<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne des perfectionnements aux dispositifs aérateurs du type pouvant être raccordé aux robi- nets d'eau et à des dispositifs similaires.
Le dispositif aérateur conforme à l'invention com- prend : un boîtier, comportant,à ses extrémités opposées, un ori- fice d'admission et un orifice de sortie et, dans sa paroi, des passages d'air latéraux; un disque perforé s'étendant transversale- ment dans ce boîtier entre l'orifice d'admission et les passages précités ; un corps brise-jet et mélangeur, s'étendant vers le bas
<Desc/Clms Page number 2>
à partir du disque précité et pouvant recevoir des jets de liqui de sortant des ouvertures pratiquées dans le disque ;
enfin, un dis- positif déflecteur, de forme générale annulaire, disposé entre les passagés et le corps et servant à détourner vers le haut en direc- tion du disque perforé l'air admis provenant des passages préci- tés et, de là, à détourner cet air au moins en partie vers le bas entre le dispositif déflecteur et le corps précités, de manière que, de façon générale, cet air s'écoule simultanément dans le mê- me sens que le liquide circulant de l'orifice'd'admission jusqu'à l'orifice de sortie, le dispositif déflecteur précité étant en contact, à sa partie inférieure, avec la paroi intérieure du'boi- tier, en dessous des passages d'air;
afin que l'air provenant des passages d'air ne puisse pas circuler vers le bas jusque dans le boîtier, et ce dispositif déflecteur s'étendant vers le haut à quelque distance du corps précité ainsi que de la paroi intérieure du boîtier jusqu'au-delà et au-dessus des passages d'air, ce dispo- sitif déflecteur étant, à sa partie supérieure, espacé de la face .inférieure du disque précité.
Les dispositifs aérateurs servant à mélanger de l'eau et de l'air sont maintenant largement connus et utilisés sur des robinets et d'autres dispositifs de sortie ou de prise d'eau.
Ces dispositifs sont extrêmement utiles et avantageux parce qu'ils peuvent produire un courant cohérent, doux, comportant énormément de bulles et qui n'éclabousse sensiblement pas et qui contient une proportion relativement importante d'air entraîné. On a proposé divers modes d'exécution de dispositifs aérateurs de ce genre, et la présente invention se rapporte particulièrement à des perfec- tionnements apportés à un dispositif dont les caractéristiques gé- nérales sont décrites dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique
Joseph J. Goodrie n 2.510.396 et 2.761.662.
Dans ces brevets antérieurs, le dispositif aérateur est caracté- risé par un boîtier cylindrique comportant : des passages d'air
<Desc/Clms Page number 3>
latéraux ; un disque perforé, servant à former des jets d'eau au voisinage des orifices d'admission ou d'entrée d'air; un bouchon ou obturateur brise-jet contre lequel frappent les jets; un écran, servant à empêcher l'eau de produire des éclaboussures à l'exté- rieur à travers ces passages d'air; enfin, un dispositif situé à l'extrémité de sortie du boîtier et servant à unir l'eau et l'air entraîné sous la forme d'un courant homogène.
Bien que les dispositifs aérateurs du type p r é - cité soient extrêmement efficaces et d'un usage très répandu, on a constaté que, en apportant certaines modifications de struc-
Lire, il-est possible d'obtenir un courant plu, doux qui produit un éclaboussement encore plus faible et dans lequel l'eau a moins tendance à être déviée à travers les passages d'air lorsque son écoulement à l'intérieur du dispositif se trouve partiellement restreint ou obstrué. En même temps, on conserve dans la présente invention les autres avantages de fonctionnement et de structure propres aux dispositifs décrits dans les brevets précités.
En con- séquence, la présente invention a pour objet : - un aérateur de réalisation nouvelle conçu de ma= nière à produire un courant aéré homogène présentant par sa dou- ceur, et du fait qu'il ne produit pas d'éclaboussures, des carac- téristiques meilleures que celles des dispositifs antérieurs; - un nouvel aérateur du type précité qui est en outre caractérisé par la forme ramassée et la simplicité de sa structure, ce qui lui permet de satisfaire aux règlements concer- nant les installations de plomberie et en même temps facilite le nettoyage du dispositif par des personnes qui ne sont pas expertes en mécanique.
