EP3092065B1 - Prémélangeur et installation associée - Google Patents

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EP3092065B1
EP3092065B1 EP14828478.9A EP14828478A EP3092065B1 EP 3092065 B1 EP3092065 B1 EP 3092065B1 EP 14828478 A EP14828478 A EP 14828478A EP 3092065 B1 EP3092065 B1 EP 3092065B1
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EP
European Patent Office
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premixer
fluid
shutter
pipe
inlet
Prior art date
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EP14828478.9A
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German (de)
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EP3092065A1 (fr
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Thierry Patrick Gérard DELERUE
Michael Jacques Gérard STEEN
Michel Lebey
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LEADER
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP3092065A1 publication Critical patent/EP3092065A1/fr
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Publication of EP3092065B1 publication Critical patent/EP3092065B1/fr
Active legal-status Critical Current
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C5/00—Making of fire-extinguishing materials immediately before use
    • A62C5/008—Making of fire-extinguishing materials immediately before use for producing other mixtures of different gases or vapours, water and chemicals, e.g. water and wetting agents, water and gases
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C5/00—Making of fire-extinguishing materials immediately before use
    • A62C5/02—Making of fire-extinguishing materials immediately before use of foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/235—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids for making foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3124—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characterised by the place of introduction of the main flow
    • B01F25/31242—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characterised by the place of introduction of the main flow the main flow being injected in the central area of the venturi, creating an aspiration in the circumferential part of the conduit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3125—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characteristics of the Venturi parts
    • B01F25/31251—Throats
    • B01F25/312511—Adjustable Venturi throat

Definitions

  • the present invention relates to a premixer and an installation comprising such a premixer.
  • foam Water is often insufficient to extinguish certain fires.
  • an additive is to be mixed with water to make it penetrating.
  • Hydrocarbon fires or polar solvent require smothering by a foam.
  • This foam is a heterogeneous mixture of air and water additivée, obtained using an emulsifying agent and a foam generator.
  • the suffocation by the foam or additive water is commonly used by firefighters in intervention or preventive planned on fixed installations in case of storage of hazardous products.
  • the production of foam is generally obtained using a pump, a tank containing an emulsifier or an additive, an injection system and dosing of the foam concentrate and a foam generator.
  • a Venturi type system allows the injection of liquid into a pressurized network. This injection is obtained by suction of the liquid to be injected through a decrease in the static pressure. It is an increase in the speed in the network which makes it possible to drop the static pressure.
  • the subject of the invention is a fluid premixer according to claim 1.
  • the premixer is according to any one of claims 2 to 10.
  • a premixer 10 is shown in perspective at figure 1 .
  • the premixer 10 is a fluidic connection that allows fluid flow between two elements. In the case of the present description, is considered a premixer 10 to ensure the connection between elements specific to the fluid flow.
  • a first unit is upstream of a second unit when the fluid is flowing from the first unit to the second unit.
  • a first unit is downstream of a second unit as fluid flows from the second unit to the first unit.
  • the premixer 10 comprises a conduit 12 and a housing 14.
  • the conduit 12 shown in more detail in FIG. figure 2 , comprises a first inlet 16 of a first fluid at a first pressure P1, a second inlet 18 of a second fluid to be mixed with the first fluid, a neck 20, a fluid outlet 22 at a second pressure P2, a shutter 24 duct 12, a closure member 26 of the second inlet 18.
  • the duct 12 extends along an axis X.
  • the duct 12 has a symmetry of revolution about the axis X.
  • the first input 16 is adapted to accommodate a first fluid.
  • the first fluid is pressurized water.
  • the first input 16 is adapted to be connected to a pressurized network.
  • pressurized network it is understood a network in which circulates a fluid under pressure, that is to say a fluid whose pressure is greater than 1 bar.
  • the first input 16 and the output 22 are coaxial.
  • the first input 16 and the output 22 are not coaxial, the conduit 12 having for example a bend.
