EP1132625A1 - Ejecteur vapeur-liquide à buse amovible - Google Patents

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EP1132625A1
EP1132625A1 EP01400621A EP01400621A EP1132625A1 EP 1132625 A1 EP1132625 A1 EP 1132625A1 EP 01400621 A EP01400621 A EP 01400621A EP 01400621 A EP01400621 A EP 01400621A EP 1132625 A1 EP1132625 A1 EP 1132625A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
ejector
liquid
downstream
axis
Prior art date
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Granted
Application number
EP01400621A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1132625B1 (fr
Inventor
Pierre Miquel
Francois Poncelet
Philippe Bretault
Didier Michel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orano Cycle SA
Original Assignee
Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA filed Critical Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA
Publication of EP1132625A1 publication Critical patent/EP1132625A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1132625B1 publication Critical patent/EP1132625B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/44—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04F5/02 - F04F5/42
    • F04F5/46—Arrangements of nozzles
    • F04F5/461—Adjustable nozzles

Definitions

  • the present invention relates to a vapor-liquid ejector, with nozzle or removable (or removable) nozzle.
  • This type of device allows the entrainment of a liquid by means of a working fluid: steam. Said vapor passes through the nozzle (or nozzle) of the device which transforms its pressure into speed.
  • This nozzle is most often of the "supersonic" type with a convergent-divergent profile, which makes it possible to increase the exit speed compared to that obtained with a simple convergent nozzle.
  • Optimal efficiency is obtained by bringing the pressure of the vapor closer to the suction pressure of the liquid.
  • the vapor condenses very quickly on contact with the aspirated liquid, but not instantly. There generally remains a vapor dart, in the form of a cone converging at the outlet of the nozzle.
  • the nozzle or nozzle of the ejector removably fitted into the body of said ejector, brought to a relatively high temperature due to the circulation of said vapor in its breast is a sensitive part, with reference to the problem of corrosion. This remark obviously applies especially for the part of said nozzle in contact with the aspirated liquid.
  • this corrosion problem is critical in terms of game that necessarily exists due to the nesting of the removable nozzle in the body of the ejector, clearance which is accessible to the sucked liquid and which constitutes, in reference to this one, a kind of dead zone.
  • Said nozzle 2 is stably positioned in the recess 14 of said nozzle body 10, in abutment against an internal shoulder 13 of said body 10. There is in fact cooperation of a shoulder 3 of said nozzle 2 and of said shoulder 13.
  • sealing means 9 which are intended to prevent any rise, further upstream, of the liquid L sucked in at the conduit 12.
  • the main object of the present invention is therefore new ejectors vapor-liquid, with removable nozzle (or nozzle), of the type of that shown in Figure 1 attached, modified in the direction indicated above.
  • the thickness, e ⁇ 2 mm, of said volume may or may not be constant, over any the length of it.
  • it is not constant. It may vary continuously or discontinuously.
  • it varies continuously (without hook edge). Whatever its mode of variation, it is advantageously greater downstream (at the downstream end of said volume through which the sucked liquid arrives (and drains)) than upstream (at the level sealing means).
  • Said volume may also have, or not, symmetry.
  • the volume (generally annular) interstitial has a non-constant thickness, which, on at least part of its length, preferably over its entire length, believes gradually from upstream to downstream.
  • a thickness of at least 2 mm at the level of the means sealing, at the upstream end of said interstitial volume and a thickness, greater than 2 mm, over at least part of the length of said volume, which is maximum at the downstream end of said interstitial volume, downstream end through which the sucked liquid enters said volume (and leaves said volume).
  • interstitial volume obviously depends on that of facing surfaces which delimit it: external surface of the nozzle immediately downstream sealing means, internal surface of the recess of the body of the ejector vis-a-vis.
  • the external surface of the body of the nozzle corresponds, on at least one most downstream of the length of the interstitial volume, advantageously over the entire said length, to that of a truncated cone.
  • the base of said cone is obviously located upstream.
  • the angle of inclination (upstream to downstream) of said external surface of the body of said nozzle with respect to the axis of said nozzle is generally understood between 3 and 7 °, it is advantageously at least equal to 5 °. We understand that more said angle is important, the more the corresponding interstitial volume is open.
  • the opening of said volume it is recommended to play on the inclination (relative to the axis of said nozzle) in the other direction, from the surface facing the external surface of the nozzle body: the surface of the internal shoulder of the ejector body.
  • said surface of the internal shoulder of the body of the ejector, facing of said external surface of the nozzle body develops, from upstream to the downstream, on at least a part, the most downstream, of the length of the volume interstitial, advantageously over the entire length, widening, with respect to the axis of the nozzle, and this, advantageously at an angle less than or equal to 5 ° (angle of inclination relative to said axis of said nozzle).
  • they may be parts hollow, channel or groove type, formed in the body of said nozzle or raised parts, projecting parts.
  • Said means arranged on the external surface of the nozzle in view to direct the liquid sucked into the consequent interstitial volume, in the form means added or machined in the mass of said nozzle, can in particular comprise at least one part of washer (secured to said external surface of said nozzle) whose (lowest) part is located in the axis of the second conduit (through which the aspirated liquid arrives) and the (highest) part near the entry of the interstitial volume.
