Brevet FR2275721A1 — publié le 19760116

La présente invention concerne un dispositif à Intercaler entre une conduite qui reçoit un liquide dont lapression'oscil- le et un manomètre ou un appareil analogue qui sert à faire connaître les pointes de pression apparaissant dans le liquide, l'enveloppe de ce dispositif présentant un canal d'amenée muni d'un ajutage et d'une soupape de retenue en série avec l'aåutage. I1 stagit ià en-particulier d'un dispositif qui sert à empêcher les vibrations des aiguilles de manomètres0 Une telle vibration est produite par un changement rapide de la pression du liquide, et cela non pas par üne augmentation brusque, mais par un abais sucent Se la pression. Un-dispositif de protection des manomètres connu par le brevet allemand 93 691 est constitué par deux corps creux hémis phêriques reliés ensemble par des brides. Entre ces brides est serrée une membrane qui porte en son centre un siège de soupape face auquel es-t-disposé un clapet fixe, Une vis de réglage est prévue sur le côté de la membrane qui fait face au cône de soupape, afin de limiter la course du siège de soupape, En cas d'a baissement brusque de la pression, la membrane doit, en combinai~ son avec la soupape, empêcher que ce changement de la pression agisse directement sur le manomètre raccordé.A l'état de repos, la soupape est ouverte, de sorte que le fluide peut se rendre directement au manomètre, Si un abaissement brusque de la pres sion se produit, la soupape se ferme, et cet abaissement ne peut pas parvenir jusqu'au manomètre, de sorte que l'aiguille du ma manomètre ne peut pas non plus revenir brusquement en arrière, Une égalisation de la presse est possible à cause de l'étanchéi- té du siège de soupape. Dans un disposKitif connu par le brevet EUA 2 191 990, dont l'enveloppe présente un canal d'amenée muni d'un ajutage et d'une soupape de retenue en série avec l'ajutage il n'y a, pour le fluide sous pression, jusqu'au manomètre, qu'un chemin unique passant par cette soupape, et le fluide subit sur son parcours de nombreux changèments de direction et doit ainsi surmonter des résistances considérables, ce qui empêche que des pointes de pression soient indiquées dès leur apparition. le brevet allemand 1 183 348 a fait connaître un amortisseur de vibrations comprenant un premier canal d'écoulement dans le auel'est insérée une soupape de retenue, et un second canal d'é caulement parallèle au premier et ayant une section plus petite. Ces deux canaux n'agissent que dans un seul sens, et le second n'agit que dans des cas exceptionnels. L'invention a pour but de créer un amortisseur de coups de bélier dans lequel en particulier le temps de réponse est voisin de zéro, de sorte que les pointes de pression, qui sont .ntcres- santes au premier chef dans les indications d'un manomètre, sont indiquées dès qu'elles se produisent. Pour atteindre ce but, le dispositif suivant l'invention est caractérisé par le fait qu'un canal de retour est formé dans l'enveloppe parallèlement au canal .d'amenée et que les ajutages disposés dans le canal d'amenée et le canal de retour sont choisis de telle sorte que la résistance à l'écoulement dans le canal de retour est plusieurs fois supérieure à la résistance dans le canal d'amenée. Avec un tel dispositif, il est possible de réduire dans une forte proportion le temps de réponse, dans le cas d'un manomètre par exemple, relatif aux pointes de pression qui apparaissent, de sorte que l'indication a lieu pratiquement presque sans aucun retarde Cela suppose que le canal de retour prévu ait une section nettement inférieure à celle du canal d'entrée lorsque la soupape de retenue est ouverte, ce qui garantit que le liquide tout d'abord s'écoule à peu près exclusivement dans le canal d'entrée, la soupape étant ouverte, et alimente l'instrument de mesure, et qu'immédiatement il se produit une certaine chute de la pression, car une petite quantité de liquide peut s'échapper par le canal de retour avant qu'il règne dans ce canal la même pression que dans le canal d'entrée. lie canal de retour constitue une résistance élevée par étranglement, qui empêche pratiquement un écoulement dans le sens de l'entrée.. Quand on utilise le dispositif, on obtient, par exemple dans un manomètre disposé en aval, une variation de l'indication qui suit une courbe fortement lissée dans laquelle la pression maximale ou pointe de pression est atteinte directement au cours de chaque durée de cycle particulière, tandis que l'instrument indicateur n'enregistre une chute de la pression que dans une mesure très limitée; l'aiguille d'un manomètrepar exemple disposé en aval du dispositif n'exécutera par suite que des déplacements situés entre une indication de la graduation correspondant à la polnte de pression et une valeur située légèrement au-dessous, Les sous-revendications définissent des formes d'exécution avantageuses de l'invention. Un le d'exécution de l'invention va maintenant entre exposé en se référant aux figures I à 3, qui représentent - la figure 1, un schéma du dispositif - -- - figure 2, schematiquement, une coupe axiale du disposi tif > .