[0001] La présente invention concerne un silencieux destiné à réduire le bruit résultant
d'un échappement d'air comprimé à la sortie d'un robinet, d'un distributeur, d'une
électro-vanne, d'une soupape, du clapet de décharge ou dispositif analogue d'une installation
d'air comprimé.
[0002] Le bruit résultant d'un échappement d'air comprimé est formé de sons compris dans
une gamme étendue allant du grave à l'aigu et l'absorption ou l'atténuation de ces
vibrations sonores pose des problèmes car les silencieux connus efficaces pour les
graves sont peu efficaces pour les aigus et inversement.
[0003] Dans FR-A-2.250.379 du 31 Octobre 1973, le demandeur a proposé, pour résoudre ce
problème, un silencieux pour installation d'air comprimé comportant une chambre présentant
à une extrémité au moins un raccord pour son raccordement à la sortie d'air comprimé
et communiquant à son autre extrémité avec l'atmosphère, chambre dans laquelle sont
disposées des chicanes, la paroi de cette chambre étant double et formée par une paroi
extérieure pleine et une paroi intérieure perforée avec entre elles un bourrage en
un matériau absorbant.
[0004] Dans ce silencieux, les éléments de chicane sont constitués par des plaques dont
la surface occupe la totalité de la section, les plaques étant perforées alternativement
au centre et à la périphérie. Le flux d'air s'établit selon une trajectoire sinueuse,
ce qui allonge le trajet de fuite et amortit les fréquences de grande longueur d'onde
mais les filets d'air ne sont pas forcés selon une trajectoire les amenant en contact
avec le bourrage en matériau absorbant, ce contact ayant pour effet d'amortir les
fréquences de faible longueur d'onde.
[0005] Ce genre de silencieux donne donc de bons résultats et un affaiblissement du niveau
sonore important. Il s'est avéré toutefois nécessaire de réduire encore plus ce niveau
sonore en particulier dans le domaine des aigus,donc d'accroître la réflexion sur
le bourrage en matériau absorbant.
[0006] De plus si les installations et machines que le silencieux est destiné à équiper
sont lubrifiées, l'air comprimé qui en provient entraîne en général de l'huile qu'il
est utile d'arrêter dans toute la mesure du possible pour éviter une pollution de
l'ambiance.
[0007] L'affaiblissement accru du niveau sonore notamment dans le domaine des aigus est
obtenu, conformément à l'invention, dans un silencieux pour installation d'air comprimé
du type comportant des chicanes allongeant le trajet du flux d'air avec au moins une
partie de la chambre délimitée par une paroi perforée maintenant un bourrage en un
matériau absorbant par le fait que les chicanes obligent le flux gazeux à circuler
sous forme d'une veine de section réduite au contact de la paroi perforée maintenant
le bourrage en matériau absorbant.
[0008] Conformément à l'invention les chicanes peuvent être constituées par des plateaux
perpendiculaires à l'axe du silencieux, ces plateaux présentant une surface pleine
avec un passage pour le flux d'air situé alternativement au centre et à la périphérie,
le passage périphérique étant délimité entre le bord du plateau et la paroi perforée
maintenant le bourrage isolant. Selon un mode de réalisation préférentiel et pour
accroître la turbulence et le parcours au contact de la paroi perforée, ce bord présente
une jupe périphérique parallèle à ladite paroi perforée.
[0009] On a d'autre par découvert qu'il était possible d'obtenir un amortissement supplémentaire
important des ondes sonores en créant dans l'écoulement du flux gazeux des pertes
de charge notamment en donnant naissance à des turbulences locales par collision entre
des flux partiels.
[0010] En conséquence et selon une autre caractéristique, le flux global est subdivisé en
flux élémentaires par passage à travers des perforations de parois perforées parallèles
à la direction générale d'écoulement du flux, la surface totale des perforations assurant
un passage à travers une paroi étant très supérieure à la section de passage à l'entrée
du silencieux et les perforations assurant un même passage étant échelonnées pour
que les flux partiels des perforations aval entrent en collision avec les flux ayant
traversé par les perforations amont.
[0011] Selon un mode de réalisation qui assure une partie de l'amortissement par des turbulences
localisées, le silencieux dans lequel les chicanes sont constituées par des parois
cylindriques concentriques présentant des passages entre les chambres concentriques
qu'elles délimitent dans leurs extrémités alternées, les chambres concentriques étant
parcourues par le flux du centre vers la périphérie, est caractérisé en ce que la
chambre périphérique externe a sa paroi extérieure constituée par la paroi perforée
maintenant le bourrage absorbant et en ce que les passages entre les chambres concentriques
sont réalisés par des perforations réparties en quinconce sur une longueur notable.