  • washer secured to said external surface of said nozzle
  • the (lowest) part is located in the axis of the second conduit (through which the aspirated liquid arrives) and the (highest) part near the entry of the interstitial volume.
  • This last variant embodiment of the means arranged on the surface external of the nozzle for directing liquid sucked into the interstitial volume therefore is particularly favorite. It allows to perfectly manage the circulation of a flow of liquid to and in said interstitial volume, it ensures a consequent decrease in the temperature at said volume.
  • the ejectors of the invention can exist according to numerous variants: with "enlarged” interstitial volumes, of various shapes and with “deflectors", on the fitted nozzle, also of various shapes.
  • said "deflectors" when intervene in relief, do not obstruct the establishment (at fitting) and when removing the nozzle in the ejector body. They must be adequately sized.
  • the present invention relates to a nozzle, intended to constitute the removable nozzle of a vapor-liquid ejector of the invention, as described above.
  • Said nozzle typically has on its external surface, means, recessed or raised, capable of orienting upstream at minus part of the flow of liquid drawn by the ejector, in which is called to be mounted said nozzle.
  • Said means as specified above (and consisting advantageously in an open washer with rib), can be machined in the mass of said nozzle or consist of one (of) piece (s) attached (s).
  • the nozzle in question has a convergent-divergent profile and said means are positioned on the surface external of the converging part of said nozzle.
  • the use of the ejectors of the invention is particularly recommended in contexts of transfer of "corrosive" liquids, for example suspensions acids charged with particles. Said ejectors of the invention prove to be much more resistant to corrosion than the ejectors of the prior art.
  • the Applicant particularly recommends their use for the transfer of radioactive liquids, the ejector being mounted through the wall of a cell active.
  • Figure 1 is a schematic section of a vapor-liquid ejector removable nozzle of the prior art.
  • Figure 2 is a schematic, similar section of an ejector vapor-liquid with removable nozzle of the invention.
  • Figure 3 shows, in section, a removable nozzle suitable for equipping a vapor-liquid ejector of the invention.
  • Figure 4 shows, in section, another removable nozzle suitable for equip a vapor-liquid ejector of the invention.
  • Figures 5A to SE are enlargements of the sense sensitive area of the invention (partial section view): the interstitial volume corresponding to the clearance mounting the nozzle in the ejector body.
  • Figure 1 has been described in the introductory part of this description. It shows a vapor-liquid ejector with removable nozzle of art prior. Said nozzle 2 is shown mounted in the recess 14 of the body 10 of the ejector 1.
  • the interstitial annular volume v corresponding to the mounting clearance of said nozzle 2 in said recess 14 is very narrow. We have seen that its thickness e constant is generally of the order of 0.2 mm.
  • the volume v thus enlarged, has a substantially flared tubular shape (delimited by two co-axial frustoconical surfaces).
  • the outer surface 4 of the nozzle 2 is inclined over the entire length of said volume v while the surface 13 " of the shoulder 13 is it inclined, in the other direction, over its major part most downstream (and not over its entire length).
  • the washer 20 has been welded to said external surface 4 of the nozzle 2, at an adequate level (to be opposite the suction pipe 12 for liquid L) and with an adequate inclination (to orient a fraction of the flow of said liquid L sucked towards the sealing means 9, via the interstitial volume v). Said washer 20 ensures a consequent arrival of liquid L in said volume v, made relatively accessible.
  • FIG. 3 shows another alternative embodiment of the means, fitted to a nozzle 2, and capable of performing the function of deflectors. This variant of realization is particularly preferred.
  • Said means - deflectors - consist of a washer 20 ', open in 21 and having a rib 22.
  • Said rib 22 extends, at the level (at the height) of the axis of the nozzle 2, the lower edge of said opening 21.
  • Said open washer 20 ′ in the variant shown, is machined in the mass of the nozzle 2.
  • FIG. 4 shows another alternative embodiment of the means, fitted to a nozzle 2, and capable of performing the function of deflectors.
  • Said means 20 are machined in relief in the mass of said nozzle 2.
  • the profile of the surface external 4 of said nozzle 2 is thus doubly modified compared to that of a nozzle of the prior art according to FIG. 1, modified by inclination of said surface external 4 immediately downstream of the shoulder 3 and modified by the existence of the relief 20 ".
  • FIG. 5A we show an interstitial volume v, enlarged in the sense of the invention, without modification of form, with respect to that according to FIG. 1 (according to prior art) (without modification of the profile of the 4 and 13 "facing surfaces).
  • said distance also increases continuously due to the fact of the double inclination, continuously, over the entire length of the volume v, in the direction reverse, of said two surfaces 4 and 13 ".
  • FIG. 5D the variant embodiment of FIG. 2 is repeated.
  • the surface 4 is inclined over the entire length of volume v while surface 13 " only on its major downstream part.

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Abstract

La présente invention a pour objet un éjecteur (1) vapeur (V)-liquide (L), à buse amovible (2), dont la structure interne a été modifiée, améliorée, au niveau du jeu existant du fait de l'emmanchement de ladite buse (2) dans le corps (10) dudit éjecteur (1). Ladite invention a également pour objet ladite buse (2) d'un tel éjecteur (1). <IMAGE>

Description

La présente invention a pour objet un éjecteur vapeur-liquide, à buse ou tuyère amovible (ou démontable).
