FR3002990A1 - Dispositif d'ejection de matiere granuleuse a venturi - Google Patents

Abstract

L'invention est relative à un dispositif (3) d'éjection de matière granuleuse comprenant une ouverture (22) apte à laisser entrer un écoulement de matière granuleuse dans le dispositif (3), un conduit (19) comprenant une partie convergente et une partie divergente en aval de ladite partie convergente, ledit conduit (19) étant apte à créer un effet d'aspiration par passage (23) d'un écoulement de gaz à travers ledit conduit (19), ladite ouverture (22) étant reliée audit conduit (19), un canal d'éjection (20) dudit écoulement de matière granuleuse disposé en aval dudit conduit (19), caractérisé en ce qu'un passage (23) reliant ladite une ouverture (22) audit conduit (19) débouche en aval de la partie convergente dudit conduit (19), de manière à permettre, grâce audit effet d'aspiration, d'établir ledit écoulement de matière granuleuse de ladite une ouverture (22) jusqu'audit canal d'éjection (20).

Description

Dispositif d'éjection de matière granuleuse à venturi La présente invention se rapporte à un dispositif d'éjection de matière granuleuse, par exemple du sable, apte à coopérer avec un réservoir de matière granuleuse. La présente invention concerne plus particulièrement - mais non exclusivement - un tel dispositif associé à un réservoir de sable, le dispositif venant généralement se fixer au fond du réservoir. L'association de ces éléments forme une sablière dite « équipée » destinée à répandre du sable entre la roue d'un véhicule, par exemple un train, et la voie, par exemple les rails. Une sablière équipée est destinée, lors d'un freinage, à répandre du sable sur la voie, au-dessous de la roue freinée, pour éviter le patinage, augmenter l'adhérence, accroître l'efficacité de freinage, diminuer la distance d'arrêt et effectuer des freinages d'urgence, ainsi qu'a aider le contact électrique entre la roue et le rail. La sablière équipée est aussi utilisée lors du démarrage pour améliorer l'adhérence. La sablière équipée contient généralement une quantité de sable suffisante pour se déverser pendant toute la durée d'un freinage jusqu'à l'arrêt complet du train, et ce, à partir de la vitesse maximale possible du véhicule sur un trajet considéré, ou pendant toute la durée du démarrage. Un dispositif d'éjection de sable est connu du document EP-B-1 470 981. Ce dispositif prévoit d'utiliser un flux d'air comprimé orienté verticalement pour provoquer l'aspiration de sable à travers des canaux d'aspiration horizontaux. Ces canaux débouchent dans une zone d'injection située en aval de la source d'air comprimé et en amont de la partie convergente d'un conduit.

De plus, le fait que les canaux d'aspiration soient horizontaux permet l'accumulation de sable dans ceux-ci au risque d'obstruer le dispositif. En outre, on note de larges variations de débit de la matière granuleuse éjectée par ce dispositif d'éjection ainsi qu'une répartition inhomogène du sable en sortie du dispositif. En effet, il est nécessaire d'avoir un débit régulier et une répartition homogène de matière granuleuse éjectée pour permettre au conducteur du véhicule d'anticiper la distance de freinage ainsi que le temps nécessaire à celui-ci.

La présente invention vise à remédier à au moins certains des inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif d'éjection de matière granuleuse comprenant : - au moins une ouverture apte à laisser entrer un écoulement de matière granuleuse dans le dispositif, - un conduit comprenant une partie convergente et une partie divergente en aval de ladite partie convergente, le conduit étant apte à créer un effet d'aspiration par passage d'un écoulement de gaz à travers ledit conduit, ladite au moins une ouverture étant reliée au conduit, - au moins un canal d'éjection dudit écoulement de matière granuleuse disposé en aval dudit conduit, caractérisé en ce qu'au moins un passage reliant ladite au moins une ouverture au conduit débouche en aval de la partie convergente dudit conduit, de manière à permettre, grâce audit effet d'aspiration, d'établir ledit écoulement de matière granuleuse de ladite au moins une ouverture jusqu'audit au moins un canal d'éjection.

Ainsi, l'agencement structurel précité du dispositif permet de fournir un débit de matière granuleuse plus homogène que dans l'art antérieur. La suppression de la zone d'injection de l'art antérieur précité rend le dispositif plus compact. De plus, cette structure offre une versatilité de l'agencement du conduit, ce qui permet donc d'adapter la structure du dispositif et son encombrement au véhicule concerné. Le fait que ledit au moins un passage débouche en aval de la partie convergente et non en amont rend l'effet d'aspiration plus efficace que dans l'art antérieur. Ceci permet aussi de limiter les risques d'obstruction du dispositif par de la matière granuleuse. Cet agencement requiert un débit et/ou une pression du gaz moins élevés, ce qui permet avantageusement de réaliser des économies d'énergie.

On remarque que ledit au moins un passage débouche après la partie convergente et/ou dans la partie divergente, et, par exemple, dans le premier tiers de la partie divergente. En effet, ledit au moins un passage peut déboucher au niveau d'un col situé entre les parties convergente et divergente. Selon une caractéristique possible, ledit au moins un passage comprend une zone en forme de chicane en aval de ladite au moins une ouverture, qui comprend une portion de passage ascendante, et une portion de passage descendante placée en aval de ladite portion de passage ascendante, ladite zone en forme de chicane étant destinée à guider ledit écoulement de matière granuleuse à partir de ladite au moins une ouverture en direction du conduit. Selon une autre caractéristique possible, la portion de passage ascendante comprend une rampe.