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront de la description détaillée donnée ci-après, à titre non limitatif de la portée de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel :
La figure lest une vue en élévation de côté d'un
<Desc/Clms Page number 4>
aérateur constituant un mode de réalisation particulier de l'in- vention et montrant cet aérateur monté sur l'orifice de sortie d'un robinet ; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale par- tielle prise par 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue partiellement éclatée du dispositif montrant la manière dont on assemble ses pièces consti- tutives; la figure 4 est une vue en coupe transversale prise sensiblement par 4-4 de la figure 2; la figure 5 est une vue en coupe transversale.prise sensiblement par 5-5 de la figure 2;
la figure 6 est une vue en plan par-dessous du dis- positif représenté sur la figure 2.
Comme représenté sur le dessin, le dispositif aéra- teur comporte un boîtier ou manchon cylindrique extérieur 10 dont la longueur axiale est relativement courte et qui comporte, à son extrémité d'admission, un taraudage 11 servant à fixer le disposi- tif sur l'orifice de sortie fileté d'un robinet, cornue représenté partiellement en 12. La paroi du boîtier 10 comporte plusieurs fentes ou ouvertures latérales 13 qui servent de passages d'air pour amener de l'air à l'intérieur du dispositif. Dans l'exemple considéré, trois fentes 13 de ce genre sont espacées circonféren- tiellement sur la paroi du boîtier 10, mais on peut utiliser un nombre désiré quelconque d'ouvertures.
Immédiatement au-dessous des fentes 13, la paroi intérieure du boîtier 10 comporte un petit épaulement ou portée annulaire 14 sur lequel prend appui un rebord latéral 16 s'éten- dant vers l'extérieur à partir de l'extrémité inférieure d'une ba- gue ou jupe annulaire verticale 17. Ainsi qu'on le voit particuliè- rement sur la figure 2, la jupe 17 est disposée concentriquement par rapport à la paroi du boîtier 10 et à quelque distance à l'in- térieur de celle-ci, et cette jupe s'étend au-dessus et en des-
<Desc/Clms Page number 5>
sous des fentes 13, de manière à former une sorte d'écran pour celles-ci.
Si on le désire, la partie latérale 16 formant rebord de la jupe 17 peut s'ajuster à frottement relativement serré à l'intérieur du boîtier 10, mais cette disposition n'est pas essen- tielle et la jupe 17 peut également être montée dans ce boîtier de manière qu'on puisse facilement la démonter et l'en enlever.
Sur l'extrémité axiale supérieure de la jupe 17 est disposé un élément d'espacement ayant la forme d'une rondelle ou disque circulaire 19 comportant plusieurs entailles 19 espa- cées circonférentiellement sur le bord périphérique extérieur de cette rondelle. Ainsi qu'on le voit en particulier sur les figures 4 et 5, les parties pleines ou dents 21,ménagées sur le bord de la rondelle entre les entailles 19,prennent appui contre l'extrémi- té axiale supérieure de la jupe 17 et l'on donne aux entailles 19 des dimensions radiales telles qu'elles s'étendent radialenient vers l'intérieur au-delà de la jupe 17. Sur le disque d'espacement 18 est superposé un disque 22 comportant plusieurs ouvertures 23 disposées, dans l'exemple considéré, suivant une disposition circu- laire (figure 4).
Ainsi qu'il est décrit ci-après, le disque d'es- pacement 18 et le disque perforé 22.qui lui est superposé,s'ajus- tant librement à l'intérieur de la partie supérieure du boîtier 10, de Manière qu'on puisse facilement les enlever de ce boîtier. Lors- que le dispositif aérateur est monté sur l'extrémité d'un robinet, comme représenté sur les figures 1 et 2, on interpose un joint 24, fait de caoutchouc ou d'une matière similaire, entre le disque 22 et l'extrémité ouverte du robinet 12, de manière à réaliser un joint étanche à l'eau, grâce à quoi l'eau sous pression provenant du robinet 12 est expulsée par les ouvertures 23 de manière à cons- tituer une multitude de jets sensiblement indépendants ou discrets qui sont entourés par de l'air.