  • the X axis is defined using the pass 20.
  • the first input 16 is a tip whose cross section in a plane perpendicular to the X axis is substantially constant along the X axis.
  • the outlet 22 is also a tip of substantially constant cross-section along the X axis.
  • the cross sectional area of the first inlet 16 and the cross sectional area of the outlet 22 are equal. This facilitates the adaptation of the premixer 10 to any system.
  • the neck 20 is located between the first inlet 16 and the outlet 22.
  • the neck 20 has a substantially constant cross section along the axis X.
  • the neck 20 is connected to the first inlet 16 by a convergent 30 and the outlet by a divergent 32.
  • the neck 20 forms a constriction between the first input 16 and the output 22.
  • the convergent 30 and the divergent 32 are coaxial, thus defining the axis X along which the duct 12 extends.
  • the cross-sectional area of the neck 20 is smaller than the cross-sectional area of the first inlet 16 and the cross-sectional area of the outlet 22.
  • the cross-sectional area neck 20 is such that it allows a speed of the first fluid to generate the suction of the second fluid by reducing the static pressure.
  • the convergent 30 connects the first inlet 16 to the neck 20.
  • the area of the cross section of the convergent 30 decreases progressively from the first inlet 16 to the neck 20. In the particular case of the figure 2 the decrease is continuous.
  • the divergent 32 connects the neck 20 to the outlet 22.
  • the area of the cross section of the divergent 32 increases progressively from upstream to downstream, that is to say from the neck to the exit 22. In the particular case of the figure 2 , the increase is continuous.
  • the shutter 24 of the duct 12 is movable between several positions each defining a degree of closure distinct from the duct 12.
  • the shutter 24 at least partially closes the neck 20.
  • the shutter 24 defines a passage in the neck 20, whose section has a variable area depending on the position of the shutter 24.
  • the passage is annular.
  • the shutter 24 extends into the neck 20.
  • the shutter 24 is profiled and extends into the divergent 32.
  • the shutter 24 has a front portion tapered upstream and a tapered rear portion downstream.
  • the shutter 24 is an ogive.
  • Such a shape has the advantage of limiting the forces exerted by the first fluid on the warhead and to reduce the pressure drop.
  • a shutter 24 is an ogive if the shutter 24 has a refined front portion of the upstream side and a rear refined part of the downstream side.
  • the shutter 24 is an axisymmetric ogee.
  • the shutter 24 is movable from one position to another by a translation along the axis X.
  • the shutter 24 is movable between all the positions situated between two extremal positions, the first extreme position corresponding to a position in which the shutter 24 completely closes the conduit 12 and a second extremal position corresponding to a position in which the shutter 24 is in the outlet 22 and leaves free the entire section of the neck 20.
  • This makes it possible to vary the area of the passage cross section of the neck 20 as a function of the position of the shutter 24.
  • the second entry 18 is, as figures 2 and 3 , a conduit opening into an O-input supplying the neck 20.
  • the second inlet 18 thus allows the injection of the second fluid.
  • the second fluid is an additive of the first fluid.
  • the second fluid is an emulsifier whose mixture with the first fluid makes it possible to obtain a mixture.
  • the second inlet 18 is adapted to be connected to a reservoir of fluid to be injected into the first fluid.
  • the pipe is provided with a closure member 26 of the second inlet 18.
  • the closure member 26 is movable between several positions each defining a degree of closure distinct from the second inlet 18.
  • the closure member 26 is a piston.
  • the position of the closure member 26 is a function of the position of the shutter 24 of the duct 12.
  • the injection of the second fluid into the first fluid is between 0.1% and 6% of the first fluid.
  • the housing 14 comprises, according to the illustrated embodiment, a control element 34, an indicator 36 of the position of the shutter 24, a control valve 38 and a flushing valve 40.
  • the control element 34 is able to control the position of the shutter 24 as a function of the pressure difference between the first pressure P1 and the second pressure P2.