La rampe a de préférence un angle d'inclinaison compris entre 10 et 85° par rapport à une droite orthogonale au fond du réservoir avec lequel le dispositif est apte à coopérer (droite verticale). Cette rampe permet de réguler la quantité de sable aspirée et exerce aussi une fonction de retenue du sable lorsque l'effet d'aspiration cesse et ce, même sous l'effet d'une perturbation vibratoire. Selon une autre caractéristique possible, la portion de passage ascendante et/ou ladite portion de passage descendante est délimitée par des parois en regard. Les parois en regard précitées (parallèles entre elles ou non) permettent de canaliser la matière granuleuse jusqu'au canal d'éjection. Selon une autre caractéristique possible, les parois en regard délimitant au moins l'une des portions de passage ascendante et descendante s'inscrivent respectivement sur deux portions de surfaces coniques distantes l'une de l'autre.

Par exemple, les parois en regard délimitant la portion de passage ascendante s'inscrivent respectivement sur deux portions de surfaces coniques en regard, tandis que les parois en regard délimitant la portion de passage descendante s'inscrivent sur deux portions de surfaces coniques en regard à la conicité inversée. Selon une autre caractéristique possible, ledit au moins un passage comprend une zone de mélange.

La zone de mélange sert, notamment, à homogénéiser le flux de matière granuleuse et, éventuellement, à sécher et/ou brasser au moins partiellement la matière granuleuse. Selon une autre caractéristique possible, ledit au moins un passage comprend une zone de raccord au conduit.

Selon une autre caractéristique possible d'un premier mode de réalisation, la zone de raccord au conduit est de forme annulaire. Selon une autre caractéristique possible d'un deuxième mode de réalisation, la zone de raccord au conduit débouche sur un des côtés du conduit.

Selon une autre caractéristique possible, la zone de raccord est située en aval de la zone en forme de chicane. Selon une autre caractéristique possible : - ladite au moins une ouverture comprend un bord supérieur, - ladite portion de passage ascendante et ladite portion de passage descendante comprennent une zone de jonction qui relie lesdites portions de passage entre elles, de telle manière que ledit bord supérieur de l'ouverture est situé à une altitude inférieure à l'altitude de ladite zone de jonction. Cet agencement permet, entre autres, à la matière granuleuse de ne pas franchir la zone de jonction sous le seul effet de la gravité (effet de 25 retenue). Selon une autre caractéristique possible, la différence d'altitude entre le bord supérieur de ladite au moins une ouverture et la zone de jonction des portions de passage, la section de passage de la portion de passage ascendante, l'angle d'inclinaison (angle défini par rapport à une droite 30 orthogonale au fond du réservoir) de la portion de passage ascendante (par exemple de la rampe), la forme et la dimension de chacune des ouvertures du dispositif et le diamètre intérieur d'un gicleur apte à injecter du gaz dans le conduit sont des paramètres sélectionnés en fonction du spectre granulométrique de la matière granuleuse, de manière à obtenir une valeur déterminée du débit de matière granuleuse éjectée par le dispositif. Selon une autre caractéristique possible, le dispositif comprend au moins trois ouvertures qui comprennent chacune un centre, lesdits centres définissant un plan par rapport auquel le conduit est agencé orthogonalement (premier mode) ou parallèlement (deuxième mode). Selon une caractéristique possible, le dispositif comprend trois ouvertures, qui sont disposées selon un écartement angulaire d'environ 1200 entre elles.

Cette disposition permet d'homogénéiser la quantité de matière granuleuse pénétrant dans le dispositif. Selon une autre caractéristique possible du premier mode de réalisation, la portion de passage descendante et le conduit définissent entre eux un angle compris entre 00 et 60°, et de préférence compris entre 10° et 15 30°. Un tel angle permet d'éviter l'accumulation de sable dans le dispositif et par conséquent son engorgement par du sable. De plus, cet angle permet d'homogénéiser le sable sans ralentir sa vitesse. Selon une autre caractéristique possible du deuxième mode de 20 réalisation, la portion de passage descendante et le conduit définissent entre eux un angle compris entre 70° et 110°, et de préférence égal à 90°. Un tel angle permet d'éviter l'accumulation de sable dans le dispositif et par conséquent son engorgement par du sable. De plus, cet angle permet d'homogénéiser le sable sans ralentir sa vitesse. 25 On note que les angles cités ci-dessus permettent d'obtenir la régularité souhaitée pour le débit de matière granuleuse. Selon une autre caractéristique possible, les parties du dispositif en contact avec la matière granuleuse sont recouvertes d'un matériau résistant à l'abrasion. 30 Le matériau résistant à l'abrasion peut être par exemple un matériau à base de polymères. Selon une caractéristique possible, le dispositif est surmonté d'une coiffe biseautée qui permet d'éviter l'accumulation de sable sur celle-ci.