Ce type de dispositif est connu per se. Il permet l'entraínement d'un liquide au moyen d'un fluide moteur : la vapeur. Ladite vapeur passe par la tuyère (ou buse) du dispositif qui transforme sa pression en vitesse. Cette tuyère est le plus souvent du type "supersonique" avec un profil convergent-divergent, qui permet d'augmenter la vitesse de sortie par rapport à celle obtenue avec une tuyère convergente simple. Le rendement optimal est obtenu en rapprochant la pression de la vapeur de la pression d'aspiration du liquide. La vapeur se condense très rapidement au contact du liquide aspiré, mais pas instantanément. Il subsiste généralement un dard de vapeur, en forme de cône convergent à la sortie de la tuyère.
C'est généralement de la vapeur d'eau qui intervient à titre de fluide moteur mais rien n'exclut a priori l'intervention d'une vapeur d'une autre nature, pourvu que les conditions physiques de celle-ci s'y prêtent et que celle-ci ne constitue pas une pollution dans le liquide aspiré.
Quelle que soit la nature de la vapeur intervenant, la tuyère ou buse de l'éjecteur, emmanchée de façon amovible dans le corps dudit éjecteur, portée à une température relativement élevée du fait de la circulation de ladite vapeur en son sein, est une pièce sensible, en référence au problème de la corrosion. Cette remarque vaut bien évidemment tout particulièrement pour la partie de ladite tuyère au contact du liquide aspiré.
En tout état de cause, ce problème de corrosion est critique au niveau du jeu qui existe forcément du fait de l'emboítement de la tuyère amovible dans le corps de l'éjecteur, jeu qui est accessible au liquide aspiré et qui constitue, en référence à celui-ci, une espèce de zone morte.
Au niveau dudit jeu, il se développe inexorablement une corrosion de type caverneuse.
C'est en référence à ce problème de corrosion, dans la structure des éjecteurs vapeur-liquide à tuyère amovible, que la présente invention a été développée.
Pour faciliter d'une part, l'exposé ci-après de ladite invention et d'autre part, sa compréhension, on se propose de préciser dès maintenant, en référence à la figure 1 annexée, la structure des éjecteurs vapeur-liquide à tuyère amovible de l'art antérieur. Au vu de ladite structure, on comprend aisément le problème de corrosion évoqué ci-dessus. En référence audit problème, il est proposé, selon l'invention, un perfectionnement à la structure desdits éjecteurs vapeur-liquide à tuyère amovible de l'art antérieur.
Dans le corps 10 d'un tel éjecteur 1 de l'art antérieur, tel que représenté en coupe sur ladite figure 1, (plus précisément, dans un évidement 14 dudit corps 10), on trouve donc, emmanchée de façon amovible, une buse ou tuyère 2. Ledit corps 10 est pourvu :
  • d'un premier conduit 11 pour l'alimentation de ladite buse 2 en vapeur V, fluide moteur ;
  • d'un second conduit 12, en aval, selon l'axe de ladite buse 2 et en référence au sens de circulation de ladite vapeur V, dudit premier conduit 11, pour l'introduction dans ledit corps 10, du liquide L aspiré.
Ladite buse 2 est positionnée de façon stable dans l'évidement 14 dudit corps 10, en butée contre un épaulement interne 13 dudit corps 10. Il y a en fait coopération d'un épaulement 3 de ladite buse 2 et dudit épaulement 13.
Au niveau des surfaces en vis-à-vis, respectivement surfaces 3' et 13' desdits épaulements 3 et 13, il intervient des moyens d'étanchéité 9 qui sont destinés à éviter toute remontée, plus en amont, du liquide L aspiré au niveau du conduit 12.
Lesdits moyens d'étanchéité 9 délimitent en fait deux zones 14' et 14" dans l'évidement 14 dudit corps 10 de l'éjecteur 1 :
  • une zone amont 14', en principe non accessible au liquide L,
  • une zone aval 14" accessible au liquide L, qui débute par un volume (généralement annulaire, dans la mesure où ledit évidement 14 et ladite buse 2, sur une partie de sa longueur, ont généralement des formes cylindriques) interstitiel v, volume correspondant au jeu de montage de la buse 2 dans l'évidement 14 du corps 10 de l'éjecteur 1. Ce jeu est ménagé entre la surface externe 4 du corps de la buse 2, développée en aval de l'épaulement 3 dudit corps de ladite buse 2 et la surface 13" de l'épaulement interne 13 du corps 10 de l'éjecteur 1, en vis-à-vis de ladite surface externe 4 du corps de ladite buse 2. Il s'étend, selon l'axe de ladite buse 2, sur une longueur qui va dudit épaulement 3 dudit corps de ladite buse 2 (des moyens d'étanchéité 9) au niveau d'introduction, via le second conduit 12, du liquide L aspiré, dans la zone aval 14" de l'évidement 14 du corps 10 de l'éjecteur 1 (à la zone d'arrivée dudit liquide L).