Le flux partiel passant par chaque perforation entre en turbulence par choc sur la
paroi située en face et par collision avec les filets d'air ayant traversé la paroi
plus près de son extrémité.
[0012] Selon un autre mode de réalisation, une seconde paroi perforée est montée concentriquement
à l'intérieur de la paroi perforée maintenant le bourrage absorbant et des chicanes
transversales pleines sont prévues alternativement à l'intérieur de la chambre constituée
par la paroi perforée intérieure et entre ladite paroi perforée intérieure et la paroi
perforée périphérique maintenant le bourrage absorbant.
[0013] Selon une autre caractéristique, en aval du silencieux proprement dit est prévue
une chambre parcourue par le flux d'air sortant du silencieux, cette chambre étant
garnie d'une masse filtrante. Cette masse filtrante qui peut être constituée par de
la paille de fer ou autre matériau analogue a pour but de retenir l'huile qui n'aurait
pas été arrêtée dans le silencieux.
[0014] Selon une autre caractéristique le silencieux est monté avec son axe vertical et
comporte à sa base une cavité collectrice pour l'huile séparée. Dans ce cas les chicanes
comportent de préférence des perçages en leur point bas pour permettre l'écoulement
de l'huile déposée sur leur surface. Ce mode de réalisation est destiné notamment
aux installations d'air comprimé dans lesquelles l'air est chargé en huile ou liquides
analogues.
[0015] Les caractéristiques ci-dessus et d'autres caractéristiques apparaîtront plus clairement
à la lecture de la description détaillée de divers exemples de réalisation du silencieux
faite ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels:
La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un silencieux à plateaux conforme à l'invention
et la figure 2 une vue correspondante du même silencieux avec récupération d'huile,
la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un silencieux à chicanes cylindriques concentriques
et la figure 4 une vue correspondante du même silencieux avec récupération d'huile
et la figure 5 est une vue en coupe axiale d'encore un autre mode de réalisation du
silencieux conforme à l'invention.
[0016] Dans tous les dessins les mêmes références désigneront les mêmes éléments ou des
éléments équivalents.
[0017] 1 désigne l'enveloppe cylindrique extérieure du silencieux, 2 le fond et 3 la paroi
d'extrémité supérieure, ces trois éléments étant réunis par sertissage pour former
une chambre. La référence 4 désigne les orifices ou raccords d'entrée solidaires de
la paroi 3 ou réalisés dans celle-ci pour le raccordement du silencieux à l'échappement
d'air comprimé tel que robinet, distributeur, électro-vanne, soupape de sureté, soupape
de décompression, soupape de départ pour compresseur, etc.
[0018] Comme décrit dans FR-A-2.250.379, 5 désigne la paroi cylindrique perforée sur toute
sa surface qui maintient la masse de matériau absorbant 6, par exemple de la laine
de verre, destinée à absorber les bruits aigus.
[0019] Dans les modes de réalisation des figures 1 et 2 les chicanes sont constituées par
des plateaux alternativement 7 et 8 montés autour d'un axe central 9 en étant empilés
sur cet axe avec interposition d'entretoises d'écartement 10, l'empilage étant serré
par des écrous 11 vissés sur l'axe entre un plateau supérieur 7' inversé et un plateau
inférieur 8'. L'ensemble est maintenu par les plateaux 8 qui s'étendent jusqu'à la
paroi 5 avec laquelle ils sont solidarisés. Les plateaux 7 qui sont de plus petit
diamètre que le cylindre constitué par la paroi 5 présentent à leur périphérie une
jupe 12 dirigée vers le haut, mais qui pourrait également s'étendre vers le bas pour
canaliser le flux d'air au contact de la paroi 5. Les plateaux 8 comportent, dans
leur partie centrale,un orifice 13 constitué par une découpe en U dont la languette
14 est rabattue obliquement vers le bas. Du fait de ces dispositions caractéristiques
de l'invention, la circulation du flux d'air se fait non plus en zig-zag en passant
d'un orifice central d'un plateau formant une chicane à l'orifice périphérique du
plateau suivant et inversement mais selon le trajet représenté schématiquement par
la flèche F. Le trajet du flux d'air présente une longueur accrue du fait des tronçons
en retour selon une direction opposée à la direction générale axiale de circulation
du haut vers le bas et le flux d'air vient s'écraser de manière répétée contre les
surfaces inférieures et supérieures des plateaux formant les chicanes contre lesquelles
il abandonne l'huile ou autres liquides dont il peut être chargé. De plus, selon la
caractéristique essentielle de l'invention,la circulation de la totalité du flux d'air
au contact de la paroi 5 s'effectue selon un trajet total voisin de la longueur du
silencieux et les ondes sonores de faible longueur d'onde et haute fréquence sont
amorties,lorsqu'elles tombent sur les surfaces des perforations,par absorption dans
la masse de matière absorbante 6.