Selon une autre caractéristique possible, l'invention a pour objet un système qui comprend un réservoir de sable comprenant un fond et un dispositif d'éjection de matière granuleuse selon l'invention. Ce dispositif est apte à coopérer avec le fond dudit réservoir de sable, de manière à ce que ladite au moins une ouverture du dispositif se situe à l'intérieur dudit réservoir de sable et qu'elle soit le plus proche possible par rapport audit fond, afin d'éjecter la majeure partie du sable contenu dans le réservoir. L'invention a également pour objet l'utilisation du dispositif précité dans un véhicule ferroviaire.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de modes de réalisation particuliers de l'invention, donnée uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure la représente une vue en coupe axiale d'un réservoir de sable équipé d'un dispositif d'éjection de matière granuleuse selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'ensemble étant destiné à être fixé sur un véhicule ; - la figure lb est une vue agrandie du corps du dispositif de la figure la ; - la figure lc est une vue partielle et agrandie du corps du dispositif de la figure lb ; - la figure 2 est une vue partielle et très schématique en coupe transversale du corps du dispositif des figures la et lb ; - la figure 3a représente une vue en coupe axiale d'un réservoir de sable équipé d'un dispositif d'éjection de matière granuleuse selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, l'ensemble étant destiné à être fixé sur un véhicule ; - la figure 3b est une vue agrandie du corps principal du dispositif de la figure 4a ; - la figure 3c représente une vue en coupe axiale d'un réservoir de sable équipé d'un dispositif d'éjection de matière granuleuse selon une variante du deuxième mode de réalisation de l'invention, l'ensemble étant destiné à être fixé sur un véhicule ; - la figure 4 est une vue en perspective du dispositif de la figure 3a ; - la figure 5 représente une vue schématique en coupe transversale 5 d'une variante d'un dispositif d'éjection de matière granuleuse selon l'invention. La figure la représente une vue en coupe axiale d'un système 1 comprenant un réservoir de matière granuleuse 2, par exemple du sable S, et un dispositif d'éjection de matière granuleuse 3 selon un premier mode de 10 réalisation de l'invention. Le dispositif est monté dans le réservoir 2, plus particulièrement au niveau du fond 4 du réservoir. Le système 1 est monté sur un véhicule, par exemple ferroviaire tel qu'une locomotive, de manière à ce que le dispositif 3 puisse éjecter de la matière granuleuse entre la voie sur laquelle circule le véhicule et une roue 15 dudit véhicule, afin d'augmenter les forces de frottement entre la voie et la roue. Un tel système 1 permet d'améliorer, entre autres, l'adhérence entre la voie et la roue. Tel que représenté sur les figures la et lb, le dispositif d'éjection de 20 matière granuleuse 3 comprend deux parties fixées l'une à l'autre : un corps 5 et une embase 6 sur laquelle est monté ledit corps 5. L'embase 6 comprend une partie inférieure 6a présentant une forme sensiblement cylindrique et une partie supérieure 6b comportant une collerette 7 sensiblement circulaire. 25 Un trou traversant 8 est pratiqué au centre de l'embase 6. Le corps 5 est monté sur la partie supérieure 6b de l'embase en s'insérant partiellement dans le trou traversant 8. Le corps 5 est fixé à l'embase 6 par des moyens connus, tels que par soudure, par vissage, par boulonnage, par encliquetage... 30 Le corps 5 a la forme générale d'un cylindre de révolution centré sur un axe ZZ' (axe de révolution) qui, ici, est agencé perpendiculairement au fond 4 du réservoir, c'est-à-dire verticalement.

L'embase 6 comprend des moyens de fixation connus (non représentés) tels que par soudure, par vissage, par boulonnage, par encliquetage..., permettant de positionner et fixer le dispositif dans le fond 4 du réservoir.

Le fond 4 est percé d'une ouverture centrale 10 à travers laquelle le dispositif 3 s'étend, laissant ainsi dégagée, autour de l'ouverture 10, une paroi annulaire 11. La paroi annulaire 11 comprend une face supérieure lia en regard de l'intérieur du réservoir 2 et une face inférieure llb opposée tournée vers l'extérieur du réservoir 2. Lorsque le dispositif 3 est monté sur le réservoir 2, l'embase 6 est fixée contre le fond 4 du réservoir. La collerette 7 vient se positionner et se fixer à l'extérieur du réservoir 2, au contact de la face inférieure externe llb de la paroi annulaire du fond 4. Le corps 5, quant à lui, est disposé à l'intérieur dudit réservoir 2. Par ailleurs, le système 1 comprend une source de gaz sous pression 12, par exemple de l'air comprimé, et un moyen de pilotage 13, par exemple une électrovanne équipant la source de gaz 12 ou indépendante de celle-ci. Le moyen de pilotage 13 est un moyen de commande permettant de réguler la quantité de gaz délivrée par la source de gaz sous pression. Le moyen de pilotage 13 peut, par exemple, prendre la forme d'un système à deux états qui sont : ouvert ou fermé. La source de gaz sous pression 12 est reliée au dispositif d'éjection de matière granuleuse 3 au niveau de l'embase 6. À cet effet, le système 1 comprend une ou plusieurs canalisations connectant la source de gaz 12, le moyen de pilotage 13 (s'il est indépendant de la source) et l'embase 6 du dispositif 3. Le dispositif 3 comprend un circuit d'arrivée de gaz 14 dont le point d'entrée 15 se situe dans l'embase 6.

Le circuit d'arrivée de gaz 14 comprend plus particulièrement, dans l'embase 6, un logement taraudé 15 agencé parallèlement au fond du réservoir 4 (horizontalement) et pourvu de deux extrémités dont la première extrémité 15a (figure lb) permet le montage d'un raccord relié à la source de gaz sous pression 12. Le circuit d'arrivée de gaz 14 comprend également (figure lb), relié à la deuxième extrémité 15b du logement taraudé 15, un canal 16 qui s'étend de l'embase 6 à la partie supérieure 5a du corps de manière excentrée par rapport à l'axe longitudinal ZZ'. Le logement taraudé 15 est agencé à la périphérie de l'embase 6 par rapport à l'axe central ZZ' qui passe par le centre de celle-ci. Le canal 16 comprend deux portions de canal : une première portion 16a qui est un tube orienté verticalement par rapport au fond horizontal du réservoir 4, et une deuxième portion 16b qui s'étend horizontalement dans le corps 5 à partir de l'extrémité supérieure du tube 16a en direction de l'axe ZZ'. Dans le mode de réalisation présenté le canal 16 est situé à l'intérieur du dispositif 3 mais, dans une variante il peut être à l'extérieur et/ou prendre des formes et orientations diverses. La source de gaz 12 peut aussi être raccordée au dispositif 3 par l'intermédiaire de la deuxième portion 16b de tube 16 (le logement taraudé 15 et la première portion 16a du tube 16 sont omis dans cette variante). La deuxième portion de canal 16b débouche sur un logement 17 disposé axialement le long de l'axe ZZ'.