L'homme du métier a déjà compris, à la considération de ladite figure 1 et des propos ci-dessus, que la corrosion évoquée est critique au niveau dudit volume interstitiel v, dans lequel du liquide L aspiré, chauffé au contact de la surface externe 4 de la buse 2, a toujours tendance à stagner. Ce volume v, dans la structure des éjecteurs de l'art antérieur, présente généralement une épaisseur e constante d'environ 0,2 mm.
Selon l'invention, il est proposé de modifier la structure interne de tels éjecteurs pour minimiser les problèmes de corrosion au niveau dudit volume v.
Deux types de modifications se sont en fait révélés nécessaires pour l'obtention de l'effet recherché (pour la transformation dudit volume v, d'une zone morte en une vraie zone dynamique) :
  • l'agrandissement dudit volume v,
  • l'intervention de moyens pour que ledit volume v, agrandi, soit balayé par du liquide (non stagnant) ;
et, de façon inattendue, ces modifications n'ont pas altéré, de manière conséquente, les performances hydrauliques des éjecteurs en cause.
La présente invention a donc pour principal objet de nouveaux éjecteurs vapeur-liquide, à buse (ou tuyère) amovible (ou démontable), du type de celui représenté sur la figure 1 annexée, modifié dans le sens indiqué ci-dessus.
Lesdits nouveaux éjecteurs comprennent donc, de façon classique, un corps dans un évidement duquel est emmanchée une buse (ou tuyère) amovible (ou démontable) ; ledit corps présentant :
  • un premier conduit, pour l'alimentation de ladite buse en vapeur,
  • un second conduit, en aval, selon l'axe de ladite buse et en référence au sens de circulation de ladite vapeur, dudit premier conduit, pour l'introduction, dans ledit évidement dudit corps, du liquide aspiré ;
  • entre lesdits premier et second conduits, un épaulement interne contre lequel vient en butée un épaulement du corps de ladite buse, des moyens d'étanchéité intervenant entre les surfaces en vis-à-vis de ces deux épaulements, pour éviter toute remontée, en amont desdits moyens d'étanchéité, du liquide aspiré ; un volume (généralement annulaire) interstitiel, inhérent à l'emmanchement de ladite buse dans ledit évidement du corps de l'éjecteur, qui rend accessible lesdits moyens d'étanchéité au liquide aspiré, existant alors, entre la surface externe du corps de ladite buse développée en aval de l'épaulement dudit corps de ladite buse et la surface de l'épaulement interne du corps de l'éjecteur, en vis-à-vis de ladite surface externe du corps de ladite buse, ledit volume (généralement annulaire) interstitiel s'étendant, selon l'axe de ladite buse, sur une longueur qui va dudit épaulement dudit corps de ladite buse jusqu'au niveau d'introduction, via ledit second conduit, dans l'évidement dudit corps dudit éjecteur, du liquide aspiré.
Lesdits éjecteurs de l'invention présentent, de façon originale, au sein de la structure classique précisée ci-dessus, les deux caractéristiques ci-après :
  • ledit volume (généralement annulaire) interstitiel a, sur toute sa longueur développée selon l'axe de la buse, une épaisseur d'au moins 2 mm ; et,
  • ladite buse comporte sur sa surface externe, en vis-à-vis dudit second conduit, des moyens aptes à orienter en amont au moins une fraction du flux de liquide aspiré, vers les moyens d'étanchéité, via ledit volume (généralement annulaire) interstitiel.
Ces deux caractéristiques, en combinaison, permettent d'atteindre le résultat escompté, i.e. de minimiser la corrosion au niveau dudit volume (généralement annulaire) interstitiel, en assurant une réelle circulation de liquide au sein dudit volume, en mettant en oeuvre, généralement, de par ladite circulation dudit liquide, un réel refroidissement de cette zone.
L'épaisseur, e ≥ 2 mm, dudit volume peut être constante ou non, sur toute la longueur de celui-ci. Avantageusement, elle est non constante. Elle peut varier de façon continue ou discontinue. Avantageusement, elle varie de façon continue (sans arête de décrochement). Quel que soit son mode de variation, elle est avantageusement plus importante en aval (au niveau de l'extrémité aval dudit volume par laquelle arrive (et s'évacue) le liquide aspiré) qu'en amont (au niveau des moyens d'étanchéité).
Ledit volume peut par ailleurs présenter, ou non, une symétrie.
Selon une variante de réalisation particulièrement avantageuse, le volume (généralement annulaire) interstitiel présente une épaisseur non constante, qui, sur au moins une partie de sa longueur, de préférence sur toute sa longueur, croit progressivement de l'amont vers l'aval. Dans le cadre de cette variante avantageuse, on a donc une épaisseur d'au moins 2 mm, au niveau des moyens d'étanchéité, à l'extrémité amont dudit volume interstitiel et une épaisseur, supérieure à 2 mm, sur au moins une partie de la longueur dudit volume, qui est maximale à l'extrémité aval dudit volume interstitiel, extrémité aval par laquelle le liquide aspiré pénètre dans ledit volume (et ressort dudit volume).
L'homme du métier a déjà compris que ledit volume interstitiel "agrandi" peut exister selon diverses géométries.
La forme dudit volume interstitiel dépend bien évidemment de celle des surfaces en regard qui le délimitent : surface externe de la buse en l'aval immédiat des moyens d'étanchéité, surface interne de l'évidement du corps de l'éjecteur en vis-à-vis.
