FR2679468A1 - Nozzle generating a laminar-flow jet - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une buse engendrant un jet à écoulement en régime laminaire.The present invention relates to a nozzle generating a laminar flow jet.
On connait à ce jour des buses configurées de manière à engendrer des jets à écoulement laminaire à très haute vitesse à partir d'un fluide sous très haute pression, utilisées plus spécialement au nettoyage d'une surface souillée d'une matière très adhésive. Une telle buse comprend un corps percé d'un canal d'adduction axial, prolongé-de canaux d'alimentation compris dans des plans radiaux par rapport à l'axe longitudinal de la buse, successifs, débouchant dans une chambre qui communique avec l'extrémité interne d'un certain nombre de stries, dont l'extrémité opposée constitue l'orifice de sortie du jet à l'extérieur de la buse, ces stries étant entaillées dans l'une des faces de deux pièces de la b-ise, accolées l'une à l'autre et recouverte par la face jointive de l'autre de ces pièces. To date, nozzles are known which are configured so as to generate very high speed laminar flow jets from a fluid under very high pressure, used more especially for cleaning a surface soiled with a very adhesive material. Such a nozzle comprises a body pierced with an axial supply channel, extended by supply channels included in radial planes with respect to the longitudinal axis of the nozzle, successive, opening into a chamber which communicates with the internal end of a certain number of streaks, the opposite end of which constitutes the outlet outlet of the jet outside the nozzle, these streaks being notched in one of the faces of two parts of the b-ise, joined to each other and covered by the contiguous face of the other of these parts.
Ces buses ont donné de très hauts rendements dans l'action de désagrégation de la matière collée à la surface à nettoyer et de ce fait dans le nettoyage de cette surface, de la matière adhérante. These nozzles have given very high yields in the disintegration action of the material bonded to the surface to be cleaned and therefore in the cleaning of this surface, of the adherent material.
L'expérience a montré cependant que ce rendement peut être hautement augmenté par une buse qui,selon la présente invention, est caractérisée en ce qu'elle est pourvue de moyens pour assurer un écoulement laminaire du fluide de nettoyage le long des stries jusqu'à l'orifice de sortie à l'extérieur de la buse, constitués par la forme de la section droite transversale à l'écoulement du fluide de cette strie et par la forme de la section de la chambre dans un plan radial de la buse, selon le sens d'écoulement du fluide. Experience has shown, however, that this efficiency can be greatly increased by a nozzle which, according to the present invention, is characterized in that it is provided with means for ensuring a laminar flow of the cleaning fluid along the ridges up to the outlet orifice outside the nozzle, constituted by the shape of the cross section transverse to the flow of the fluid of this streak and by the shape of the section of the chamber in a radial plane of the nozzle, according to the direction of flow of the fluid.
Une telle- buse est ensuite caractérisée en ce que la strie est constituée par une rainure présentant dans sa section transversale au sens d'écoulement du fluide, uniquement des coins en angles arrondis. Such a nozzle is then characterized in that the groove is constituted by a groove having, in its cross section in the direction of flow of the fluid, only rounded corner corners.
Une telle buse s'est montrée par l'expérience de son application pratique, capable de réaliser un nettoyage beaucoup plus parfait que toute autre buse utilisée dans ce but. La vitesse d'avancement de la buse au cours du nettoyage peut etre accrue malgré un nettoyage plus radical de la paroie souillée. Le prix de revient de l'opération est également diminué en proportion. Such a nozzle has been shown by the experience of its practical application, capable of achieving much more perfect cleaning than any other nozzle used for this purpose. The advancement speed of the nozzle during cleaning can be increased despite a more radical cleaning of the soiled wall. The cost price of the operation is also reduced in proportion.
La conformation de la buse selon cette invention sera mieux comprise d'après la description d'une forme d'exécution non limitative, en référence au dessin annexé, sur lequel
La figure 1 est une vue partiellement arrachée de la buse selon la présente invention.The shape of the nozzle according to this invention will be better understood from the description of a nonlimiting embodiment, with reference to the attached drawing, in which
Figure 1 is a partially cutaway view of the nozzle according to the present invention.