Un gicleur 18 est monté dans ce logement central 17 et est orienté perpendiculairement par rapport au fond du réservoir 4 (orientation verticale). Le dispositif 3 comprend également en aval du gicleur 18 (aligné suivant l'axe longitudinal ZZ') et dans l'alignement de celui-ci, un conduit 19 agencé perpendiculairement au fond du réservoir 4. Le conduit 19 comprend une partie convergente 19a et une partie divergente 19b disposée en aval de la partie convergente 19a et dans l'alignement de celle-ci. Le gicleur 18 débouche dans la partie convergente 19a du conduit. Le conduit 19 a sensiblement la forme d'une tuyère. Le dispositif d'éjection 3 comprend un canal d'éjection 20 (plus particulièrement visible à la figure la) dont l'entrée 20a est disposée dans l'alignement de la partie divergente 19b du conduit et en aval de celle-ci. Le canal d'éjection 20 est sensiblement de forme coudée et comporte à l'une de ses extrémités l'entrée 20a et à l'extrémité opposée une sortie 20b.

Toutefois, à titre de variante non représentée le canal d'éjection 20 peut présenter un profil rectiligne. La partie inférieure 6a de l'embase comprend des moyens de fixation 21 permettant de fixer de manière démontable le canal d'éjection 20 sous cette partie. Ces moyens 21 prennent par exemple la forme d'une collerette fixée par des goujons à la partie inférieure 6a de l'embase et venant plaquer l'entrée du canal d'éjection 20a contre cette partie 6a. Le corps 5 comprend des ouvertures 22, par exemple trois, aménagées dans une paroi périphérique 5b globalement cylindrique qui définit une partie de l'enveloppe extérieure du corps 5. Ces ouvertures sont disposées selon un écartement angulaire d'environ 120° entre elles. Un nombre différent d'ouvertures peut également convenir : deux, quatre...

Les ouvertures 22 sont par exemple circulaires, mais on notera que d'autres formes d'ouvertures sont envisageables : oblongues, rectangulaires... avec des orientations diverses. Ces ouvertures 22 établissent une communication entre l'extérieur du corps 5 situé à l'intérieur du réservoir de sable 2 et l'intérieur du corps 5.

Chaque ouverture 22 comprend un centre et les trois centres Cl, C2, et C3 définissent un plan P (ici horizontal) perpendiculaire à l'axe ZZ' (illustré à la figure 2). On remarquera que, dans le mode de réalisation présenté, le conduit 19 est disposé perpendiculairement au plan P.

Le corps 5 comprend un passage 23 reliant les ouvertures 22 au conduit 19. Le passage 23 comprend plus particulièrement une zone en forme de chicane 24 en aval des ouvertures 22. La zone en forme de chicane 24 du passage 23 comprend, une portion de passage ascendante 25 comprenant une rampe 25a, une portion de passage descendante 26 située en aval et qui comporte une zone de raccord 27 avec le conduit 19 (ces éléments sont plus particulièrement visibles à la figure 1c).

La rampe 25a a de préférence un angle (c) d'inclinaison (cet angle est visible à la figure 1c) compris entre 10 et 85° par rapport à une droite orthogonale au fond du réservoir 4 (droite verticale). L'angle (8) défini par la portion de passage descendante 26 et l'axe longitudinal (ici l'axe vertical ZZ') du conduit 19 est un angle compris entre 0 et 60°, de préférence compris entre 100 et 30° (cet angle est visible à la figure lb). La zone de raccord 27 a par exemple une forme de chambre annulaire aménagée immédiatement en aval de la partie convergente 19a du conduit.

Le passage 23 débouche dans le conduit 19 par l'intermédiaire de la zone de raccord 27, au niveau du col 19c faisant la jonction entre la partie convergente 19a et la partie divergente 19b. Selon une variante non représentée, le passage 23 débouche dans la partie divergente 19b, plus particulièrement dans le premier tiers de la partie divergente 19b. Les portions de passage ascendante 25 et descendante 26 sont délimitées chacune par des parois 5c, 5d, 5e et 5f en regard l'une de l'autre, internes au corps et qui, dans une vue en coupe axiale, confèrent au passage un profil général en forme de M (ces éléments sont plus particulièrement visibles à la figure 1c). Plus particulièrement, les deux parois, inférieure 5c et supérieure 5d, qui délimitent la portion de passage ascendante 25 s'inscrivent respectivement sur deux surfaces coniques 101 et 102 distantes l'une de l'autre et sensiblement parallèles (celles-ci sont plus particulièrement visibles à la figure lb). Les sommets des deux surfaces coniques sont positionnés sur l'axe ZZ' en direction de la partie supérieure 5a du corps. De même, les deux parois, inférieure 5e et supérieure 5f, qui délimitent la portion de passage descendante 26 s'inscrivent respectivement sur deux surfaces coniques 103 et 104 distantes l'une de l'autre, sensiblement parallèles (celles-ci sont plus particulièrement visibles à la figure lb) et dont la conicité est inverse de celle des surfaces coniques de la portion de passage ascendante 25.