Pour assurer audit volume une épaisseur non constante, croissante de l'amont vers l'aval sur au moins une partie de sa longueur, on préconise vivement l'une et/ou l'autre des deux variantes de réalisation ci-après.
Selon la première, la surface externe du corps de la buse, développée en aval de l'épaulement dudit corps (dans la partie accessible au liquide de l'évidement du corps de l'éjecteur), correspond, sur au moins une partie la plus en aval de la longueur du volume interstitiel, avantageusement sur toute ladite longueur, à celle d'un tronc de cône. La base dudit cône se situe bien évidemment en amont. L'angle d'inclinaison (de l'amont vers l'aval) de ladite surface externe du corps de ladite buse par rapport à l'axe de ladite buse est généralement compris entre 3 et 7°, il est avantageusement au moins égal à 5°. On comprend que plus ledit angle est important, plus le volume interstitiel correspondant est ouvert.
Selon la seconde variante de réalisation, pour l'ouverture dudit volume, on préconise de jouer sur l'inclinaison (par rapport à l'axe de ladite buse) dans l'autre sens, de la surface en regard de la surface externe du corps de la buse : la surface de l'épaulement interne du corps de l'éjecteur. Selon ladite seconde variante, ladite surface de l'épaulement interne du corps de l'éjecteur, en vis-à-vis de ladite surface externe du corps de la buse (en l'aval immédiat des moyens d'étanchéité : au niveau du volume interstitiel) se développe, de l'amont vers l'aval, sur au moins une partie, la plus en aval, de la longueur du volume interstitiel, avantageusement sur toute ladite longueur, en s'évasant, par rapport à l'axe de la buse, et ce, avantageusement suivant un angle inférieur ou égal à 5 ° (angle d'inclinaison par rapport audit axe de ladite buse).
On comprend bien évidemment que, pour obtenir une ouverture maximale du volume interstitiel, on conjugue avantageusement les deux variantes ci-dessus, par inclinaison dans un sens opposé, des deux surfaces en regard.
Selon une variante de réalisation particulièrement préférée, on obtient l'agrandissement du volume interstitiel de la façon précisée ci-après :
  • la surface externe du corps de la buse, développée en aval de l'épaulement dudit corps de ladite buse, correspond sur toute sa longueur à celle d'un tronc de cône, inclinée par rapport à l'axe de ladite buse, de l'amont vers l'aval, avantageusement d'au moins 5°, tandis que
  • la surface de l'épaulement interne du corps de l'éjecteur, en vis-à-vis de ladite surface externe du corps de ladite buse, se développe, de l'amont vers l'aval, sur une majeure partie (avantageusement sur plus des 2/3), la plus en aval, de la longueur dudit volume interstitiel, en s'évasant, par rapport à l'axe de la buse, avantageusement d'un angle inférieur ou égal à 5° (mesuré par rapport audit axe).
Dans la mesure où l'on a généralement affaire à des pièces cylindriques-éjecteur cylindrique, dans le corps duquel est ménagé un évidement cylindrique, pour l'emboítement avec jeu dans celui-ci d'une buse (cylindrique dans au moins sa partie en amont des moyens d'étanchéité) - on conçoit que le volume interstitiel correspondant audit jeu est généralement de type annulaire et qu'il présente avantageusement, au vu des commentaires ci-dessus relatifs à son épaisseur, avantageusement croissante en continu de l'amont vers l'aval, une forme tubulaire délimitée par deux surfaces tronconiques co-axiales.
Pour ce qui concerne les moyens, agencés de façon caractéristique sur la surface externe de la buse en vue d'orienter du liquide aspiré dans le volume interstitiel conséquent ("agrandi", "ouvert"), ils peuvent exister sous différentes formes. Lesdits moyens peuvent être qualifiés de "déflecteurs".
Ils peuvent notamment exister, selon l'une ou l'autre des principales variantes ci-dessous, à savoir :
  • directement usinés dans la masse de ladite buse ; ou
  • en tant que moyens rapportés, à la surface externe de ladite buse.
Conformément à la première desdites variantes, il peut s'agir de parties en creux, du type canal ou rainure, ménagées dans le corps de ladite buse ou de parties en relief, de parties saillantes.
Conformément à la seconde desdites variantes, il intervient une pièce rapportée (des pièces rapportées), solidarisée(s) à la surface externe de ladite buse, équivalente(s) en fait aux parties en relief de la première desdites variantes.
Lesdits moyens, agencés sur la surface externe de la buse en vue d'orienter du liquide aspiré dans le volume interstitiel conséquent, sous la forme de moyens rapportés ou usinés dans la masse de ladite buse, peuvent notamment comprendre au moins une partie de rondelle (solidarisée à ladite surface externe de ladite buse) dont la partie (la plus) basse est située dans l'axe du second conduit (par lequel arrive le liquide aspiré) et la partie (la plus) haute à proximité de l'entrée du volume interstitiel. On a parlé ici de haut et de bas dans la mesure où le liquide est généralement aspiré vers le haut. En tout état de cause, ladite partie de rondelle ou rondelle doit jouer son rôle de déflecteur pour orienter du liquide vers le volume interstitiel.