Les figures 2 et 3 sont des vues partielles arrachées des deux pièces de la buse accolées l'une à 11 autre, dont l'une porte entaillée dans l'une de ses faces les stries selon l'invention. Figures 2 and 3 are partial views cut away from the two parts of the nozzle attached to one another, one of which carries a notch in one of its faces the ridges according to the invention.
La figure 4 est une vue en coupe transversale et à plus grande échelle de la strie selon l'invention et
La figure 5 est une vue de profil de l'outil de fraisage de la rainure constituant la strie selon la présente invention.FIG. 4 is a view in cross section and on a larger scale of the streak according to the invention and
Figure 5 is a side view of the milling tool of the groove constituting the groove according to the present invention.
La buse selon la présente invention comporte un corps 1 associé d'une pièce à un embout 2 pourvu sur sa face extérieure d'un filetage 3 servant de raccord à un conduit d'amenée d'un fluide de nettoyage, non figuré du fait qu'il ne fait pas partie de l'invention. The nozzle according to the present invention comprises a body 1 associated in one piece with a nozzle 2 provided on its outer face with a thread 3 serving to connect to a duct for supplying a cleaning fluid, not shown because it is not part of the invention.
L'embout 2 est percé axialement d'un canal d'admission 4, par lequel l'entrée du fluide dans la buse se fait selon le sens indiqué par la flèche Fa.The nozzle 2 is pierced axially with an intake channel 4, through which the fluid enters the nozzle in the direction indicated by the arrow Fa.
Du côté de la partie opposée à l'entrée du fluide, l'embout 2 est pourvu sur une partie assez importante de sa longueur, d'un taraudage 5 dans lequel vient se visser une tige 6 solidaire d'une pièce avec une tête 7 et portant un filetage 8. Le canal d'adduction 4 traverse le corps 1 sur toute sa longueur, jusqu'à sa face frontale 9, prolongée d'une pièce par une partie tubulaire 10 de moindre diamètre, également pourvue d'une face frontale supérieu:re par laquelle débouche à ltextérieur le canal d'adduction 4. On the side of the part opposite to the entry of the fluid, the end piece 2 is provided over a fairly large part of its length, with a tapping 5 into which is screwed a rod 6 secured to a part with a head 7 and carrying a thread 8. The supply channel 4 passes through the body 1 over its entire length, up to its front face 9, extended in one piece by a tubular part 10 of smaller diameter, also provided with a front face superior: re through which the supply channel 4 leads out.
La tige 6 est traversée par un canal d'alimentation principal 11, s'arretant à une certaine distance de la tête 7, au delà du niveau du filetage 8 de la tige 6 par rapport à l'entrée de fluide dans le canal d'adduction 4. Le canal d'alimentation principal 11 est coaxial avec le canal d'adduction 4. The rod 6 is traversed by a main supply channel 11, stopping at a certain distance from the head 7, beyond the level of the thread 8 of the rod 6 relative to the entry of fluid into the channel adduction 4. The main supply channel 11 is coaxial with the supply channel 4.
La tige 6 est percée radialement et au même niveau, d'un certain nombre de canaux d'alimentation secondaires 12 qui débouchent d'une part dans le canal d'alimentation principal 11 et d'autre part dans des canaux tertiaires 13, coaxiaux et en prolongement, lorsque la buse est montée et en service, traversant la partie cylindrique 10 qui prolonge le corps 1 de la buse. The rod 6 is pierced radially and at the same level with a number of secondary supply channels 12 which open on the one hand into the main supply channel 11 and on the other hand into tertiary channels 13, coaxial and in extension, when the nozzle is mounted and in service, passing through the cylindrical part 10 which extends the body 1 of the nozzle.
Les canaux d'alimentation tertiaires 13 débouchent à leur tour par des ouvertures 14 dans une chambre 15 circulaire autour de l'axe longitudinal de la buse et du canal d'alimentation principal 11. The tertiary supply channels 13 in turn open through openings 14 in a circular chamber 15 around the longitudinal axis of the nozzle and the main supply channel 11.
La buse de la présente invention comporte également une première pièce 16 et une seconde pièce 17, les deux en forme de disque. The nozzle of the present invention also comprises a first part 16 and a second part 17, both in the form of a disc.