On notera que les portions de passage ascendante 25 et descendante 26 sont réunies par une zone de jonction 28 sensiblement horizontale. Chacune des ouvertures 22 comprend un bord supérieur 22a dont le point culminant est situé à une altitude inférieure à l'altitude de la zone de jonction 28. La différence entre ces deux altitudes est noté a. Le passage 23 est délimité par les parois supérieures 5d, 5f et inférieures 5c, 5e précitées et par la paroi périphérique 5b du corps 5 qui est munie des ouvertures 22, conférant ainsi audit passage 23 la forme d'un espace globalement annulaire de révolution autour du conduit 19 centré sur l'axe ZZ'. Le corps 5 comprend plus particulièrement trois pièces assemblées (plus particulièrement visibles aux figures lb et 1c) de manière simple l'une au-dessus de l'autre : - une première pièce inférieure 29 qui comporte la partie divergente 19b du conduit et les parois inférieures 5c, 5e du passage et s'insère en partie dans le trou traversant 8 de l'embase 6, - une deuxième pièce supérieure 30 qui comporte la partie convergente 19a du conduit et les parois supérieures 5d, 5f du passage, - une troisième pièce 31 surmontant la deuxième pièce 30 et qui comporte le logement 17 avec le gicleur 18. Des trous de perçage sont pratiqués dans les trois pièces afin d'y aménager les deux portions de canal 16a et 16b du circuit d'arrivée de gaz 14. On va maintenant expliquer le fonctionnement du dispositif d'éjection de matière granuleuse 3 en référence aux figures la et lb.

Quand le circuit d'arrivée de gaz 14 est alimenté avec un gaz sous pression provenant de la source de gaz 12, par exemple de l'air entre 1 et 10 bars, un écoulement de gaz sous pression circule dans le circuit jusqu'au gicleur 18 où il est injecté dans la partie convergente 19a conduit. En raison de la conservation du débit de gaz à travers le conduit 19, lorsque la section du conduit se réduit, la vitesse de l'écoulement de gaz augmente. Cette augmentation de la vitesse de l'écoulement de gaz provoque une dépression dans la zone où la section du conduit se réduit, plus particulièrement au niveau du col 19c faisant la jonction entre la partie divergente 19b et la partie convergente 19a du conduit, et induit un effet d'aspiration. Ce phénomène est aussi appelé effet Venturi.

On notera que le col 19c mélange dans des proportions déterminées l'écoulement de gaz avec la matière granuleuse aspirée. Le passage 23 a été conçu pour déboucher, par l'intermédiaire de la chambre annulaire 27 (zone de raccord), en aval de la partie convergente 19a, plus particulièrement au niveau du col 19c, afin que l'effet d'aspiration produit par l'écoulement de gaz à travers le conduit 19 soit le plus efficace possible. Cet effet d'aspiration permet d'établir un écoulement de matière granuleuse des ouvertures 22 jusqu'au canal d'éjection 20. Plus particulièrement, cela permet d'aspirer la matière granuleuse successivement à travers les ouvertures 22, la portion de passage ascendante 25, la zone de jonction 28, la portion de passage descendante 26, la zone de raccord 27, le conduit 19, et le canal d'éjection 20. La zone en forme de chicane 24 guide ainsi l'écoulement de matière granuleuse des ouvertures 22 jusqu'au conduit 19. Les ouvertures 22 sont positionnées le plus près possible du fond 4 du 20 réservoir de manière à permettre de consommer le maximum de matière granuleuse contenu dans le réservoir 2. La zone en forme de chicane 24, plus particulièrement la portion de passage descendante 26 et la zone de raccord 27, assurent le mélange de la matière granuleuse provenant des différentes ouvertures 22. 25 Le débit de matière granuleuse est déterminé à partir de paramètres (plus particulièrement visibles à la figure 1c) du dispositif 3 qui sont sélectionnés en fonction du spectre granulométrique de la matière granuleuse S. À titre de paramètres pertinents, on peut citer : 30 - la différence d'altitude (a) des bords supérieurs 22a des ouvertures 22 par rapport à l'altitude de la zone de jonction 28, - la section de passage (b) de la portion de passage ascendante 25 offerte à la matière granuleuse, - l'angle d'inclinaison (c) de la rampe 25a de la portion de passage ascendante 25 par rapport à une droite orthogonale au fond 4 du réservoir (droite verticale), - la forme et la dimension de chacune des ouvertures 22 du dispositif 3, - le diamètre intérieur du gicleur 18. Un exemple de réglage de ces cinq paramètres structurels du dispositif (a = lmm, b = 5,5 mm, c = 45°, des ouvertures de forme circulaire avec un diamètre de 8 mm, diamètre intérieur du gicleur de 1 mm, avec un sable de type SNCF spec. ST041) permet de fournir en sortie 20b du canal d'éjection 20 un débit de 0,45 L/min de matière granuleuse avec une précision de 3%. La précision du débit est améliorée au regard des dispositifs couramment usités. En effet, ces derniers fournissent généralement un débit de matière granuleuse avec une précision d'environ 15%.

Lorsque le circuit d'arrivée de gaz 14 n'est pas alimenté, celui-ci ne délivre pas de gaz sous pression et il n'y a alors pas d'éjection de matière granuleuse. Comme déjà expliqué plus haut, le bord supérieur 22a de chacune des ouvertures 22 se situe à une altitude inférieure à l'altitude de la zone de jonction 28. Ainsi, en l'absence d'alimentation en gaz sous pression, la matière granuleuse est retenue par la portion de passage ascendante 25 située en aval des ouvertures 22 du fait de cette différence d'altitude (a). Un deuxième mode de réalisation d'un dispositif d'éjection selon l'invention est illustré aux figures 3a-c et 4. Il comporte les mêmes éléments fonctionnels que ceux du premier mode de réalisation des figures la-c et 2. Toutefois, l'agencement de l'ensemble de ces éléments diffère ainsi que la structure d'au moins certains d'entre eux.