  • the pressure drop of the premixer 10 is the difference between the first pressure P1 and the second pressure P2.
  • control element 34 is a double-acting piston outside the premixer 10.
  • the surfaces of the piston are proportional to the difference between the first pressure P1 and the second pressure. P2.
  • control element 34 is an electric control element 34.
  • control element 34 is an electric jack.
  • the indicator 36 of the position of the shutter 24 makes it possible to indicate the flow of fluid in the conduit 12.
  • the indicator 36 is a needle positioned on a graduated scale.
  • the position of the needle is related to the position of the shutter 24.
  • the indicator 36 is connected to an electrical indicator.
  • the control valve 38 makes it possible to modify the pressure on the control element 34 so as to position the shutter 24 in the position in which the shutter 24 is in the outlet 22 and leaves the entire section of the neck 20 free.
  • the flushing valve 40 is able to switch between two positions, an operating position of the premixer 10 in which the flush valve 40 does not play a role and a cleaning position of the premixer 10 in which it is possible to rinse the premixer 10 after use.
  • the neck 20 generates an acceleration of the fluid which causes a depression, which depression makes it possible to generate a suction in the second inlet 18 through which the additive is injected.
  • the suction therefore depends on the passage section of the neck 20, itself a function of the position of the shutter 24.
  • the position of the shutter 24 being a function of the flow rate of the first fluid in the conduit 12 of the premixer 10, the amount of additive injected is thus related to the flow rate of the first fluid.
  • the shutter 24 is positioned so as to limit the closing of the neck 20. This makes it possible to avoid losses when it is not desired to produce a mixed.
  • a collar 20 is thus produced whose geometry is variable. This makes it possible to obtain a controllable Venturi effect via the geometry of the neck 20, which geometry is controlled by the position of the shutter 24.
  • premixer 10 is therefore usable over a wide range of flow.
  • the premixer 10 uses a neck 20 providing a Venturi effect, the advantages specific to these systems are retained.
  • the premixer 10 is lightweight, usable over a wide range of flow and has good reliability and a relatively low price.
  • premixer 10 limits the pressure drop. Typically, at most, the pressure drop is limited to 30 or 40%.
  • premixer 10 can be used for any type of system, regardless of the characteristics of the system.
  • the same premixer 10 can be used for systems meeting different standards, making this premixer 10 adaptable in particular to a plurality of geographical territory without modifying the premixer 10.
  • such a premixer 10 can be used in a facility suitable for delivering the fluid mixture.
  • the installation is a fixed or mobile installation.
  • premixer 10 provides a precise dosage of the amount of second fluid injected into the first fluid.
  • the proposed premixer 10 finds application in many fields including agricultural spreading systems, medicine, some industrial injection systems and the field of firefighting.
  • premixer 10 comprises only the conduit 12, the shutter 24 of the conduit 12 and the control element 34.
  • the control element 34 is in the conduit 12 and comprises two pistons 34A and 34B whose cross section is different.
  • the cross section of the first piston 34A is smaller than the cross section of the second piston 34B.
  • the two pistons 34A and 34B are connected to the shutter 24.
  • the first piston 34A is connected to the front part of the shutter 24, that is to say upstream of the shutter 24.
  • the second piston 34B is connected to the rear part of the shutter 24, that is to say downstream of the shutter 24.
  • the entire control element 34 and the shutter 24 forms a single moving block.
  • the first piston 34A is subjected to the first pressure P1 while the second piston 34B is subjected to the second pressure P2.
  • the control element 34 is therefore able to control the position of the shutter 24 as a function of the pressure difference between the first pressure P1 and the second pressure P2.
  • the same operating principle makes it possible to maintain the control valve 38.

Description

  • La présente invention concerne un prémélangeur et une installation comprenant un tel prémélangeur.