La première pièce 16 comporte une entaille conique 18 extérieure (figures 2 et 3), déterminant une face 19 inclinée par rapport à l'axe du disque d'un angle quelconque. The first part 16 comprises an outer conical notch 18 (Figures 2 and 3), determining a face 19 inclined relative to the axis of the disc at any angle.
La seconde pièce 17 comporte à son tour un creux cônique 20, déterminant une face 21 également inclinée par rapport à l'axe du disque respectif d'un angle égal à celui de la première pièce 16, mais orientée en sens inverse de celui de la face 19 par rapport à l'axe du disque. The second part 17 in turn has a conical recess 20, defining a face 21 also inclined relative to the axis of the respective disc at an angle equal to that of the first part 16, but oriented in the opposite direction to that of the face 19 with respect to the axis of the disc.
Les deux disques sont percés dans leur centre chacun d'un trou central 22,23 cylindrique, d'un diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur de la partie cylindrique 10 qui prolonge le corps 1. The two discs are pierced in their center each with a cylindrical central hole 22, 23, of a diameter slightly greater than the outside diameter of the cylindrical part 10 which extends the body 1.
La première pièce 16 comporte ensuite un creux cônique 24 complémentaire du creux 20 de la seconde pièce 17. The first part 16 then comprises a conical hollow 24 complementary to the hollow 20 of the second part 17.
Quand la buse est montée en état de service, les deux pièces 16,17 en forme de disque sont enfilées par leurs troux cylindriques 22,23 sur la partie cylindrique prolongeant le corps 1. When the nozzle is mounted in operating condition, the two disc-shaped parts 16, 17 are threaded through their cylindrical holes 22, 23 onto the cylindrical part extending the body 1.
Les deux pièces 16,17 sont alors accolées l'une à l'autre par les faces 19,21 chacune appartenant à l'une de ces pièces. Les creux côniques 20,24 forment dans cette situation, la chambre 15 circulaire, concentrique à l'axe de la buse et du canal d'adduction 4, de section radiale triangulaire, faisant ainsi diffuseur du fluide à éjecter.The two parts 16,17 are then joined to one another by the faces 19,21 each belonging to one of these parts. The conical depressions 20, 24 form in this situation, the circular chamber, concentric with the axis of the nozzle and of the supply channel 4, of triangular radial section, thus making the diffuser of the fluid to be ejected.
Parmi les deux faces côniques 19,21, l'une au moins est pourvue d'un certain nombre de stries 25, en sens longitudinal par rapport à la direction d'écoulement du jet de fluide expulsé par la buse. Among the two conical faces 19, 21, at least one is provided with a certain number of grooves 25, in the longitudinal direction with respect to the direction of flow of the jet of fluid expelled by the nozzle.
Le fluide à éjecter pénètre dans la buse par l'embout 2 dans le sens de la flèche Fa, traverse le canal d'adduction 4 et les canaux d'alimentation 11,12,13 successivement, passe ensuite dans la chambre 15 autour de l'axe de la buse et il est distribué aux stries 25 des faces 19,21, qui communiquent par leurs extrémités 27 du côté intérieur avec cette chambre 15, d'une part et avec l'extérieur par l'extrémité opposée d'autre part. Cette extrémité constitue ainsi l'orifice de sortie 26 de la buse par laquelle le fluide s'échappe et est éjecté dans le sens de la flèche Fb. The fluid to be ejected enters the nozzle through the nozzle 2 in the direction of the arrow Fa, crosses the supply channel 4 and the supply channels 11,12,13 successively, then passes into the chamber 15 around the 'axis of the nozzle and it is distributed to the ridges 25 of the faces 19,21, which communicate by their ends 27 on the inner side with this chamber 15, on the one hand and with the outside by the opposite end on the other hand . This end thus constitutes the outlet orifice 26 of the nozzle through which the fluid escapes and is ejected in the direction of the arrow Fb.