La figure 3a illustre un système 50 comprenant le réservoir de matière granuleuse 2 de la figure la et un dispositif d'éjection de matière granuleuse 52 selon le deuxième mode de réalisation.

Le dispositif 52 et le système 50 ont les mêmes finalités et fonctionnent sur les mêmes principes que dans le premier mode de réalisation exposé ci-dessus. Le dispositif d'éjection 52 comprend un corps principal 54, une embase 56 sur laquelle est monté le corps principal 54, ainsi qu'un conduit 57 et une pièce 58 en forme de bouchon montés dans l'embase 56 et un canal d'éjection 53 fixé sur l'embase 56. L'embase 56 comprend des moyens de fixation 55 (moyens illustrés à la figure 4) connus tels que par soudure, par vissage, par boulonnage, par encliquetage..., permettant de positionner et de fixer le dispositif 52 dans le fond 4 du réservoir. Le corps principal 54 comprend des ouvertures 62 et un passage 60 situé en aval des ouvertures 62 et reliant celles-ci au conduit 57. Ce passage 60 comprend plus particulièrement une zone en forme de chicane 66. Les éléments décrits ci-après seront plus particulièrement visibles sur la figure 3b. La zone en forme de chicane 66 comprend successivement d'amont en aval, une portion de passage ascendante 68 comprenant une rampe 68a, une zone de jonction 69, et une portion de passage descendante 70 en aval de la zone de jonction 69. La portion de passage ascendante 68 et la zone de jonction 69 forment une chambre par exemple annulaire aménagée immédiatement en aval des ouvertures 62. La rampe 68a a de préférence un angle (c') d'inclinaison compris entre 10 et 85° par rapport à une droite orthogonale au fond du réservoir 4 (droite verticale). En outre, ce passage 60 comprend une zone de raccord 72 en aval de la portion de passage descendante 70. La portion de passage descendante 70 et l'axe longitudinal (ici horizontal) du conduit 57 définissent entre eux un angle (13') compris entre 70° et 110°, et de préférence un angle (13') de 90°. Le corps principal 54 vient se positionner et se fixer sur la partie supérieure 56a de l'embase en s'insérant partiellement dans celle-ci.

Le corps principal 54 comprend plus particulièrement deux pièces assemblées l'une au-dessus de l'autre : une première pièce inférieure 74 et une deuxième pièce supérieure 78. La première pièce inférieure 74 comporte une paroi interne au corps principal 54 et dont le profil général est en forme d'entonnoir dans la vue en coupe axiale de la figure 3b. Cet entonnoir comprend une partie supérieure évasée vers le haut 74a en direction opposée du conduit 57. La partie évasée 74a forme un angle (15) avec une droite parallèle au fond du réservoir 4 (droite horizontale). L'angle (15) est compris entre 300 et 900. La partie évasée est prolongée par une partie inférieure rétrécie allongée 74b qui est pourvue d'un bord périphérique inférieur 74c destiné à être raccordé au conduit 57. L'entonnoir comprend, au sommet de la partie évasée 74a, un bord périphérique supérieur (correspondant à la zone de jonction 69) à partir duquel s'étend, vers l'extérieur, un retour 74d en direction de l'embase et dont la partie inclinée correspond à la rampe 68a. La partie rétrécie et allongée 74b de l'entonnoir s'insère dans un trou traversant 76 de l'embase 56. La deuxième pièce supérieure 78, qui vient coiffer la première pièce inférieure 74, comporte une paroi périphérique 78a de forme sensiblement cylindrique, fermée à sa partie supérieure par une paroi supérieure 78b. Les parois précitées 78a, 78b forment la paroi externe du corps principal 54. Les parois 74d, 78a et 74a, 78b définissent la zone en forme de chicane 66 qui est située immédiatement en aval des ouvertures 62 pratiquées dans la paroi périphérique 78a. On notera qu'une partie des deux parois, inférieure 74d et périphérique 78a, qui délimitent la portion de passage ascendante 68 s'inscrivent respectivement sur deux surfaces coniques 105 et 106 distantes l'une de l'autre et sensiblement parallèles (ces éléments sont plus particulièrement visibles à la figure 3b) . Les sommets des deux surfaces coniques sont positionnés, d'une part, sur l'axe ZZ' et, d'autre part, au-dessus du corps principal 54. On notera qu'une partie de la paroi inférieure 74a, qui délimite la portion de passage descendante 70, s'inscrit sur une surface conique 107 dont la conicité est inversée par rapport à celle des surfaces 105, 106. Le sommet de cette surface conique est positionné sur l'axe ZZ' en direction de la partie rétrécie et allongée 74b de l'entonnoir. La portion de passage descendante 70 est, par exemple ici, de forme conique mais peut présenter une forme circulaire 70a située en amont de la forme conique 70b (variante illustrée à la figure 3c) ou peut être composée d'une succession de formes circulaires de diamètre décroissant raccordées par exemple par des épaulements successifs (autre variante non représentée). Les ouvertures 62 sont par exemple circulaires, mais on notera que d'autres formes d'ouvertures sont envisageables : oblongues, rectangulaires... avec des orientations diverses. Ces ouvertures 62 sont par exemple au nombre de trois, mais un nombre différent peut également convenir : deux, quatre... La partie inférieure 56b de l'embase comprend un trou traversant 59 s'étendant parallèlement au fond du réservoir 4 (orientation horizontale) et 15 dans lequel sont montés, successivement et de manière coaxiale au trou traversant 59, les éléments suivants (figure 3a) : - le conduit 57 comprenant une partie convergente 57a et une partie divergente 57b, cette dernière étant située à l'extrémité 56c où vient se fixer le canal d'éjection 53 sur l'embase 56 ; 20 - la pièce 58 en forme de bouchon située à l'extrémité 56d de l'embase et qui comprend elle-même les éléments suivants : un logement 82 dans lequel est monté un gicleur 84, ainsi qu'un logement taraudé 80 qui sert de point d'entrée au circuit d'arrivée de gaz 81 sous pression. Le logement taraudé 80 est relié au logement 82 qui comprend le 25 gicleur 84 débouchant dans la partie convergente 57a du conduit. Le conduit 57 est percé d'un orifice 87 latéral qui, lorsqu'on vient insérer et fixer le conduit 57 dans le trou traversant 59 de la partie inférieure 56b de l'embase, est disposé en regard du bord périphérique inférieur 74c, formant ainsi une zone de raccord 72 entre le passage 60 et le conduit 57. 30 Dans cet agencement, la partie rétrécie et allongée 74c de l'entonnoir est perpendiculaire au conduit 57.