Un corps brise-jet ou de mélange,orienté vers le bas et se présentant sous la forme d'un obturateur 26, est suspendu
<Desc/Clms Page number 6>
au centre à partir du disque 22, cet obturateur brise-jet compor- tant, dans l'exemple considéré, une partie terminale supérieure 27,de diamètre réduit,qui traverse une ouverture centrale 28,pra- tiquée dans le disque 22,et qui est déformée,à son extrémité en saillie,de la manière générale utilisée pour une liaison par rivet.
Cet obturateur brise-jet 26 présente une forme générale en ogive ou en champignon qui comprend un col 29,de dimension réduite,situé im- médiatement en dessous du disque perforé 22;et une partie bulbeuse ou évasée 31,s'épanouissant brusquement dans le sens radial et assurant vis-à-vis de l'eau la première fonction de brise-jet de l'obturateur. La partie élargie 31 comporte un épaulement nnulai- re 32 à courbure régulière, s'inclinant vers le bas et disposé di- rectement au-dessous des ouvertures 23, de sorte que les jets d'eau provenant de ces ouvertures peuvent frapper cet épaulement.
Ainsi qu'on le voit facilement sur'les figures 2 et 3, l'élément d'espacement 18 comporte une ouverture centrale élargie 33 qui est de diamètre suffisant pour laisser dégagées toutes les ouvertures 23 disposées circonférentiellement. En d'autres termes, toutes les ouvertures 23 sont disposées à l'intérieur de la zone de l'ou- verture agrandie 33 pratiquée dans l'élément d'espacement sous-ja- cent, de sorte que les jets d'eau sortant des ouvertures 23 peuvent frapper directement l'épaulement curviligne 32 de l'obturateur brise-jet. Une tige cylindrique allongée ou partie de queue 33. de diamètre réduit, s'étend vers le bas à partir de la partie élargie 31 de l'obturateur brise-jet 26.en faisant corps avec cette partie, 31 et elle se termine à courte distance au-dessus de l'extrémité inférieure ouverte du boîtier 10.
La paroi intérieure de la partie inférieure du boî- tier 10,située en dessous de 1'épaulement 14,comporte une série d'épaulements annulaires 34 disposés en gradins, le diamètre in- térieur du boîtier 10 diminuant par palier d'épaulement en épaule-
<Desc/Clms Page number 7>
ment dans le sens d'écoulement du fluide vers l'ouverture de sor- tie qui est désignée par 36. Comme décrit ci-après, ces épaule- ments en gradin 34 ont pour fonction de constituer des surfaces brise-jet additionnelles pour le courant formé d'un mélange d'eau et d'air ainsi que d'assurer une union de manière à évacuer un courant homogène contenant de nombreuses bulles à partir de l'ori- fice de sortie 36 du boîtier.
Afin de retarder d'une manière un peu plus marquée 1'écoulement du fluide et, de ce fait, de donner plus de douceur au.courant de sortie, il est préférable que les épaulements 34 soient disposés avec une légère inclinaison, ainsi qu'on le voit au mieux sur la figure 2, cette inclinais.on étant dirigée vers le bas et radialement vers l'extérieur du dispositif.
En d'autres termes, les épaulements inclinés 34 constituent effec- tivement des surfaces légèrement en dépouille ou rentrantes dans le sens opposé à la direction de l'écoulement du fluide.
Ainsi qu'il est décrit plus complètement dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.761.662,mentionné précédem- ment, l'aérateur objet de la présente invention est réalisé de ma- nière à constituer également des sous-ensembles séparés, comme on le voit sur al vue éclatée de la figure 3, qui peuvent être facile- ment démontés en vue du nettoyage et être remontés avec peu de ris- que d'erreurs même par des personnes peu expertes en mécanique.
De plus, la simplicité de structure et d'assemblage facilite gran- dement la fabrication économique de l'appareil ou dispositif.