Dans le cadre d'une telle variante, lesdits moyens consistent avantageusement :
  • en une rondelle ellipsoïdale (inclinée par rapport à l'axe de la buse pour présenter ces parties haute et basse comme précisé ci-dessus) ; ou
  • en une rondelle ouverte (inclinée par rapport à l'axe de la buse pour présenter également ces parties haute et basse comme précisé ci-dessus ; en fait en une portion de rondelle ellipsoïdale), dont le bord inférieur de l'ouverture est prolongé, selon l'axe de la buse, au niveau dudit axe, par une nervure qui s'étend, en direction des moyens d'étanchéité, vers le fond du volume interstitiel agrandi (sans toucher bien évidemment audit fond). Ladite rondelle fait avantageusement saillie, à 90°, de la surface externe de la buse.
Cette dernière variante de réalisation des moyens agencés sur la surface externe de la buse en vue d'orienter du liquide aspiré dans le volume interstitiel conséquent (moyens rapportés ou usinés dans la masse) est particulièrement préférée. Elle permet de gérer parfaitement la circulation d'un flux de liquide vers et dans ledit volume interstitiel, elle assure une diminution conséquente de la température au niveau dudit volume.
Son fonctionnement est le suivant. Une partie du flux de liquide aspiré par le second conduit est canalisé par la nervure intervenant. Il lui est en fait conféré un mouvement tournant vers et dans ledit volume interstitiel (généralement annulaire) entre la buse et le corps de l'éjecteur. A l'issue de ce mouvement tournant (balayage dudit volume interstitiel), le liquide en question ressort par l'ouverture de la rondelle pour rejoindre le flux de liquide directement aspiré.
L'homme du métier conçoit aisément que d'autres variantes de réalisation des moyens en cause permettraient d'obtenir ce même résultat ou un résultat équivalent, tout aussi avantageux.
A la considération des propos ci-dessus, l'homme du métier a compris que les éjecteurs de l'invention peuvent exister selon de nombreuses variantes : avec des volumes interstitiels "agrandis", de formes diverses et avec des "déflecteurs", sur la buse emmanchée, de formes diverses également.
Il convient bien évidemment que lesdits "déflecteurs", lorsqu'ils interviennent en relief, ne fassent pas obstacle à la mise en place (à l'emmanchement) et au démontage de la buse dans le corps de l'éjecteur. Ils doivent être dimensionnés de manière adéquate.
Selon un autre de ses objets, la présente invention concerne une buse, destinée à constituer la buse amovible d'un éjecteur vapeur-liquide de l'invention, tel que décrit ci-dessus. Ladite buse comporte, de façon caractéristique, sur sa surface externe, des moyens, en creux ou en relief, aptes à orienter vers l'amont au moins une partie du flux de liquide aspiré par l'éjecteur, dans lequel est appelé à être montée ladite buse.
Lesdits moyens, tels que précisés ci-dessus (et consistant avantageusement en une rondelle ouverte avec nervure), peuvent être usinés dans la masse de ladite buse ou consister en une (des) pièce(s) rapportée(s).
Selon une variante préférée de réalisation, la buse en question présente un profil convergent-divergent et lesdits moyens sont positionnés sur la surface externe de la partie convergente de ladite buse.
On note ici que, de manière générale, il intervient avantageusement, dans la structure des éjecteurs de l'invention, une telle buse, au profil convergent-divergent.
L'utilisation des éjecteurs de l'invention est particulièrement préconisée dans des contextes de transfert de liquides "corrosifs", par exemple de suspensions acides chargées de particules. Lesdits éjecteurs de l'invention se révèlent beaucoup plus résistants à la corrosion que les éjecteurs de l'art antérieur. La demanderesse préconise tout particulièrement leur utilisation pour le transfert de liquides radioactifs, l'éjecteur étant monté au travers de la paroi d'une cellule active.
Les figures annexées illustrent le contexte de la présente invention et ladite invention elle-même.
La figure 1 est une coupe schématique d'un éjecteur vapeur-liquide à buse amovible de l'art antérieur.
La figure 2 est une coupe schématique, analogue, d'un éjecteur vapeur-liquide à buse amovible de l'invention.
La figure 3 montre, en coupe, une buse amovible convenant pour équiper un éjecteur vapeur-liquide de l'invention.
La figure 4 montre, en coupe, une autre buse amovible convenant pour équiper un éjecteur vapeur-liquide de l'invention.
Les figures 5A à SE sont des agrandissements de la zone sensible au sens de l'invention (vue en coupe partielle) : le volume interstitiel correspondant au jeu du montage de la buse dans le corps de l'éjecteur.
La figure 1 a été décrite dans la partie introductive de la présente description. Elle montre un éjecteur vapeur-liquide à buse amovible de l'art antérieur. Ladite buse 2 est montrée montée dans l'évidement 14 du corps 10 de l'éjecteur 1. Le volume annulaire interstitiel v correspondant au jeu de montage de ladite buse 2 dans ledit évidement 14 est très étroit. On a vu que son épaisseur e constante est généralement de l'ordre de 0,2 mm.
Sur la figure 2, on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes pièces, composantes communes de l'éjecteur de l'art antérieur (selon la figure 1) et de l'éjecteur de l'invention.