Le jet ainsi obtenu est tronc-cônique autour de la buse et dirigé obliquement vers la surface à nettoyer (non figurée afin de simplifier le dessin et le rendre plus clair) supposée à titre d'exemple non limitatif etre constituée par la surface intérieure d'une conduite tubulaire, sous un angle quelconque. The jet thus obtained is frusto-conical around the nozzle and directed obliquely towards the surface to be cleaned (not shown in order to simplify the drawing and make it clearer) supposed by way of nonlimiting example to be constituted by the inner surface of a tubular pipe, at any angle.
Du fat des stries 25, le jet obtenu par une telle buse est constitué par un ensemble de jets ponctuels, distribués autour de l'axe longitudinal de la buse, sortant par des orifices ponctuels plus ou moins espacés entre eux selon la distribution des stries. From the fat of the streaks 25, the jet obtained by such a nozzle is constituted by a set of punctual jets, distributed around the longitudinal axis of the nozzle, exiting by punctual orifices more or less spaced apart according to the distribution of the streaks.
Le jet ainsi obtenu à partir d'un fluide sous très haute pression acquiert une vitesse très élevée. Afin d'offrir une efficacité très élevée de nettoyage, il doit s'échapper par la ou les fentes de sortie de la buse en un écoulement le plus techniquement possible rapproché de l'écoulement laminaire. The jet thus obtained from a fluid under very high pressure acquires a very high speed. In order to offer a very high cleaning efficiency, it must escape through the outlet outlet (s) of the nozzle in a flow as technically as possible close to the laminar flow.
La buse de la présente invention est de ce fait pourvue de moyens pour assurer un écoulement laminaire du fluide de nettoyage le long des stries 25, jusqu'à la sortie à l'extérieur de la buse. Ces moyens sont constitués d'une part par la forme spécifique de la chambre 15 et d'autre part par la forme adéquate de la section transversale droite de la strie 25, par rapport à la direction d'écoulement du fluide. The nozzle of the present invention is therefore provided with means for ensuring a laminar flow of the cleaning fluid along the ridges 25, up to the outlet outside the nozzle. These means are constituted on the one hand by the specific shape of the chamber 15 and on the other hand by the appropriate shape of the straight cross section of the groove 25, relative to the direction of flow of the fluid.
La chambre 15 présente à cette fin une forme de la section transversale droite dans le sens radial de la buse, donc dans le sens de l'écoulement du fluide dans cette chambre 15, telle que le fluide passe brusquement à l'entrée par l'orifice 14 à une surface de la section transversale d'écoulement plus grande et il continue par des sections d'écoulement de plus en plus réduites au fur et à mesure qu'il avance vers l'entrée de la strie 25. The chamber 15 has for this purpose a shape of the straight cross section in the radial direction of the nozzle, therefore in the direction of the flow of the fluid in this chamber 15, such that the fluid passes abruptly at the inlet through the orifice 14 to a larger cross-sectional area of the flow and it continues with increasingly reduced flow sections as it advances towards the inlet of the groove 25.
Cette chambre 15 constitue, lors de l'entrée du fluide, des moyens de détente et de réduction brusque de vitesse pour calmer toute turbulence et ensuite, par la réduction progressive de la section d'écoulement, de reconstitution à l'entrée de la strie 25 de la vitesse d'écoulement du fluide mais sous forme d'écoulement laminaire.This chamber 15 constitutes, during the entry of the fluid, means of expansion and abrupt reduction of speed to calm any turbulence and then, by the progressive reduction of the flow section, of reconstitution at the entry of the streak 25 of the fluid flow rate but in the form of laminar flow.
Selon cette invention proposée, la forme de la section transversale droite de la strie 25 est quadrangulaire, c'est à dire carrée ou rectangulaire , mais soigneusement dépourvue de coins aigus. (figure 4). According to this proposed invention, the shape of the straight cross section of the groove 25 is quadrangular, that is to say square or rectangular, but carefully devoid of sharp corners. (figure 4).
