Brevet FR2065744A1 — publié le 19710806

-1- 2065744 La présente invention concerne des dispositifs de réglage de l'écoulement d'un liquide et se rapporte au problème posé par la cavitation, plus particulièrement la cavitation provoquée par des impédances introduites dans les canaux d'écoulement d'un 5 fluide afin de régler la chute de pression dans ces derniers. Dans le domaine des réacteurs nucléaires, il est connu d'introduire des impédances (ou éléments d'étranglement) dans les canaux d'écoulement du fluide de refroidissement du coeur d'un réacteur, de façon à pouvoir régler la chute de pression dans lesdits 10 canaux et ainsi à mettre le débit du fluide de refroidissement en corrélation avec la génération de chaleur dans les canaux. Des éléments d'étranglement connus' avaient habituellement la forme d'une plaque percée et ils donnaient lieu à une cavitation, en particulier avec des débits importants et de grandes chutes de pression 15 à travers les éléments d'étranglement, la cavitation peut être la cause d'une vibration de l'élément d'étranglement, ce qui peut provoquer des défaillances dues à la fatigue d'un des composants et engendrer également du bruit susceptible de gêner les instruments de mesure qui .ont pour fonction de détecter le bruit. 20 Selon l'invention, une impédance fluidique convenable sup- presseuse de cavitation, pouvant être utilisée dans des systèmes à écoulement de liquide, comporte une série de barrages minces espacés dans le sens de l'écoulement, chaque barrage présentant un très grand nombre de perforations et coopérant avec un masque réglable 25 susceptible de modifier la surface effective de chaque barrage qui est présenté à l'écoulement du liquide. Les barrages minces peuvent être réalisés en toile métallique tissée. Dans une variante de l'invention, une impédance fluidique 30 réglable suppresseuse de cavitation pouvant être utilisée dans un système à écoulement de liquide comporte une série de plaques annulaires espacées fixes présentant des fenêtres espacées de toile métallique tissée mince et une série de plaques associées formant masque,dont chacune présente des orifices d'écoulement qui sont 35 complémentaires aux fenêtres de la plaque fixe située derrière elle par rapport au sens d'écoulement du liquide, chaque plaque formant masque pouvant tourner entre une position dans laquelle une surface 70 38056 -2- 2065744 effective maximale de la toile métallique est exposée à l'écoulement du fluide et une position dans laquelle une surface effective minimale de la toile métallique est exposé® à l'écoulement du liquide. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention res-5 sortiront de la description qui va suivre,faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ces dessins : la figure 1 est une coupe longitudinale d'une vanne d'impédance 1G fluidique réglable selon l'invention; et la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. En se référant aux dessins, une vanne 1 d'impédance fluidique est représentée et comporte une enceinte sous pression cylindrique 15 2 renfermant une série de plaques annulaires fixes 3 en toile métallique. Ces plaques 3 sont également espacées par leurs bordures plus épaisses 4 qui sont en contact avec la surface interne de l'enceinte sous pression 2 et qui sont fixées aux bordures 4 des plaques adjacentes 3 par des vis 5. Tout l'ensemble des plaques 3 est fixé 20 dans l'enceinte sous pression 2 par des vis 6 poussant la plaque terminale 3 contre un épaulement 7 formé sur la face interne de l'enceinte sous pression 2. Chaque plaque 3 comporte une plaque d'appui 8 dans laquelle sont usinés seize orifices d'écoulement équidistants 9. Chacun de 25 ces orifices 9 entoure une mince fenêtre 10 en toile métallique tissée. Les fenêtres 10 sont fixées en position en étant maintenuès •antre la plaque d'appui 8 et une plaque rapportée 11 qui est soudée à la plaque d'appui 8 et qui comporte des ouvertures correspondant aux orifices d'écoulement 9 de la plaque 8. 