A la considération de ladite figure 2, on réalise que le résultat recherché selon l'invention a été obtenu :
  • par modification du profil de la surface externe 4 de la buse 2 et de celui de l'épaulement 13 du corps 10 ;
  • par adjonction d'une rondelle ellipsoïdale 20 sur ladite surface externe 4 de ladite buse 2.
Le volume v, ainsi agrandi, a sensiblement une forme tubulaire évasée (délimitée par deux surfaces tronconiques co-axiales). La surface externe 4 de la buse 2 est inclinée sur toute la longueur dudit volume v tandis que la surface 13" de l'épaulement 13 est elle inclinée, dans l'autre sens, sur sa majeure partie la plus en aval (et pas sur toute sa longueur).
La rondelle 20 a été soudée sur ladite surface externe 4 de la buse 2, à un niveau adéquat (pour se trouver en vis-à-vis du conduit d'aspiration 12 de liquide L) et avec une inclinaison adéquate (pour orienter une fraction du flux dudit liquide L aspiré vers les moyens d'étanchéité 9, via le volume interstitiel v). Ladite rondelle 20 assure une arrivée de liquide L conséquente dans ledit volume v, rendu relativement accessible.
Sur la figure 3, on montre une autre variante de réalisation des moyens, équipant une buse 2, et aptes à assurer la fonction de déflecteurs. Cette variante de réalisation est particulièrement préférée.
Lesdits moyens - déflecteurs - consistent en une rondelle 20', ouverte en 21 et comportant une nervure 22. Ladite nervure 22 prolonge, au niveau (à la hauteur) de l'axe de la buse 2, le bord inférieur de ladite ouverture 21. Ladite rondelle ouverte 20', sur la variante représentée, est usinée dans la masse de la buse 2.
A l'examen de ladite figure 3, on conçoit aisément le mouvement (tournant), imposé à une partie du flux du liquide aspiré par ladite rondelle ouverte 20', mouvement (tournant) explicité dans la description générale de l'invention, développée en amont.
Sur la figure 4, on montre une autre variante de réalisation des moyens, équipant une buse 2, et aptes à assurer la fonction de déflecteurs. Lesdits moyens 20" sont usinés en relief dans la masse de ladite buse 2. Le profil de la surface externe 4 de ladite buse 2 est ainsi doublement modifié par rapport à celui d'une buse de l'art antérieur selon la figure 1, modifié par inclinaison de ladite surface externe 4 en l'aval immédiat de l'épaulement 3 et modifié par l'existence du relief 20".
On rappelle incidemment ici que 20, 20' et 20", sur respectivement les figures 2, 3 et 4, ne sont que des variantes de réalisation de moyens aptes à assurer la fonction de déflecteur, moyens susceptibles donc d'exister sous d'autres formes (rainures notamment).
Sur la figure 5A, on montre un volume interstitiel v, agrandi au sens de l'invention, sans modification de forme, par rapport à celui selon la figure 1 (selon l'art antérieur) (sans modification du profil des surfaces 4 et 13" en regard).
Sur la figure 5B, la distance entre les surfaces en regard 4 et 13" augmente, de l'amont vers l'aval, du fait de l'inclinaison, en continu, de ladite surface 4. Selon cette variante de réalisation, seul le profil de la surface externe 4 de la buse a été modifié.
Sur la figure 5C, ladite distance augmente également en continu du fait de la double inclinaison, en continu, sur toute la longueur du volume v, en sens inverse, desdites deux surfaces 4 et 13".
Sur la figure 5D, la variante de réalisation de la figure 2 est reprise. La surface 4 est inclinée sur toute la longueur du volume v tandis que la surface 13" ne l'est que sur sa majeure partie aval.
Sur la figure 5E, lesdites deux surfaces 4 et 13" ne sont pas inclinées sur toute la longueur dudit volume v.
En tout état de cause, on voit que sur les figures 5B à 5E, le volume interstitiel v est à la fois agrandi et ouvert par rapport à ce même volume de l'art antérieur (figure 1).