En cours de fonctionnement, l'eau sous pression pé- nètre à l'extrémité supérieure ou d'admission du boîtier 10 et elle est expulsée par les petites ouvertures 23 pratiquées dans le disque 22, ce qui crée une multitude de jets d'eau fins et dis- tincts en dessous de ce disque 22. L'espace 37 (figure 2),tel qu'il est délimité en dessous du disque 22 et entre la périphérie de l'ou verture centrale 33 et le bouchon brise-jet 26,constitue en fait une première chambre ou zone de mélange à l'intérieur de laquelle
<Desc/Clms Page number 8>
les jets d'eau provenant des ouvertures 23 sont d'abord mélangés avec de l'air.
A cause de leur nature distincte ou relativement indépendante, les jets d'eau sortant des ouvertures- 23 se trouvent entièrement entourés par de l'air qui pénètre librement dans la chambre de mélange primaire 37, de la manière indiquée par les flé ches sur la figure 2. Ainsi, de l'air extérieur traverse les fen- tes latérales 13 et s'élève entre la jupe 17 et le boîtier 10 et, de là, se dirige radialement vers l'intérieur et vers le bas à travers les entailles aménagées dans l'élément d'espacement 18 pour atteindre l'intérieur du dispositif aérateur. Comme on le voit une partie de l'air entrant a, de cette manière, accès à la cham- bre de mélangeage primaire 37 afin d'assurer un contact initial avec les jets d'eau sortant des ouvertures 23.
Pendant que les jets d'eau se dirigent vers le bas à travers l'espace 37 alors qu'ils sont entourés par de l'air, ce dernier se trouve entraîné dans ces jets et ceux-ci frappent alors avec une force considérable la partie incurvée 32 en forme d'épau- lement de l'obturateur brise-jet, ce qui provoque un éclabousse- ment et un rebondissement énergiques des courants d'eau vers l'ex- térieur et les amène en contact avec le bord périphérique vertical de l'ouverture 33 et, en particulier, avec l'arête inférieure de ce bord.
Cette arête joue un rôle extrêmement utile en ce qu'elle brise et subdivise la projection d'eau en cours de rebondissement, de telle sorte qu'une partie de l'eau provenant de cette multitude de jets se trouvera également déviée contre la face inférieure du disque d'espacement 18, à l'endroit des parties pleines ou dentu- res radiales 21 de celui-ci, et également en direction radiale vers l'extérieur contre la jupe verticale 17. On comprendra que, de cette manière, les jets d'eau se trouvent brisés et mélangés d'une manière très poussée avec l'air dans la zone de mélange pri- maire 37 et aussi, à un plus haut degré,dans l'espace annulaire adjacent 38,situé entre la jupe verticale 17 et la partie élargie
<Desc/Clms Page number 9>
31 en forme de bulbe de l'obturateur brise-jet.
Par conséquent, la zone 38 peut être considérée comme une seconde chambre brise- jet et de mélange.
Une des caractéristiques distinguant le dispositif conforme à l'invention des dispositifs aérateurs connus jusqu'ici, réside dans l'emplacement et la forme de l'écran 16-17. On compren- dra que, au cours de l'action de brise-jet et de mélange ainsi que pendant l'éclaboussement de l'eau dans les zones 37 et 38, la jupe verticale 17, qui s'étend à la fois au-dessus et au-dessous des passages d'air 13, sert effectivement à couvrir ou protéger ces passages d'air de manière à éviter que l'eau soit projetée à l'extérieur par ces passages et obstrue le passage libre offert à l'air jusqu'à l'intérieur du dispositif aérateur.
Cependant, dans les dispositifs aérateurs de ce type général proposé jusqu'ici, la jupe ou écran prévu pour les passages d'air était raccordé à la structure de l'aérateur au-dessus des orifices d'admission d'air, l'extrémité inférieure de la jupe s'étendant en dessous des pas- sages d'air, mais étant .libre et ouverte, de sorte que, pour par- venir jusqu'à la chambre de mélange, la totalité de l'air devait passer à l'intérieur par les orifices latéraux, se diriger vers le bas entre la jupe et le boîtier et, de là, en dessous de l'ex- trémité inférieure de la jupe et vers le haut jusque dans la zone où s'effectuait la majeure partie de l'action brise-jet sur l'eau et du mélange de l'air et de l'eau.