  • L'eau est souvent insuffisante pour éteindre certains incendies. Ainsi, lors de feux de solide (classe A) un additif est à mélanger à l'eau pour la rendre pénétrante. Des feux d'hydrocarbures ou de solvant polaire requièrent un étouffement par une mousse. Cette mousse est un mélange hétérogène d'air et d'eau additivée, obtenue à l'aide d'un agent émulseur et d'un générateur de mousse. L'étouffement par la mousse ou d'eau additivée est utilisé couramment par les sapeurs-pompiers en intervention ou préventivement prévu sur des installations fixes en cas de stockage de produits dangereux. La production de mousse est généralement obtenue à l'aide d'une pompe, d'un réservoir contenant un émulseur ou un additif, un système d'injection et de dosage de l'émulseur et un générateur de mousse.
  • Il est donc souhaitable de disposer de système d'injection et de dosage de l'émulseur qui soit efficace et fiable.
  • Pour cela, il est connu d'utiliser des systèmes mécaniques fiables fonctionnant sur une large plage de débit.
  • Toutefois, ces systèmes sont relativement lourds et relativement chers.
  • Il est également connu d'employer des systèmes électroniques fonctionnant aussi sur une large plage de débit.
  • Mais, ces systèmes électroniques sont tributaires d'une alimentation électrique, relativement chers et présentent l'inconvénient d'impliquer un entretien fréquent, ce qui est pénalisant pour les utilisateurs.
  • Des systèmes appelées systèmes USD, acronyme pour « Unité de Stockage et de Dosage », sont également employés.
  • Néanmoins, ces systèmes USD posent souvent des problèmes de maintenance et de fiabilité. Ils présentent les inconvénients de ne pas pouvoir être rechargés en cours d'utilisation et de ne pas pouvoir évaluer le volume d'émulseur restant disponible dans le réservoir pour l'injection. Ces systèmes USD sont aussi relativement volumineux.
  • Enfin, il est aussi connu d'utiliser un système de type Venturi qui est plus simple et moins cher que les systèmes précédents. Un système de type Venturi permet l'injection de liquide dans un réseau sous pression. Cette injection est obtenue par aspiration du liquide à injecter grâce à une diminution de la pression statique. C'est une augmentation de la vitesse dans le réseau qui permet de faire chuter la pression statique.
  • Toutefois, le fonctionnement d'un tel système de type Venturi impose un débit de fluide précis dans le réseau pour fonctionner. En dessous d'un débit minimal l'aspiration ne se fait pas et au-dessus d'un débit maximal, le dosage n'est pas suffisamment précis, voire inexistant. Ainsi, un système de type Venturi n'est propre à fonctionner qu'avec certains types d'équipement. Le document DE-A-4215286 décrit un prémélangeur selon le préambule de la revendication 1.
  • Il existe donc un besoin pour un système permettant l'injection et le dosage d'additif dans un fluide qui puisse fonctionner sur une large plage de débit tout en étant de mise en oeuvre aisée.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un prémélangeur fluidique selon la revendication 1.
  • Suivant des modes particuliers de réalisation, le prémélangeur est selon l'une quelconque des revendications 2 à 10.
  • Il est également proposé une installation selon la revendication 11.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, qui sont :
    • figure 1, une vue en perspective d'un prémélangeur ;
    • figure 2, une vue schématique en coupe d'un exemple d'une partie du prémélangeur,
    • figure 3, une vue schématique en coupe d'une autre partie du prémélangeur, et
    • figure 4, une vue schématique en coupe d'un autre exemple d'une partie du prémélangeur.
  • Un prémélangeur 10 est représenté en perspective à la figure 1. Le prémélangeur 10 est un raccord fluidique qui permet la circulation de fluide entre deux éléments. Dans le cas de la présente description, est considéré un prémélangeur 10 permettant d'assurer la connexion entre des éléments propres à la circulation de fluide.
  • Le sens de circulation du fluide dans le prémélangeur 10 permet de définir les termes « amont » et « aval » pour la suite de la description. Une première unité est en amont d'une deuxième unité lorsque le fluide circule depuis la première unité vers la deuxième unité. Similairement, une première unité est en aval d'une deuxième unité lorsque le fluide circule depuis la deuxième unité vers la première unité.