Claims (11)

  1. Ejecteur (1) vapeur (V) - liquide (L) comprenant un corps (10) dans un évidement (14) duquel est emmanchée une buse amovible (2) ; ledit corps (10) dudit éjecteur (1) présentant :
    un premier conduit (11), pour l'alimentation de ladite buse (2) en vapeur (V), fluide moteur ;
    un second conduit (12), en aval, selon l'axe de ladite buse (2) et en référence au sens de circulation de ladite vapeur (V), dudit premier conduit (11), pour l'introduction dans ledit évidement (14) dudit corps (10) du liquide (L) aspiré ; et
    entre lesdits premier (11) et second (12) conduits, un épaulement interne (13) contre lequel vient en butée un épaulement (3) du corps de ladite buse (2), des moyens d'étanchéité (9) intervenant entre les surfaces en vis-à-vis (13', 3') de ces deux épaulements (13, 3) pour éviter toute remontée, en amont desdits moyens d'étanchéité (9) du liquide (L) aspiré ; un volume interstitiel (v) inhérent audit emmanchement, qui rend accessible lesdits moyens d'étanchéité (9) audit liquide (L) aspiré, existant alors, entre la surface externe (4) du corps de ladite buse (2) développée en aval de l'épaulement (3) dudit corps de ladite
    buse (2) et la surface (13") de l'épaulement interne (13) du corps (10) de l'éjecteur (1), en vis-à-vis de ladite surface externe (4) du corps de ladite buse (2), ledit volume interstitiel (v) s'étendant, selon l'axe de ladite buse (2), sur une longueur qui va de l'épaulement (3) dudit corps de ladite buse (2) jusqu'au niveau d'introduction, via le second conduit (12), dans ledit évidement (14) dudit corps (10) dudit éjecteur (1), du liquide (L) aspiré ;
    ledit éjecteur (1) étant caractérisé en ce que :
    ledit volume interstitiel (v) présente, sur toute sa longueur développée selon l'axe de ladite buse (2), une épaisseur, constante ou non , d'au moins 2 mm ; et en ce que
    ladite buse (2) comporte sur sa surface externe (4), en vis-à-vis dudit second conduit (12), des moyens (20,20',20") aptes à orienter en amont, au moins une fraction du flux de liquide (L) aspiré, vers lesdits moyens d'étanchéité (9), via ledit volume interstitiel (v).
  2. Ejecteur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit volume interstitiel (v) présente une épaisseur (e) non constante, qui, sur au moins une partie de sa longueur, avantageusement sur toute sa longueur, croit de l'amont vers l'aval.
  3. Ejecteur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite surface externe (4) du corps de ladite buse (2), développée en aval de l'épaulement (3) dudit corps, correspond, sur au moins une partie, la plus en aval de la longueur dudit volume interstitiel (v), avantageusement sur toute ladite longueur, à celle d'un tronc de cône et est avantageusement inclinée, par rapport à l'axe de ladite buse (2), de l'amont vers l'aval, d'au moins 5°.
  4. Ejecteur (1) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la surface (13") dudit épaulement interne (13) du corps (10) de l'éjecteur (1), en vis-à-vis de la surface externe (4) du corps de ladite buse (2), se développe, de l'amont vers l'aval, sur au moins une partie, la plus en aval, de la longueur dudit volume annulaire interstitiel (v), avantageusement sur toute ladite longueur, en s'évasant, par rapport à l'axe de ladite buse (2), et ce, avantageusement suivant un angle inférieur ou égal à 5°, mesuré par rapport audit axe.
  5. Ejecteur (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que :
    ladite surface externe (4) dudit corps de ladite buse (2), développée en aval de l'épaulement (3) dudit corps, correspond sur toute sa longueur à celle d'un tronc de cône, inclinée, par rapport à l'axe de ladite buse (2), de l'amont vers l'aval, avantageusement d'au moins 5°, tandis que
    la surface (13") dudit épaulement interne (13) du corps (10) de l'éjecteur (1), en vis-à-vis de ladite surface externe (4) du corps de ladite buse (2), se développe, de l'amont vers l'aval, sur une majeure partie, la plus en aval, de la longueur dudit volume interstitiel (v), en s'évasant, par rapport à l'axe de ladite buse (2), avantageusement d'un angle inférieur ou égal à 5 °.
  6. Ejecteur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens aptes à orienter au moins une fraction du flux du liquide (L) aspiré vers lesdits moyens d'étanchéité (9) consistent en des moyens rapportés (20) sur la surface externe (4) de la buse (2) ou, existent, usinés dans la masse de ladite buse (2), en creux ou en relief (20', 20").
  7. Ejecteur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens aptes à orienter au moins une fraction du flux du liquide (L) aspiré vers lesdits moyens d'étanchéité (9) comprennent au moins une partie de rondelle, solidarisée à la surface externe (4) de la buse (2), dont la partie basse est située dans l'axe du second conduit (12) et la partie haute à proximité de l'entrée dudit volume annulaire interstitiel (v).
  8. Ejecteur (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens aptes à orienter au moins une fraction du flux du liquide (L) aspiré vers lesdits moyens d'étanchéité (9) consistent en une rondelle ellipsoïdale (20), inclinée par rapport à l'axe de la buse (2).
  9. Ejecteur (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens aptes à orienter au moins une fraction du flux du liquide (L) aspiré vers lesdits moyens d'étanchéité (9) consistent en une rondelle ouverte (20'), inclinée par rapport à l'axe de la buse (2), dont le bord inférieur de l'ouverture (21) est prolongé, au niveau et le long dudit axe de la buse (2), par une nervure (22) qui s'étend en direction desdits moyens d'étanchéité (9).
  10. Buse (2), destinée à constituer la buse amovible d'un éjecteur (1) vapeur (V) - liquide (L), caractérisée en ce qu'elle comporte sur sa surface externe (4) des moyens (20, 20', 20"), en creux ou en relief, aptes à orienter vers l'amont au moins une partie du flux de liquide (L) aspiré par ledit éjecteur (1).
  11. Buse (2) selon la revendication 10, présentant un profil convergent-divergent, caractérisée en ce que lesdits moyens, du type pièce(s) rapportée(s) (20) ou usinés (20', 20") dans la masse de ladite buse (2), sont positionnés sur la surface externe (4) de la partie convergente.
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