En conséquence, dans les dis- positifs antérieurs de ce genre,il fallait que l'air entrant pénè- tre dans la chambre primaire de brise-jet et de mélange en pas- sant dans le sens ascendant à contre-courant du sens général des- cendant du courant d'eau.
Dans le dispositif conforme à la présente invention, ainsi qu'on le voit plus particulièrement sur la figure 2, l'extré- mité inférieure de la jupe verticale 17 se trouve effectivement fermée au passage de l'air par le rebord terminal 16 en contact
<Desc/Clms Page number 10>
avec la paroi intérieure du boîtier 10 et, de ce fait, l'air en- trant doit nécessairement se diriger vers le haut et passer au- dessus de la partie supérieure de la jupe 17 pour pouvoir parvenir à l'intérieur du dispositif aérateur. Bien entendu, une des fonc- tions de l'élément d'espacement 18 est d'assurer, à l'aide des entailles marginales 19, le jeu ou les conduits nécessaires pour le passage de l'air au-dessus de la partie supérieure de la jupe 17.
E certaine quantité de l'air pénétrant ainsi à l'intérieur du dispositif doit alors s'écouler latéralement et, de façon géné- rale, vers le haut jusque dans la chambre primaire 17 de mélange et de brise-jet et, pour parvenir à ce résultat, une certaine quan- tité de l'air entrant doit se déplacer dans un sens tel qu'il soit à contre-courant des jets d'eau entrants. Toutefois, on voit éga- lement que le reste de l'air se déplace nécessairement vers le. bas jusque dans là zone brise-jet secondaire 38,et cette partie du courant d'air se déplace dans un sens qui est celui de la di- rection générale du courant d'eau.
En conséquence, il s'ensuit que la combinaison ci-avant décrite constituée par l'écran 16-17 et le dispositif d'espacement 18-19-21 constitue un ensemble déflec- teur qui facilite grandement l'entraînement de quantité supplémen- taire d'air dans la zone brise-jet secondaire 38 du fait que, dans cette région, l'air et l'eau s'écoulent simultanément dans le mê- me sens et que, dans un courant de ce genre, il se produit néces- sairement un effet d'aspiration.
Comparé aux dispositifs aérateurs antérieurs, dans lesquels la quasi-totalité de l'air entrant doit s'écouler vers le bas et, de là, vers le haut en dessous de l'extrémité infériez re de la jupe afin d'avoir accès jusqu'à une zone primaire de mé- .lange,grâce à la présente invention, une quantité d'air relative- ment plus importante peut pénétrer dans le dispositif contribuant . ainsi à un plus haut degré d'aération, ce qui donne, dans le cou- rant aéré final, de meilleures caractéristiques de douceur et de non-éclaboussement.
Bien entendu, pour tirer complètement parti de
<Desc/Clms Page number 11>
l'accroissement de l'air entraîné par suite du trajet d'écoulement différent suivi par l'air entrant, il est essentiel que la volume total de l'espace délimité par les entailles marginales 19 soit suffisant pour assurer à l'air un passage libre sensiblement non obstrué jusque dans l'espace intérieur du dispositif aérateur.
De plus, l'ensemble à écran conforme à l'invention réduit plus en- core qu'il n'était possible de le faire jusqu'ici toute tendance de l'eau à revenir en arrière et à sortir par les fentes 13 lors- qu'il existe une obstruction partielle de l'écoulement à l'intérieur du dispositif.
Outre l'avantage décrit ci-avant que présente le trajet d'écoulement de l'air en ce qu'il facilite l'entraînement de plus importantes quantités d'air dans le courant d'eau, les caractéristiques recherchées de douceur et de non-éclaboussement se trouvent également renforcées par le fait que la structure ob'- jet de l'invention constitue deux zones successives 37 et 38 de brise-jet et de mélange. Une partie de la rupture et de l'éclabous- sement des jets d'eau accompagnés d'un mélange préliminaire d'eau et d'air se produit dans la zone 37, mais un degré plus poussé de rupture et d'éclaboussement avec entraînement de quantités plus importantes d'air se produit également dans la zone secondaire 38.