  • Le prémélangeur 10 comporte un conduit 12 et un boîtier 14. Le conduit 12, représenté plus en détail à la figure 2, comporte une première entrée 16 d'un premier fluide à une première pression P1, une deuxième entrée 18 d'un deuxième fluide à mélanger au premier fluide, un col 20, une sortie 22 de fluide à une deuxième pression P2, un obturateur 24 du conduit 12, un organe d'obturation 26 de la deuxième entrée 18.
  • Le conduit 12 s'étend selon un axe X. En outre, selon l'exemple de la figure 1, le conduit 12 présente une symétrie de révolution autour de l'axe X.
  • La première entrée 16 est propre à accueillir un premier fluide. Par exemple, le premier fluide est de l'eau sous pression.
  • La première entrée 16 est propre à être reliée à un réseau sous pression. Par réseau sous pression, il est entendu un réseau dans lequel circule un fluide sous pression, c'est-à-dire un fluide dont la pression est supérieure à 1 bar.
  • La première entrée 16 et la sortie 22 sont coaxiales. En variante, la première entrée 16 et la sortie 22 ne sont pas coaxiales, le conduit 12 comportant par exemple un coude. Dans une telle situation, l'axe X est défini à l'aide du col 20.
  • La première entrée 16 est un embout dont la section transversale dans un plan perpendiculaire à l'axe X est sensiblement constante le long de l'axe X.
  • La sortie 22 est également un embout de section transversale sensiblement constante le long de l'axe X.
  • De préférence, l'aire de la section transversale de la première entrée 16 et l'aire de la section transversale de la sortie 22 sont égales. Cela permet de faciliter l'adaptation du prémélangeur 10 à tout système.
  • Le col 20 est situé entre la première entrée 16 et la sortie 22. De préférence, comme c'est le cas pour l'exemple de la figure 1, le col 20 présente une section transversale sensiblement constante le long de l'axe X. Le col 20 est relié à la première entrée 16 par un convergent 30 et à la sortie par un divergent 32. Le col 20 forme un étranglement entre la première entrée 16 et la sortie 22. Dans la variante précédente dans laquelle la première entrée 16 et la sortie 22 ne sont pas coaxiales, le convergent 30 et le divergent 32 sont coaxiaux, définissant ainsi l'axe X selon lequel s'étend le conduit 12.L'aire de la section transversale du col 20 est inférieure à l'aire de la section transversale de la première entrée 16 et à l'aire de la section transversale de la sortie 22. Par exemple, l'aire de la section transversale du col 20 est telle qu'elle permet une mise en vitesse du premier fluide pour générer l'aspiration du deuxième fluide par réduction de la pression statique.
  • Le convergent 30 relie la première entrée 16 au col 20. L'aire de la section transversale du convergent 30 diminue progressivement depuis la première entrée 16 vers le col 20. Dans le cas particulier de la figure 2, la diminution est continue.
  • Le divergent 32 relie le col 20 à la sortie 22. L'aire de la section transversale du divergent 32 augmente progressivement depuis l'amont vers l'aval, c'est-à-dire depuis le col 20 vers la sortie 22. Dans le cas particulier de la figure 2, l'augmentation est continue.
  • L'obturateur 24 du conduit 12 est mobile entre plusieurs positions définissant chacune un degré d'obturation distinct du conduit 12.
  • L'obturateur 24 obture au moins partiellement le col 20.
  • L'obturateur 24 délimite un passage dans le col 20, dont la section présente une aire variable en fonction de la position de l'obturateur 24. Le passage est annulaire.
  • L'obturateur 24 s'étend dans le col 20. L'obturateur 24 est profilé et se prolonge dans le divergent 32.
  • L'obturateur 24 comporte une partie avant effilée vers l'amont et une partie arrière effilée vers l'aval.