30 Devant chaque plaque 3» par rapport au sens d'écoulement du liquide indiqué pas* la flèche A* se trouve une plaque 12 formant masque qui présente des orifices d'écoulement (non représentés) correspondant ans fenêtres 10 de la plaque complémentaire 3. Des plaques 12 sont montées sur un arbre rotatif 13 qui est supporté 35 axialement dans l'enceinte sous pression 2 par des éléments de support d'extrémité 14 et 15 ayant des prolongements de centrage 16 et 17 qui s'étendent jusqu'à la surface interne de l'enceinte 2. 70 38056 -3- 2065744 L'arbre 13 est cannelé, les cannelures venant en prise avec des pattes complémentaires faisant saillie-vers l1 intérieur des ouvertures centrales des plaques 12. Les extrémités de l'arbre 13 sont supportées par des paliers de butée 18 dans les éléments de 5 support d'extrémité 14 et 15. L'arbre 13 est actionné par une broche rotative 19 comportant une crémaillère 20 qui engrène avec un pignon 21 monté à l'extrémité de l'arbre 13 de façon qu'un mouvement de la broche 19 fasse tourner l'arbre 13 à un rapport de vitesse uniforme. La broche 10 19 pénètre dans un carter hermétique 22 de l'enceinte 2. Le carter 22 empêche toute fuite de liquide le long de la broche 19. En fonctionnement, la rotation de la broche 19 permet aux plaques 12 d'occuper,à une extrême ,une position dans laquelle leurs orifices sont alignés avec les fenêtres 10 des plaques cor-15 respondantes 3 pour offrir une surface d'écoulement maximale à travers les fenêtres 10 et, à l'autre extrême,une position dans laquelle les plaques 12 ferment presque entièrement les fenêtres 10 pour offrir une surface d'écoulement minimale,. Entre ces extrêmes, on peut obtenir des surfaces d'écoulement déterminées avec préci-20 sion. Ainsi, il suffit de faire tourner l'arbre 13 d'une distance permettant de masquer les fenêtres 10. Le réglage de la gammçâ.1 impédance offerte par la vanne 1 peut être effectuée en faisant varier l'écartement des plaques 3 ou en le rendant irrégulier le long de la broche 13. En.outre, le tis-25 sage des fenêtres 10 peut être modifié et on peut également faire varier la surface et la forme des fenêtres 10 ainsi que les orifices des plaques 12 formant cache. Le nombre des plaques 3 et des plaques complémentaires 12 peut être également modifié. La vanne 1 d'impédance fluidique décrite plus haut peut être 30 utilisée pour régler l'écoulement d'un métal liquide et, à cet égard, il est intéressant de prévoir des éléments d'étranglement dans les canaux réservés au combustible du coeur d'un réacteur nucléaire • fonctionnant dans la région des neutrons rapides et refroidi par du sodium liquide. 35 Naturellement, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée et est susceptible de recevoir diverses variantes entrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. 70 38056 -4- 2065744 - REVENDICATIONS - 1. Dispositif d'impédance fluidique^réglable suppresseur de cavitation pouvant être utilisé dans un système à écoulement de fluide, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte une série 5 de barrages minces espacés dans le sens d'écoulement, chaque barrage présentant un grand nombre de perforations et coopérant avec des dispositifs réglables formant masque qui sont capables de modifier la surface effective présentée à l'écoulement du liquide 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 que les barrages espacés sont en toile métallique tissée. 3. Dispositif d'impédance fluidique réglable suppresseur de cavitation pouvant être utilisé dans un système à écoulement de fluide, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte une série de plaques annulaires fixes espacées présentant des fenêtres espacées 15 en toile métallique tissée mince et une série de plaques complémentaires formant masque,dont chacune présente des orifices d'écoulement qui sont complémentaires aux fenêtres de la plaque fixe située derrière elle par rapport au sens d'écoulement du liquide, lesdites plaques formant masque pouvant être tournées entre une 20 position dans laquelle une surface effective maximale de la toile métallique est exposée à l'écoulement du liquide et une position dans laquelle une surface effective minimale de la toile est exposée à l'écoulement du liquide. 4. Dispositif selon la revendication 3» caractérisé en ce 25 que les plaques formant masque sont montées sur un arbre rotatif avec lequel elles sont en prise.