[0020] Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'air sort par des perforations 15 dans
la zone de la paroi périphérique 1 située en dessous de la couche de matériau absorbant
6 qui est délimitée par une rondelle 16.
[0021] Dans le mode de réalisation de la figure 2, le silencieux ci-dessus décrit est enfermé
dans une enveloppe périphérique externe 17 fermée par un anneau supérieur 18 et un
fond serti inférieur 19 avec une patte support 22 entre les fonds 2 et 19. La paroi
périphérique 17 est perforée à sa partie supérieure en 20,pour réaliser la sortie
de l'air et,entre la zone perforée 15' de la paroi périphérique 1 et la zone des perforations
20 est disposé un garnissage de filtration 21, par exemple en paille de fer, qui est
traversé par le flux d'air avant sa sortie et qui peut retenir les traces d'huile
qui n'ont pas été éliminées sur les chicanes du silencieux. Ce type de silencieux
étant destitié à des installations d'air comprimé dontrair peut être assez chargé
en huile, le fond 2 est perforé pour laisser s'écouler l'huile déposée dans le silencieux
et de petits perçages (non représentés) peuvent également être prévus dans les points
bas des plateaux 7 pour assurer l'écoulement de l'huile. Dans le cas où le silencieux
est muni d'un pied 23, un raccord 24 pour un tuyau souple ou analogue peut être prévu
sous le pied, ce raccord débouchant dans le fond de l'enveloppe périphérique extérieure.
Le pied 23 peut être remplacé par un bocal en verre ou analogue, vissé ou solidarisé
de toute autre manière et de façon amovible sous le fond 19, bocal dans lequel s'accumule
l'huile.
[0022] Dans les modes de réalisation selon les figures 3 et 4,le système de chicane est
constitué par une paroi cylindrique centrale 25 réunie à sa partie supérieure au raccord
4 d'arrivée de l'air d'échappement par un manchon tubulaire 26. La paroi 25 présente
dans sa partie basse une zone perforée 27 qui conformément à l'invention,s'étend sur
une assez grande longueur pour que la surface des trous soit au moins égale à la section
des chambres délimitées par les parois. Autour de la paroi 25 sont disposées trois
autres parois cylindriques concentriques 28-28', ces parois comportant des zones perforées
27'-27 qui présentent les mêmes caractéristiques que la zone perforée 27 et qui sont
disposées alternativement dans leur partie supérieure ou dans leur partie inférieure.
Ces chicanes sont maintenues centrées et sont montées par serrage entre une pièce
en paroi tronconique 29 et des fonds emboutis 31, le serrage étant assuré par la paroi
25 qui s'emboîte en haut dans la pièce 29 et est serrée en bas vers les fonds emboutis
31 par un système de serrage à boulon 32.
[0023] Avec ce mode de réalisation du silencieux,le flux d'air suit les flèches F' en circulant
successivement de bas en haut et de haut en bas dans les chambres tubulaires successives.
Toutefois,conformément à l'invention,le passage d'une chambre à la chambre périphérique
s'effectue sous la forme d'une multiplicité de petits jets d'air qui viennent s'écraser
sur la paroi pleine située en face de chaque perforation et qui sont soumis à une
turbulence sous l'effet de l'impact dans le flux d'air qui a passé à travers les orifices
plus proches de l'extrémité. Il se produit donc une dissipation d'énergie efficace
et un amortissement des ondes sonores notamment des graves. De plus,du fait de la
grande surface totale des orifices sur chaque tube, la détente s'effectue sur la totalité
de la longueur et non au passage des perforations des chicanes,ce qui évite les détentes
avec accroissement de vitesse de l'air qui sont génératrices de bruit. Enfin, sur
la dernière partie du trajet,l'air circule en flux turbulent au contact de la paroi
perforée 5 et les ondes sonores de haute fréquence se trouvent absorbées, après avoir
été transmises à travers les perforations de la paroi 5, dans la masse de laine de
verre. Dans les changements de direction, l'huile est "centrifugée" hors du flux d'air
qui l'entraîne et elle s'accumule au fond desdites chambres d'où elle s'écoule par
les orifices 33.
[0024] Lorsque le silencieux selon la figure 3 est utilisé dans une installation dont l'air
est chargé en huile, il peut être complété par un dispositif de récupération d'huile
analogue à celui de la figure 2, cette modification étant illustrée à la figure 4
et les mêmes éléments étant désignés par les mêmes références.
[0025] Dans la figure 5, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments
que dans la figure 3 ou des éléments équivalents.
