de l'enveloppe, les passages hé- licoïdaux pour l'entrée de l'air sont ainsi disposés tout contre la surface intérieure de l'enveloppe;les orifices de ces passages font face à l'extérieur dans des directions à peu près parallèles à l'axe de l'enveloppe 25.
Ces passa- ges ont une section transversale allant en diminuant depuis l'extérieur jusqu'à l'intérieur de la chambre de séparation, par suite de la forme de leur paroi intérieure, si bien que l'air qui pénètre dans ces passages reçoit un mouvement hé- licoïdal à grande vitesse en entrant dans l'enveloppe cy- lindrique;
il se dispose par suite suivant une mince couche annulaire.Bans le dispositif représenté, l' extrémité ouverte de l'enveloppe 25 va légèrement en s'évasant, comme cela est
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indiqué en 34 et les extrémités les plus larges des aubes 33 sont en saillie en ayant une inclinaison correspondante en 35, de manière à venir en contact avec l'extrémité évasée de l'en- veloppe, et à faciliter ainsi l'assemblage et la mise en posi- tion correcte de l'organe déflecteur, longitudinalement à l'enveloppe.
Bien que l'on ait décrit le déflecteur et l'enveloppe comme constitués par deux corps séparés, et cela pour qu'on puisse les fabriquer plus facilement, il est évident que le fonctionnement sera le même si ces deux parties forment un seul corps,
Le noyau central 29 du déflecteur 27 serti à évacuer l'air qui a été entraîné dans la chambre de séparation par les passages hélicoïdaux. Pour pouvoir être évacué le courant d'air, auquel un mouvement vertical à grande vitesse a été donné par l'aspiration dans les passages hélicoïdaux, au- dessus du rebord conique 30, doit revenir par le centre du courant d'air à travers le passage tubulaire ménagé dans le noyau 29, pour aller au cylindre du moteur.
Par suite de son inertie le mouvement tourbillonnaire donné à l'air, s'il n'était pas amorti, continuerait pendant son passage à travers les noyaux et imposerait par suite une résistance sans objet au moteur, le travail utile du courant d'air en vrille ayant déjà été accompli. Pour amortir gra- duellement le mouvement en vrille à l'intérieur du noyau 29 on a disposé un organe redresseur de courant 36; cet organe a une forme hélicoïdale à son extrémité intérieure.Il consis- te en une plaque mince de matière appropriée, en métal par exemple, dont les arêtes viennent en contact de façon conve- nable avec la surface intérieure du noyau tubulaire;
l'extré- mité intérieure de cette plaque est tordue en forme de vrille, et elle fait saillie dans la chambre à l'intérieur de l'envelop-
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pe 25. L'autre partie qui est disposée à l'intérieur du noyau vers l'extrémité d'évacuation est plane ou plate.
L'organe redresseur 36 peut/être tordu sur une partie de sa longueur, et constituer ainsi une plaque de guidage 37 s'étendant transversalement à l'extrémité intérieure du passage xxxxxx ménagé à l'intérieur du noyau. La plaque 26 peut être plate sur le reste de sa longueur en 38. Le pas de la partie tordue de cette plaque est opposé à celui des orifices hélicoïdaux d'entrée de l'air, dans ce mode d'exé- cution, et il est de même sens, en général, que celui du courant d'air.
Si, par exemple, les aubes 33, des orifices d'entrée d'air, regardées vers leur extrémité inférieure, c'est-à-dire à gauche de la figo 1, ou vers le bas sur la fig. 3, ont un pas à gauche, la partie tordue de la plaque 36 aura un pas à droite à son extrémité inférieure, et de préférence de même angle que celui du courant d'air, mais ce pas augmentera graduellement jusqu'à ce que l'on arrive à la partie plate 38; cet organe est ainsi adapté à guider le courant tourbillonnaire à l'intérieur de l'enveloppe dans l'orifice central du noyau, et à le transformer graduellement en un courant rectiligne., sans tourbillon,.
Le courant d'air vertical tend tout d'abord à suivre son mouvement en vrille dans l'orifice,mais il se transforme peu à peu en un courant rectiligne qui s'écoule de la chambre du séparateur en direc- tion opposée au courant d'entrée après avoir été débarrassé des particules plus lourdes. On a ménagé un évidement courbe 38a à l'extrémité extérieure 'de la plaque 36 pour ne pas gêner les mouvements d'une soupape à papillon, si l'on en utilise une à proximité de l'extrémité de cette plaque.