  • Selon l'exemple de la figure 2, l'obturateur 24 est une ogive. Une telle forme présente l'avantage de limiter les efforts exercés par le premier fluide sur l'ogive et de diminuer la perte de charge.
  • Dans le sens de l'invention, un obturateur 24 est une ogive si l'obturateur 24 présente une partie avant affinée du côté amont et une partie arrière affinée du côté aval.
  • En outre, de préférence, l'obturateur 24 est une ogive axisymétrique.
  • L'obturateur 24 est mobile d'une position à une autre par une translation selon l'axe X.
  • De préférence, l'obturateur 24 est mobile entre toutes les positions situées entre deux positions extrémales, la première position extrémale correspondant à une position dans laquelle l'obturateur 24 obture entièrement le conduit 12 et une deuxième position extrémale correspondant à une position dans laquelle l'obturateur 24 est dans la sortie 22 et laisse libre toute la section du col 20. Cela permet de faire varier l'aire de la section transversale de passage du col 20 en fonction de la position de l'obturateur 24.
  • La deuxième entrée 18 est, ainsi que visible aux figures 2 et 3, une conduite débouchant dans une entrée torique alimentant le col 20. La deuxième entrée 18 permet ainsi l'injection du deuxième fluide. Le deuxième fluide est un additif du premier fluide. Par exemple, le deuxième fluide est un émulseur dont le mélange avec le premier fluide permet d'obtenir un mélange.
  • La deuxième entrée 18 est propre à être reliée à un réservoir de fluide à injecter dans le premier fluide.
  • La conduite est pourvue d'un organe d'obturation 26 de la deuxième entrée 18.
  • L'organe d'obturation 26 est mobile entre plusieurs positions définissant chacune un degré d'obturation distinct de la deuxième entrée 18. Par exemple, l'organe d'obturation 26 est un piston.
  • La position de l'organe d'obturation 26 est fonction de la position de l'obturateur 24 du conduit 12.
  • Cela permet de réguler le passage du deuxième fluide en fonction du débit du premier fluide dans le conduit 12. Autrement dit, une variation du débit du premier fluide dans le conduit 12 entraîne une variation proportionnelle du débit du deuxième fluide dans la deuxième entrée 18. Ainsi, le débit du deuxième fluide injecté est un pourcentage constant du débit du premier fluide circulant dans le conduit 12.
  • Par exemple, l'injection du deuxième fluide dans le premier fluide est comprise entre 0,1% et 6% du premier fluide.
  • Le boîtier 14 comporte, selon le mode de réalisation illustré, un élément de commande 34, un indicateur 36 de la position de l'obturateur 24, une vanne de commande 38 et une vanne de rinçage 40.
  • L'élément de commande 34 est propre à commander la position de l'obturateur 24 en fonction de la différence de pression entre la première pression P1 et la deuxième pression P2. Par définition, la perte de charge du prémélangeur 10 est la différence entre la première pression P1 et la deuxième pression P2.
  • Selon un autre mode de réalisation, l'élément de commande 34 est un piston à double effet extérieur au prémélangeur 10. De préférence, dans un tel cas, les surfaces du piston sont proportionnelles à la différence entre la première pression P1 et la deuxième pression P2.
  • En variante, l'élément de commande 34 est un élément de commande 34 électrique. A titre d'illustration, l'élément de commande 34 est un vérin électrique.
  • L'indicateur 36 de la position de l'obturateur 24 permet d'indiquer le débit de fluide dans le conduit 12.
  • Par exemple, l'indicateur 36 est une aiguille positionnée sur une échelle graduée. La position de l'aiguille est liée à la position de l'obturateur 24.
  • En variante, l'indicateur 36 est relié à un indicateur électrique.
  • La vanne de commande 38 permet de modifier la pression sur l'élément de commande 34 de manière à positionner l'obturateur 24 dans la position dans laquelle l'obturateur 24 est dans la sortie 22 et laisse libre toute la section du col 20.