La strie 25 étant entaillée dans l'une des faces côniques 19,21 des deux pièces 16,17 de la buse, est en fait constituée par une rainure 28 dans la face respective de la pièce, s' étendant depuis la sortie 27 de la chambre 15, jusqu'à l'orifice de sortie 26 vers l'extérieur de la buse. Cette rainure 28 présente en section transversale droite par rapport au sens d'écoulement du fluide, du côté de son fond 29, deux angles arrondis 30, délimitant ce fond 29. The groove 25 being notched in one of the conical faces 19,21 of the two parts 16,17 of the nozzle, is in fact constituted by a groove 28 in the respective face of the part, extending from the outlet 27 of the chamber 15, up to the outlet orifice 26 towards the outside of the nozzle. This groove 28 has, in cross section with respect to the direction of flow of the fluid, on the side of its bottom 29, two rounded angles 30, delimiting this bottom 29.
Du côté de l'extérieur de la pièce 16 ou 17 dans la face respective cônique 19 ou 21, la rainure 28 présente une ouverture 31, qui, lorsque la buse est montée et en état de service, est recouverte par la face 21 ou 19 appartenant à l'autre pièce qui lui est accolée. On the outside of the part 16 or 17 in the respective conical face 19 or 21, the groove 28 has an opening 31 which, when the nozzle is mounted and in working condition, is covered by the face 21 or 19 belonging to the other room adjoining it.
L'ouverture 31 est délimitée sur ses deux côtés latéraux dans le sens de l'écoulement du fluide, par deux lèvres 32, qui permettent de former du côté extérieur de la rainure 28, également deux angles arrondis 33, derrière les lèvres 32. De la sorte, la rainure 28, constituant selon l'invention, la strie 25, ne présente plus dans sa section droite transversale au sens d'écoulement du fluide, aucun angle aigu, mais uniquement des coins arrondis. The opening 31 is delimited on its two lateral sides in the direction of the flow of the fluid, by two lips 32, which make it possible to form, on the outside of the groove 28, also two rounded angles 33, behind the lips 32. so, the groove 28, constituting according to the invention, the groove 25, no longer has in its cross section in the direction of flow of the fluid, no acute angle, but only rounded corners.
L'expérience a montré que dans ces conditions on obtient à l'orifice de sortie 26 un jet de fluide sous une très haute pression et d'un écoulement autant qu'industriellement possible, parfaitement laminaire. Un tel jet est le plus avantageusement utilisé pour engendrer in situ dans une matière rigidement fixée à une paroi, par exemple d'une conduite, des ultra-sons pour désagréger cette matière, la dégager et entrainer par le fluide du jet et de la sorte nettoyer la conduite.Experience has shown that under these conditions there is obtained at the outlet 26 a jet of fluid under very high pressure and a flow as far as industrially possible, perfectly laminar. Such a jet is most advantageously used to generate in situ in a material rigidly fixed to a wall, for example of a pipe, ultrasound to disintegrate this material, release it and entrain by the fluid of the jet and in this way clean the line.
Les stries de la buse de cette invention, ainsi que la pratique l'a montré, ne peuvent pas être obtenues par électro-érosion. The streaks of the nozzle of this invention, as practice has shown, cannot be obtained by EDM.
Elles peuvent être; par contre, obtenues le plus avantageusement, par fraisage à l'aide d'un outil faisant également partie de la présente invention.They can be; on the other hand, most advantageously obtained by milling using a tool also forming part of the present invention.
La fraise pour usiner dans l'une des faces côniques 19 ou 21 des pièces 16 ou 17, ainsi que montré sur la figure 3 du dessin dans la face 19 à titre d'exemple non limitatif, des rainures 28 de la forme générale de celles montrées sur la figure 4 du dessin, accuse, selon la figure 5 du dessin, une forme générale de "T". The milling cutter for machining in one of the conical faces 19 or 21 of the parts 16 or 17, as shown in FIG. 3 of the drawing in the face 19 by way of nonlimiting example, grooves 28 of the general shape of those shown in Figure 4 of the drawing, shows, according to Figure 5 of the drawing, a general form of "T".