Dans le mode d'exécution représenté la partie plate du redresseur est à peu près verticale ou dans un plan qui coupe le collecteur 24 transversalement de haut en baso Cela, cependant, n'est pas indispensable; des encoches opposées 39
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sont ménagées dans l'extrémité extérieure en saillie du noyau tubulaire 29;
dans ces encoches viennent se loger des ergots 40 ménagés sur les faces opposées du redresseur
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36o Une tige ??41 a une de ses extrémités fixées à l'ex- trémité tordue de la plaque du redresseur . L'autre ex- trémité de cette tige, de diamètre plus petit, est file- tée, ainsi qu'il est indiqué en 42 et elle constitue un épaulement en 43, Grâce à ce mode de construction, la plaque de redressement 29 et la tige 41 peuvent servir de boulons de fixation pour relier les pièces ainsi assem- blées du séparateur de poussière ainsi que cela va être expliqué.
Le couvercle 26 ferme l'extrémité de l'enveloppe 25 qui est opposée à l'ouverture comportant l'orifice d'entrée et de sortie de l'air. Ce couvercle est rela- tivement rigide, il peut être moulé en un métal léger et solide et comporter un rebord 44 à l'intérieur duquel vient se loger très exactement l'extrémité de l'enveloppe 25. Un trou central ménagé dans le couvercle 26 permet le passage dans ce couvercle de l'extrémité filetée 42 de la tige 41. Un écrou 45 vissé sur cette extrémité 42 contre la face extérieure du couvercle sert à assembler les différentes parties, c'est-à-dire l'enveloppe, le couvercle et les organes déflecteur et redresseur.
Lorsqu'on regarde vers l'extrémité fermée du sépa- rateur de poussière, le couvercle 26 apparaît, comme cela est représenté fig, 2 comme ayant un contour circulaire sur la plus grande partie de sa surface, sauf à sa partie inférieure, de manière à former un espace compris entre les parties opposées du rebord et de l'enveloppe, espace dans lequel s'ouvre l'orifice de décharge de la poussière.
Le rebord 44 du couvercle 26 va en s'élargissant briusque-
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ment là où le contour du couvercle perd sa forme circulaire comme cela est indiqué en 46 et les arêtes 47 de ce rebord 46 sont reliées par une paroi 48 qui est incurvée suivant un arc de cercle qui s'adapte à la courbure de l'enveloppe 25. La partie du couvercle 26 a ainsi la forme d'un enton- noir dont deux des cotés sont inclinés symétriquement de fa- çon à se rapprocher vers leur .extrémité libre, tandis que les deux autres côtés sont à peu près parallèles.
L' extrémité inférieure de la partie en forme d'enton- noir du couvercle 26 peut comporter une rainure en 49, de manière à recevoir l'arête supérieure du collecteur de poussière 24. Le collecteur de poussière 24 est représenté maintenu en place par une anse 50 constituée de préférence en xxxxxx fil métallique élastique et ayant ses extrémités pivotantes dans des logements ménagés dans des oreilles 51 sur les parties 46 du couvercle. La partie inférieure trans- versale 52 de l'anse repose normalement dans une encoche ou une rainure étroite 53 ménagée dans le fond 54 du collec- teur 24.
Cette partie du fond 54 qui comporte la rainure 53 doit,bien entendu, faire saillie au-dessous des autres par- ties de manière à permettre à l'anse de pouvoir se déplacer librement devant les coins du collecteur.,
Dans le mode d'exécution représenté, le fond 54 com- porte une saillie allongée 55, placée parallélement à l'axe du séparateur, et comportant une rainure étroite 53, Le collecteur de poussière peut être facilement retiré, vidé et remis en place grâce agx dispositif décrit.
On a représenté fig. 11 un mode d'exécution légèrement modifié, dans lequel une plaque 56 est fixée de manière telle qu'elle laisse un espace d'air annulaire entre elle et la surface intérieure du couvercle 26a, et un passage annulaire pour la poussière, autour de son arête extéri eure. Pour fixer en place d'une manière convenable cette plaque, on a
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ménagé en son centre un trou qui permet de l'insérer sur la partie filetée 42 de la tige 41. La plaque 56 repose contre un épaulement 43 de la tige et est fixée de façon rigide par un écrou 57 vissé sur cette tige.
Gomme cette plaque laisse un espace pour le passage de l'air entre el- le et le couvercle, et comme elle laisse un passage annu- laire pour la poussière circulant le long de la paroi in- terne de l'enveloppe, elle fonctionne quelle que soit la disposition des organes qui la maintiennent en place. La présence de cette plaque nécessite de petites modifications dans la construction du couvercle. Ce couvercle 26a compor- te un rebord 44a, qui est légèrement plus large que le rebord représenté figo 1 et qui comporte une rainure destinée à re- de l'enveloppe 25 et à espacer cette extrémité cevoir l'extrémité/de la face intérieure du couvercle, comme cela est représenté.