Afin d'obtenir le fonctionnement le plus efficace, il est nécessai- re que les zones 37 et 38 soient séparées l'une de l'autre par un passage ou orifice annulaire relativement restreint comme celui qui se trouve délimité, d'une part, par l'arête infér ieure de l'ou- verture 33 pratiquée dans la rondelle 18 et,d'autre part, par l'épaulement incliné opposé 32 de l'obturateur brise-jet.
Ainsi que le montre de façon évidente la figure 2, cet orifice ou ouver- ture annulaire constitue, dans tout le passage offert à l'écoule- ment en dessous du disque 22, l'endroit le plus étroit ou le plus- restreint, et c'est cette restriction qui, pour une large part, détermine le fonctionnement convenable des chambres brise-jet 37
<Desc/Clms Page number 12>
et 38 qui sont plus ou moins séparées l'une de l'autre, ce qui donne un courant aéré présentant de meilleures caractéristiques.
Bien qu'il soit nécessaire- que le- passage restreint ménagé entre l'arête: inférieure: de l'ouverture- 33 de: la., rondelle et l'obturateur brise.-et. soit déterminé de manière à offrir urne. certiane résistance au passage du fluide, il est en même temps, es- sentiel,- pour le bon fonctionnement de la chambre brise-jet 37, que la section de ce passage annulaire soit au moins légèrement supérieure à la section totale des ouvertures 23 pratiquées dans le disqwe. 22. S'il n'en est pas ainsi, particul ièrement à des dé- bits élevés, l'eau entrant dans le dispositif aurait une tendance indésirable à se rassembler dans l'espace 37 et à remplir celui-ci.
Dans ces conditions, on ne bénéficierait pas de la nature indépen- dante ou distincte des jets d'eau individuels sortant par les.ou- vertures 23 et il ne se produirait pas de chocs et d'éclabousse- ment des jets d'eau distincts qui sont nécessaires pour un mélange de l'air avec l'eau et un entraînement d'air efficaces. En outre, la section transversale minimum de l'espace annulaire 38 entre la jupe 17 et la partie 31 d'obturateur doit également être supérieu- re à la section de l'orifice annulaire restreint servant à l'écou- lement ainsi qu'à la section totale des ouvertures 23. De cette manière, cet espace 38 n'aura jamais tendance à se trouver plein d'egu.
Pendant que le mélange aéré d'eau et d'air passe de la chambre de mélange secondaire 38 dans la région des épaule- ments en gradin 34, d'autres effets de brise-jet et d'éclabousse- ment d'eau se produisent également entre ces épaulements en gra- din 34 et l'obturateur brise-jet 26, comme décrit précédemment.
De plus, ainsi qu'on l'a mentionné antérieurement, la disposition angulaire en dépouille des épaulements 34 retarde, jusqu'à un cer- tain degré, l'écoulement du courant fluide et améliore plus encore la douceur désirable de ce courant. Toutefois, ce qui est plus im-
<Desc/Clms Page number 13>
portant, la série d'épaulements en gradin 34, coopérant avec la partie de tige coaxiale 33, l'obturateur brise-jet 26 assure l'u- nion intime de l'eau qui est alors complètement aérée, de sorte qu'un courant homogène émerge de l'orifice de sortie 36 du dis- positif.
Comme on le comprendra également, la queue allongée 33 formée sur l'obturateur tampon 26 sert' à remplir ou occuper la partie centrale du boîtier 10 au voisinage de l'extrémité de sor- tie de celui-ci, ce qui aide à maintenir une vitesse d'écoulement appropriée à la sortie du dispositif.
Bien que l'invention ait été décrite en référence à un mode d' exécution particulier de celle-ci, on doit comprendre que diverses modifications peuvent y être apportées sans se dépar- tir de l'esprit de la présente invention.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.