On notera que dans une variante (non représentée) la partie rétrécie et allongée 74b de la pièce 74 peut être omise et la partie évasée 74a débouche alors immédiatement dans le conduit 57. Cet agencement est rendu possible en réduisant la hauteur de l'embase 56 et donc en modifiant le système de fixation du canal d'éjection 53 sur l'embase 56. Le passage 60 débouche en aval de la partie convergente 57a et plus particulièrement dans le premier tiers de la partie divergente 57b du conduit. Le canal d'éjection 53 est sensiblement de forme coudée et comporte à l'une de ses extrémités une entrée 53a et à l'autre extrémité une sortie 53b. Toutefois, dans une variante non représentée, le canal d'éjection 53 peut présenter un profil rectiligne. L'entrée 53a du canal d'éjection est disposée dans l'alignement longitudinal du conduit 57, immédiatement en aval de la partie divergente 57b. La partie inférieure 56b de l'embase comprend des moyens de fixation 90 permettant de fixer de manière démontable le canal d'éjection 53. Ces moyens 90 prennent par exemple la forme d'une collerette fixée par des goujons à l'extrémité de la partie inférieure 56b de l'embase où débouche le conduit 57 et venant plaquer l'entrée 53a du canal d'éjection contre cette extrémité 56c. Comme dans le premier mode de réalisation, le dispositif 52 est mis en oeuvre lorsque le circuit d'arrivée de gaz 81 est alimenté avec un gaz sous pression provenant d'une source représentée telle que la source 12 de la figure la. Un écoulement de gaz sous pression à travers le conduit 57 entraîne la création d'un effet d'aspiration qui est suffisant pour établir un écoulement de matière granuleuse des ouvertures 62 jusqu'au conduit 57, par l'intermédiaire du passage 60.

Le passage 60 comprend une zone de mélange 94 de la matière granuleuse provenant des différentes ouvertures. Cette zone 94 comprend la portion de passage ascendante 68a, la zone de jonction 69 et la partie supérieure formant entonnoir de la portion de passage descendante 70.

Le débit de matière granuleuse est déterminé à partir de paramètres (plus particulièrement visibles à la figure 3b) du dispositif 52 qui sont sélectionnés en fonction du spectre granulométrique de la matière granuleuse S. À titre de paramètres pertinents, on peut citer : - la différence d'altitude (a') des bords supérieurs 62a des ouvertures 62 par rapport à l'altitude de la zone de jonction 69, - la section de passage (b') de la portion de passage ascendante 68 offerte à la matière granuleuse, - l'angle d'inclinaison (c') de la rampe 68a de la portion de passage ascendante 68 par rapport à une droite orthogonale au fond 4 du réservoir (droite verticale), - la forme et la dimension de chacune des ouvertures 62 du dispositif 52 et, - le diamètre intérieur du gicleur 84. Un exemple de réglage de ces cinq paramètres structurels du dispositif (a'= lmm, b' = 5,5 mm, c' = 45°, forme circulaire avec un diamètre de 8 mm, diamètre intérieur du gicleur de 1,2 mm, avec un sable de type SNCF spec. ST041) permet de fournir en sortie 53b du canal d'éjection 53 un débit de 0,45 L/min de matière granuleuse avec une précision de 3%. La précision du débit est améliorée au regard des dispositifs couramment usités. En effet, ces derniers fournissent généralement un débit de matière granuleuse avec une précision d'environ 15%. Sur la figure 5 est représentée une variante applicable aux deux modes de réalisation illustrés aux figures la et 3a. La figure 5 est une vue en coupe d'une variante du corps (5 ou 54) d'un dispositif (3 ou 52) selon l'invention suivant un plan parallèle au fond 4 du réservoir de sable (plan perpendiculaire à l'axe ZZ'). Dans cette variante, le passage reliant les ouvertures (22 ou 62) au 30 conduit en forme de tuyère comprend trois canaux 96 radiaux séparés qui s'étendent chacun radialement depuis une des ouvertures jusqu'à un espace central commun 98 (zone de mélange) dans lequel ils débouchent.