L'éloignement de 1 '.extrémité de l'en- veloppe 25 de la face interne du couvercle laisse un espace assez large, circulaire, entre la partie inférieure de l'ex- trémité de cette enveloppe, et la paroi extérieure de la partie inférieure en forme d'entonnoir du couvercle, comme cela est indiqué en 58, Par cette large ouverture la pous- sière projetée dans l'espace d'air annulaire peut tomber, sous l'influence de son pas, dans le collecteur 24, Bien que le séparateur de poussière ci-dessus décrit soit desti- né particulièrement à être employé sur les moteurs à combustion interne il est clair qu'on peut l'employer à d'autres fins.
Lorsqu'il fonctionne pour purifier l'air utilisé comme agent de combustion dans les moteurs à combustion interne, les pis- tons du moteur aspirent l'air dans la chambre de séparation par la rangée annulaire,ci-dessus décrite, de passages héli- coïdaux et en sens inverse par l'orifice central de sortie allant à la tubulure d'admission du moteur.
Les passages hé- licoïdaux à section progressivement décroissante connert un mou-
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vement hélicoïdal à grande vitesse à l'air chargé de pous- sière qui tend, par suite de l'inclinaison des parois inté- rieures des passages hélicoïdaux et par suite de l'inertie de l'air et-de la poussière à presser contre la paroi inté- rieure de l'enveloppe 25, sous forme d'une couche relative- ment mince, animée d'un mouvement en vrille et à continuer ce mouvement à l'intérieur de la chambre de séparation après avoir quitté les passages hélicoïdaux.
Diaprés le principe sur lequel sont basés les sépara- teurs centrifuges ou à déflecteur,toutes les particules de matières en suspension dans l'air, et qui sont plus lourdes que l'air,sont projetées à l'extérieur et suivent des chemins hélicoïdaux allant de la paroi intérieure de la chambre en se dirigeant vers le couvercle à l'autre extrémité, tandis que le courant d'air qui a un mouvement en vrille perd pro- gressivement sa force en s'approchant du couvercle;
il garde cependant son mouvement en vrille et revient peu à peu en sens inverse vers l'orifice de sortie, en se rétractant à l'intérieur du courant d'air d'admission, et parallélement à la direction générale d'entrée. Lorsqueroe courant d'air ar- rive en contact avec l'extrémité tordue de la plaque de re- dressement, il tend à continuer à tourner comme précédemment sous l'influence de son inertie vers l'orifice de sortie, mais son mouvement de rotation diminue peu âpeu et le courant se transforme graduellement en un courantrectiligne ayant la direction de l'axe du noyau; l'air est ainsi débarrassé de la poussière.
Dans le séparateur de poussière représenté fig. 1 la poussière est projetée violemment, tangentiellement, par l'orifice 28, cet orifice étant placé de préférence de manière que le courant pénètre dans le collecteur 24cdans sa partie médiane.
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Dans le mode d'exécution représenté fig. 11 la poussière projetée dans l'espace placé derrière la plaque
56 y perd jusqu'à un certain point son mouvement en vrille et pénètre par une ouverture large 58 dans le collecteur
24. Le canal annulaire 31 compris entre le noyau 29 et le rebord conique 32 est rempli, pendant le fonctionnement, par de l'air se déplaçant à grande vitesse autour du noyau dans la même direction angulaire que le courant d'air principal.
Ce courant d'air circulaire empêche la poussiè- re de se glisser xx le long de la surface intérieure depuis les orifices d'entrée d'air jusqu'à l'orifice de sortie, car on s'est aperçu que la poussière avait tendance à ac- complir ce mouvement'lorsqu'elle trouve une surface unie sur laquelle elle peut se déplacer, Les parties principales du séparateur de poussière peuvent être construites en n'im- porte quelle matière appropriée et de préférence en des al- liages métalliques légers fondus ou forgés. La tige de jonction 41 et l'anse 50 peuvent néanmoins être constituées en acier.
Le terme "air" utilisé dans la description ci- dessus s'applique également à tout fluide aériforme. il est bien entendu que le fonctionnement du séparateur de poussière auquel se rapporte l'invention ne dépend pas des matières dont il est constitué, ni des détails de cons- truction ci-dessus décrits. L'invention n'est pas limitée auxmodes d' exécution représentes.
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