[0026] Dans ce mode de réalisation,une paroi cylindrique perforée 34 est montée concentriquement
à la paroi perforée 5 et à l'intérieur de celle-ci. L'airqui sort des raccordsd'entrée
4 est guidé par une paroi 35 dans le cylindre perforé 34. Ce dernier est subdivisé
en chambres par des parois pleines horizontales 36 avec une paroi 37 formant le fond.
Des parois annulaires 38 sont soudées entre les parois perforées 34 et 5 à mi-hauteur
entre deux parois 36.
[0027] Comme illustré par les flèches F", les flux d'air subdivisés qui sortent de chaque
chambre entre deux parois 35 sont dirigés vers la paroi 5 qui, du fait des perforations
et de la masse de matière absorbante 6, réfléchit très mal les ondes sonores de faible
longueur d'onde et haute fréquence. De plus les flux d'air réfléchi par les parties
pleines rentrent en collision avec les flux qui traversent les perforations plus en
aval et il se produit une turbulence intense avec perte d'énergie, la grande section
du passage offert par les perforations évitant les détentes à chaque traversée de
la paroi 34 et les bruits en résultant. En outre on remarquera que le flux d'air circule
au contact de la paroi perforée 5 sur la majeure partie de la distance séparant deux
parois 38.
[0028] La référence 39 désigne le réservoir collecteur d'huile pour l'huile séparée dans
le silencieux.
1. Silencieux pour installation d'air comprimé du type comportant des chicanes (7,
8, 28, 36, 38) allongeant le trajet du flux d'air avec au moins une partie de la chambre
délimitée par une paroi perforée (5) maintenant un bourrage (6) en un matériau absorbant,
caractérisé en ce que les chicanes (7, 28, 36) obligent le flux gazeux à circuler
sous forme d'une veine de section réduite au contact de la paroi perforée (5) maintenant
le bourrage (6) en matériau absorbant.
2. Silencieux pour installation d'air comprimé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que les chicanes sont constituées par des plateaux (7, 8, 36, 38)
perpendiculaires à l'axe du silencieux, ces plateaux présentant une surface pleine
avec un passage pour le flux d'air situé alternativement au centre (13) et à la périphérie,
le passage périphérique étant délimité entre le bord du plateau (7, 36) et la paroi
perforée (5) maintenant le bourrage isolant (6).
3. Silencieux pour installation d'air comprimé selon la revendication 2,
caractérisé en ce que le bord des plateaux (7) délimitant le passage périphérique
avec la paroi perforée (5) présente une jupe périphérique (12) parallèle à ladite
paroi perforée 4.
4. Silencieux pour installation d'air comprimé selon la revendication lr
caractérisé en ce que le flux global est subdivisé en flux élémentaires par passage
à travers des perforations de parois perforées (28,34) parallèles à la direction générale
d'écoulement du flux, la surface totale des perforations assurant un passage à travers
une paroi étant très supérieure à la section de passage à l'entrée du silencieux et
les perforations assurant un même passage étant échelonnées pour que les flux partiels
des perforations aval entrent en collision avec les flux ayant traversé par les perforations
amont.
5. Silencieux pour installation d'air comprimé selon la revendication 4 dans lequel
les chicanes sont constituées par des parois cylindriques concentriques (28) présentant
des passages (27) entre les chambres concentriques qu'elles délimitent dans leurs
extrémités alternées, les chambres concentriques étant parcourues par le flux du centre
vers la périphérie, caractérisé en ce que la chambre périphérique externe a sa paroi
extérieure constituée par la paroi perforée (5) maintenant le bourrage isolant (6)
et
en ce que les passages entre les chambres concentriques sont réalisés par des perforations
(27) réparties en quinconce sur une longueur notable.
6. Silencieux pour installation d'air comprimé selon la revendication 5,
caractérisé en ce qu'une seconde paroi perforée (34) est montée concentriquement à
l'intérieur de la paroi perforée (5) maintenant le bourrage absorbant (6) et des chicanes
transversales pleines (36,38) sont prévues alternativement à l'intérieur de la chambre
constituée par la paroi perforée intérieure (34) et entre ladite paroi perforée intérieure
(34) et la paroi perforée périphérique (5) maintenant le bourrage absorbant (6).
7. Silencieux pour installation d'air comprimé selon l'une quelconque des revendications
1 à 6,
caractérisé en ce qu'en aval du silencieux proprement dit est prévue une chambre parcourue
par le flux d'air sortant du silencieux, cette chambre étant garnie d'une masse filtrante
(21).
8. Silencieux pour installation d'air comprimé selon l'une quelconque des revendications
1 à 7,
caractérisé en ce que le silencieux est monté avec son axe vertical et comporte à
sa base une cavité collectrice (22) pour l'huile séparée.