La tête 34 de cette fraise a la forme du creux de la rainure, quadrangulaire avec les angles arrondis, correspondants aux angles arrondis 30 et 33 de la rainure 28. La partie attenante35 de-la tige 36 à la tête 34 de la fraise correspond à l'ouverture 31 de la rainure. Les bords 37, 38, 39, ainsi que ceux afférents aux: angles arrondis 30 et 33 et également les bords de la partie attenante 35 de la tige 36 sont coupants pour découper dans la face 19 de la pièce 16 la rainure 28 de la forme spécifique selon l'invention, en ménageant les lèvres 32.The head 34 of this cutter has the shape of the hollow of the groove, quadrangular with the rounded angles, corresponding to the rounded angles 30 and 33 of the groove 28. The adjoining part 35 of the rod 36 to the head 34 of the cutter corresponds to the opening 31 of the groove. The edges 37, 38, 39, as well as those relating to: rounded angles 30 and 33 and also the edges of the adjoining part 35 of the rod 36 are sharp to cut in the face 19 of the part 16 the groove 28 of the shape specific according to the invention, taking care of the lips 32.
L'assemblage des deux pièces 16 et 17 délimitant les stries 25 de formation du jet de la buse est réalisé par l'interposition entre la pièce 17 et la tête 7 de la buse d'un disque d'assemblage 40 pourvu d'un trou central 41, lui permettant d'être enfilé sur la tige 6. Des joints d'étanchéité 42 sont interposés entre les diverses pièces constitutives de la buse, pour éviter les fuites de fluide circulant à très haute pression. The assembly of the two parts 16 and 17 delimiting the striations 25 for forming the jet of the nozzle is carried out by the interposition between the part 17 and the head 7 of the nozzle of an assembly disc 40 provided with a hole central 41, allowing it to be threaded on the rod 6. Seals 42 are interposed between the various component parts of the nozzle, to prevent leakage of fluid flowing at very high pressure.
Cet assemblage très simple des pièces permet un démontage et remontage aisé et sûr de la buse, malgré la pression très élevée du fluide. La forme du disque des pièces 16 et 17 d'importance essentielle de la buse permet de renverser l'ordre de leur montage dans le sens d'écoulement du fluide. Le jet de fluide se trouve ainsi dirigé, soit vers le côté de lTentrée du fluide dans la buse, soit du côté opposé, de la tête 7. This very simple assembly of the parts allows easy and safe disassembly and reassembly of the nozzle, despite the very high fluid pressure. The shape of the disc of parts 16 and 17 of essential importance of the nozzle makes it possible to reverse the order of their mounting in the direction of flow of the fluid. The fluid jet is thus directed, either towards the side of the entry of the fluid into the nozzle, or on the opposite side, from the head 7.
Une longueur suffisante de la tige 6, de son filetage 8 et du taraudage 5 intérieur au corps 1 permettent d'assembler l'un après l'autre dans le sens d'écoulement du fluide à l'intérieur de la buse, plusieurs couples de pièces 16,17 et d'obtenir de la sorte une buse à plusieurs, plus spécialement au moins deux étages qui se succèdent. Il est également possible d'obtenir une buse à étages successifs orientés tous dans le même sens selon l'écoulement du fluide ou bien alternants dans un sens ou dans l'autre. A sufficient length of the rod 6, of its thread 8 and of the internal thread 5 inside the body 1 makes it possible to assemble, one after the other in the direction of flow of the fluid inside the nozzle, several pairs of parts 16,17 and thus obtain a nozzle with several, more especially at least two successive stages. It is also possible to obtain a nozzle with successive stages all oriented in the same direction according to the flow of the fluid or alternating in one direction or the other.
Selon une autre forme d'exécution de l'invention, le plan des faces 19,21 jointives pour délimiter les stries 25 sont orientées perpendiculairement à l'axe longitudinal de la buse et de ce fait les jets sont orientés selon ce plan. According to another embodiment of the invention, the plane of the contiguous faces 19, 21 for delimiting the ridges 25 are oriented perpendicular to the longitudinal axis of the nozzle and therefore the jets are oriented along this plane.
Il est de toute évidence que la présente invention admet de nombreuses formes d'exécution, mais qui ne sortent pas de son cadre du fait qu'elles montrent le même esprit inventif. Elles ne sauraient donc lui être opposées. It is obvious that the present invention admits many embodiments, but which do not depart from its scope because they show the same inventive spirit. They cannot therefore be opposed to it.
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- 1991-07-25 FR FR9109698A patent/FR2679468B1/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2679468B1 (en) | 1995-08-25 |
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