  • La vanne de rinçage 40 est propre à basculer entre deux positions, une position de fonctionnement du prémélangeur 10 dans laquelle la vanne de rinçage 40 ne joue pas de rôle et une position de nettoyage du prémélangeur 10 dans laquelle il est possible de rincer le prémélangeur 10 après utilisation.
  • Le fonctionnement du prémélangeur 10 est maintenant décrit.
  • Lorsque la vanne de commande 38 est mise dans la première position, le fluide injecté à la première entrée 16 sort par la sortie 22 après passage dans le conduit 12.
  • Le col 20 génère une accélération du fluide qui provoque une dépression, laquelle dépression permet de générer une aspiration dans la deuxième entrée 18 par laquelle est injecté de l'additif. L'aspiration dépend donc de la section de passage du col 20, elle-même fonction de la position de l'obturateur 24.
  • Le mélange de l'additif avec le premier fluide génère un mélange qui sort par la sortie 22.
  • La position de l'obturateur 24 étant fonction du débit du premier fluide dans le conduit 12 du prémélangeur 10, la quantité d'additif injecté est ainsi liée au débit du premier fluide.
  • Lorsque la vanne de commande 38 est mise dans la deuxième position, l'obturateur 24 se positionne de manière à limiter l'obturation du col 20. Cela permet d'éviter les pertes de charge lorsqu'il n'est pas désiré de produire un mélange.
  • Dans la première position de la vanne de commande 38, il est ainsi réalisé un col 20 dont la géométrie est variable. Ceci permet d'obtenir un effet Venturi contrôlable via la géométrie du col 20, géométrie qui est contrôlée par la position de l'obturateur 24.
  • De ce fait, cela permet de maintenir une vitesse constante dans le col 20. Cette vitesse est suffisante pour permettre une aspiration quelque soit le débit du premier fluide dans le prémélangeur 10. Un tel prémélangeur 10 assure donc à son utilisateur de pouvoir aspirer le deuxième fluide indépendamment du débit du premier fluide. Cela permet de rendre la mise en oeuvre du prémélangeur 10 plus aisé.
  • Un tel prémélangeur 10 est donc utilisable sur une large plage de débit. En outre, comme le prémélangeur 10 utilise un col 20 assurant un effet Venturi, les avantages propres à ces systèmes sont conservés. Le prémélangeur 10 est donc léger, utilisable sur une large plage de débit et présente une bonne fiabilité et un prix relativement faible.
  • De plus, l'emploi d'un tel prémélangeur 10 permet de limiter la perte de charge. Typiquement, au maximum, la perte de charge est limitée à 30 ou 40%.
  • En outre, un tel prémélangeur 10 est utilisable pour tout type de système, et ce indépendamment des caractéristiques propres au système. Notamment, le même prémélangeur 10 est utilisable pour des systèmes respectant des normes différentes, rendant ce prémélangeur 10 adaptable notamment à une pluralité de territoire géographique sans modifier le prémélangeur 10.
  • En particulier, un tel prémélangeur 10 est utilisable dans une installation propre à délivrer le mélange de fluide. Selon les cas, l'installation est une installation fixe ou mobile.
  • De plus, un tel prémélangeur 10 permet d'obtenir un dosage précis de la quantité de deuxième fluide injectée dans le premier fluide.
  • Le prémélangeur 10 proposé trouve son application dans de multiples domaines dont les systèmes d'épandage en agriculture, la médecine, certains systèmes d'injection dans l'industrie et le domaine de la lutte contre l'incendie.
  • D'autres modes de réalisations sont envisageables pour le prémélangeur 10, et notamment des modes de réalisation plus simples dans lesquels le prémélangeur 10 comporte seulement le conduit 12, l'obturateur 24 du conduit 12 et l'élément de commande 34.