Dans le premier mode de réalisation, cet espace 98 correspond à la chambre annulaire formant la zone de raccord 27 avec le conduit 19. Dans le deuxième mode de réalisation, cet espace 98 se prolonge verticalement (perpendiculairement au plan de coupe de la figure 5) en direction du conduit 57 par une portion rectiligne de tube analogue à la partie rétrécie et allongée 74b de l'entonnoir. Chacun des canaux 96 comporte, selon une vue en coupe axiale analogue à celles des figures la et 3a, une portion de passage ascendante (25 ou 68) et une portion de passage descendante (28 ou 70) qui débouche dans l'espace central 98 commun. Dans les deux modes de réalisation, les parties du dispositif en contact avec la matière granuleuse sont recouvertes d'un matériau résistant à l'abrasion ou fabriqués dans un matériau de ce type. Le matériau résistant à l'abrasion peut être par exemple un matériau à base de polymères. 20

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif (3 ; 52) d'éjection de matière granuleuse comprenant : - au moins une ouverture (22 ; 62) apte à laisser entrer un écoulement de matière granuleuse dans le dispositif (3 ; 52), - un conduit (19 ; 57) comprenant une partie convergente (19a ; 57a) et une partie divergente (19b ; 57b) en aval de ladite partie convergente (19a ; 57a), ledit conduit (19 ; 57) étant apte à créer un effet d'aspiration par passage (23 ; 60) d'un écoulement de gaz à travers ledit conduit (19 ; 57), ladite au moins une ouverture (22 ; 62) étant reliée audit conduit (19 ; 57), - au moins un canal d'éjection (20 ; 53) dudit écoulement de matière granuleuse disposé en aval dudit conduit (19 ; 57), caractérisé en ce qu'au moins un passage (23 ; 60) reliant ladite au moins une ouverture (22 ; 62) audit conduit (19 ; 57) débouche en aval de la partie convergente (19a ; 57a) dudit conduit (19 ; 57), de manière à permettre, grâce audit effet d'aspiration, d'établir ledit écoulement de matière granuleuse de ladite au moins une ouverture (22 ; 62) jusqu'audit au moins un canal d'éjection (20 ; 53).
2. 2. Dispositif (3 ; 52) d'éjection de matière granuleuse selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un passage (23 ; 60) débouche après la partie convergente (19a ; 57a) et/ou dans la partie divergente (19b ; 57b), et, par exemple, dans le premier tiers de la partie divergente (19b ; 57b).
3. 3. Dispositif (3 ; 52) d'éjection de matière granuleuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un passage (23 ; 60) comprend une zone en forme de chicane (24 ; 66) en aval de ladite au moins une ouverture (22 ; 62), qui comprend une portion de passage ascendante (25 ; 68) et une portion de passage descendante (26 ; 70) placée en aval de ladite portion depassage ascendante (25 ; 68), ladite zone en forme de chicane (24 ; 66) étant destinée à guider ledit écoulement de matière granuleuse à partir de ladite au moins une ouverture (22 ; 62) en direction du conduit (19 ; 57).
4. 4. Dispositif (3 ; 52) d'éjection de matière granuleuse selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite portion de passage ascendante (25 ; 68) comprend une rampe (25a ; 68a).
5. 5. Dispositif (3 ; 52) d'éjection de matière granuleuse selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la portion de passage ascendante (25 ; 68) et/ou ladite portion de passage descendante (26 ; 70) est délimitée par des parois (5c, 5d, 5e, 5f; 74d, 78b) en regard.
6. 6. Dispositif (3 ; 52) d'éjection de matière granuleuse selon la revendication 5, caractérisé en ce que les parois (5c, 5d, 5e, 5f ; 74d, 78b) en regard délimitant au moins l'une des portions de passage (25, 26 ; 68, 70) s'inscrivent respectivement sur deux portions de surfaces coniques (101, 102 ; 105, 106) distantes l'une de l'autre.
7. 7. Dispositif (3 ; 52) d'éjection de matière granuleuse selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que, - ladite au moins une ouverture (22 ; 62) comprend un bord supérieur (22a ; 62a), - la portion de passage ascendante (25 ; 68) et la portion de passage descendante (26 ; 70) comprennent une zone de jonction (28 ; 69) qui relie lesdites portions de passage (25, 26 ; 68, 70) entre elles, de telle manière que le bord supérieur de l'ouverture (22a ; 62a) est situé à une altitude inférieure à l'altitude de ladite zone de jonction (28 ; 69).
8. 8. Dispositif (3 ; 52) d'éjection de matière granuleuse selon la revendication 7, caractérisé en ce que :- la différence d'altitude (a ; a') entre le bord supérieur (22a ; 62a) de ladite au moins une ouverture (22 ; 62) et la zone de jonction (28 ; 69) des portions de passage (25, 26 ; 68 ; 70), - la section de passage (b ; b') de la portion de passage ascendante (25 ; 68), - l'angle d'inclinaison (c ; c') de la portion de passage ascendante (25 ; 68), - la forme et la dimension de chacune des ouvertures (22 ; 62) du dispositif (3 ; 52) et, - le diamètre intérieur d'un gicleur (18 ; 84) apte à injecter du gaz dans le conduit (19 ; 57), sont des paramètres sélectionnés en fonction du spectre granulométrique de la matière granuleuse (S), de manière à obtenir une valeur déterminée du débit de matière granuleuse.
9. 9. Dispositif (3 ; 52) d'éjection de matière granuleuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un passage (23 ; 60) comprend une zone de mélange.
10. 10. Dispositif (3 ; 52) d'éjection de matière granuleuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un passage (23 ; 60) comprend une zone de raccord au conduit (19 ; 57), ladite zone étant de forme annulaire.
11. 11. Dispositif d'éjection de matière granuleuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un passage (23 ; 60) comprend une zone de raccord au conduit (19 ; 57), ladite zone de raccord débouchant sur un des côtés du conduit (19 ; 57).
12. 12. Dispositif (3 ; 52) d'éjection de matière granuleuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif (3 ; 52) comprend au moins trois ouvertures (22 ; 62) qui comprennent chacune un centre, lesdits centres définissant un plan parrapport auquel le conduit (19 ; 57) est agencé orthogonalement ou parallèlement.
13. 13. Utilisation du dispositif (3 ; 52) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes dans un véhicule ferroviaire.5