  • Selon un mode de réalisation illustré par la figure 4, l'élément de commande 34 est dans le conduit 12 et comprend deux pistons 34A et 34B dont la section transversale est différente. En l'occurrence, la section transversale du premier piston 34A est inférieure à la section transversale du deuxième piston 34B. Les deux pistons 34A et 34B sont reliés à l'obturateur 24. Le premier piston 34A est relié à la partie avant de l'obturateur 24, c'est-à-dire vers l'amont de l'obturateur 24. A contrario, le deuxième piston 34B est relié à la partie arrière de l'obturateur 24, c'est-à-dire vers l'aval de l'obturateur 24. Ainsi, l'ensemble de l'élément de commande 34 et de l'obturateur 24 forme un unique bloc mobile.
  • En fonctionnement, le premier piston 34A est soumis à la première pression P1 tandis que le deuxième piston 34B est soumis à la deuxième pression P2. L'élément de commande 34 est donc propre à commander la position de l'obturateur 24 en fonction de la différence de pression entre la première pression P1 et la deuxième pression P2. Le même principe de fonctionnement permet de maintenir la vanne de commande 38.

Claims (11)

  1. Prémélangeur (10) fluidique pour mélanger un premier fluide et un deuxième fluide par aspiration du deuxième fluide dans le premier fluide par effet Venturi, le prémélangeur (10) comprenant un conduit (12) comportant :
    - une première entrée (16) du premier fluide à une première pression (P1),
    - une deuxième entrée (18) du deuxième fluide à mélanger au premier fluide pour former un mélange,
    - une sortie (22) du mélange à une deuxième pression (P2), et
    - un obturateur (24) du conduit (12) mobile entre plusieurs positions définissant chacune un degré d'obturation distinct du conduit (12),
    le prémélangeur comportant un col (20) situé entre la première entrée (16) et la sortie (22), la deuxième entrée (18) étant une conduite débouchant dans une entrée alimentant le col (20), caractérisé en ce que le prémélangeur comporte en outre un élément de commande (34) propre à commander la position de l'obturateur en fonction de la différence entre la première pression (P1) et la deuxième pression (P2).
  2. Prémélangeur selon la revendication 1, dans lequel le conduit (12) présente un convergent (30) et un divergent (32) coaxiaux, définissant ainsi un axe (X) selon lequel s'étend le conduit (12) et la deuxième entrée (18) s'étend selon une direction non colinéaire avec l'axe (X) du conduit et avantageusement perpendiculairement à l'axe (X).
  3. Prémélangeur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le conduit (12) présente un convergent (30) et un divergent (32) coaxiaux, définissant ainsi un axe (X) selon lequel s'étend le conduit (12), l'obturateur (24) étant mobile d'une position à une autre position par une translation selon l'axe (X) selon lequel s'étend le conduit (12).
  4. Prémélangeur selon selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'obturateur (24) est une pièce mobile suivant la direction du flux du premier fluide.
  5. Prémélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'élément de commande (34) comprend au moins un piston présentant une section proportionnelle à la différence entre la première pression (P1) et la deuxième pression (P2).
  6. Prémélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 comprenant un organe d'obturation (26) de la deuxième entrée (18) mobile entre plusieurs positions définissant chacune un degré d'obturation distinct de la deuxième entrée (18), la position de l'organe d'obturation (26) étant fonction de la position de l'obturateur (24) du conduit (12).
  7. Prémélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre un indicateur (36) de la position de l'obturateur (24).
  8. Prémélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'obturateur (24) est mobile dans une position de degré d'obturation minimal du conduit (12), le prémélangeur (10) étant muni d'une vanne de commande (38) permettant de positionner l'obturateur (24) dans la position de degré d'obturation minimal du conduit (12).
  9. Prémélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l'élément de commande comprend deux pistons (34A, 34B) de section transversale différente, chaque piston (34A, 34B) étant reliés à l'obturateur (24).
  10. Prémélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la deuxième entrée (18) débouche dans le conduit (12) entre la première entrée (16) et la sortie (22).
  11. Installation propre à délivrer un mélange de fluide comprenant un prémélangeur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.
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