-- - 1;a figure 3, un diagramme comprenant la caractéristique (courbe caractéristique) du dispositif et d'autres caractérîsti-- ques de dispositifs connus d'une nature comparable (toutes les caractéristiques sont représentées schématiquement). On doit considérer les coups de bélier dans les systèmes de c9-ndii---,ltes-, eto., comme des vibrations de fréquence déterminée, seules Les pointes de pression ayant une importance pour la plu part des processus comme valeurs de mesure ou de commande. L'enveloppe cylindrique 1 du dispositif comporte un canal d'amenée 2 et un canal de retour 3 qui lui est parallèle. les -- -t-3 sont filetés intérieurement. Dans le canal d'entrée 2 est vissé un ajutage 4 constituant une entrée et dont le canal d'écoulement a un diamètre compris entre 0,3 et 0,4 mm.Dans le canal d'amenée 2 est vissé, en aval de l'ajutage 4, un corps 5 de siège de soupape, qui porte un siège de soupape 6. le clapet 7 est pourvu d'une tige de guidage 8, qui est ajustée librement dans un a ésage 9 du siège de soupape0 La tige de guidage 8 et la paroi d l'alésage 9 délimitent un intervalle annulaire qui permet un libre passage du liquide. le siège de soupape 6 présente un autre alésage 10 destiné à recevoir un ressort de compression 11, qui s'appuie à ses deux extrémités respectivement sur le fond de l'alésage 10 et et sur une collerette 12 située à I'extré- mité de - ;; tige de' guidage 8 et maintient le clapet 7 dans sa position de -- - fermeture représentée sur la figure 2. les éléments 5, 6 et t? 7 constituent une soupape de retenue connue en soi. Dans le canal d'amenée 2 est vissée, en aval de la -soupape de - - --- a 5, 6, 7, une vis de réglage 13 qui présente un alésage axial 14 et sert à limiter la course du clapet 7. la vis de réglage 13 présente sur sa face intérieure des rainures radialesqui permettent au liquide de s'écouler quand le clapet 17 est. en butée contre la vis de réglage 13. Dans le e canal de retour 3 est vissé un ajutage de précomman-- de 16 dont le canal d'écoulement a un diamètre compris entre 0,2 et 0,3 mm. En aval de l'ajutage de précommande 16 se trouve un ajutage principal 17, qui, sur une longueur de 2C mm, a un d-a- mètre de canal de C,2 min, et sur une longueur de 1C mm, un diamètre de canal de C,15 mm. Les valeurs IndIquées se rapportent à une huile hydraulique qui, à une température de 50 C, a une viscosité de 5 Engler. L'ajutage principal 17 est monté sur une vis 18 qui présente un alésage axial 19 et est elle-même vissée dans le canal de retour 3.Les ajutages 4 et 10 et l'ajutage principal 17 ont chacun un prolongement dirigé vers l'intérieur dans les alésages axiaux et dont la section extérieure est inférieure au diamètre intérieur des canaux respectifs 2 et 3, ce qui permet de ménager des chambres annulaires qui servent avantageusement au dépôt de particules de poussière ou de matières analogues éven tellement entraîner. l'enveloppe 1 est vissée dans des douille extérieures 20 et 21, qui comportent des tubulures de raccordement 22 et 23 filetées intérieurement. La tubulure 22 sert à raccorder le dispositif à une conduite venant d'un organe d'alimentation (pompe, etc.), tandis que la tubulure 23 sert à le raccorder à une conduite menant à un manomètre 24 ou à un autre dispositif d'utilisation. Le dispositif fonctionne comme suit : Un liquide vibrant ou pulsé, en particulier avec une fréquence élevée, s'écoule (flèche I), en cherchant le chemin de moindre résistance, à travers l'ajutage 4 et la soupape de retenue, en direction du manomètre 24 ou d'un autre appareil d'utilisation. L'ajutage 4 freine légèrement le fluide, de scrte que la soupape de retenue 5, 6, 7 n'est pas attaquée brusquement. La vis de réglage 13, limitatrice de course, est réglée en fonction de la fréquence de la vibration de manière que la soupape de retenue n'exige que très peu de temps pour se fermer et se rouvrir, de sorte que le temps do réponse ou de régla:e est maintenu presque à zéro.Pour les fréquences élevées @n enfonce plus profondément la vis de réLia;e dans l anal d'amenée , do s- rte que le chemin que doit parcourir le clapet 7 est également diminué. Le liquide s'écoule ensuite à travers la tubulure de raccordement 2@ en direction du manomètre 24 du d'un autre organe d'uti lisation. Pendant les périodes de chute de pression en amont du dispositif la soupape de retenue ze ferme brusquement, et le liquide retourne ralenti (flèche @@), à travers l'ajutage de préréglage 16 etl'ajutage principal 17, dans le système monté en amont (pompe, etc.). Les sections des canaux d'écoulement des ajutages 4, 16 et 17 peuvent éventuellement être modifiables. lies différents ca naux d'écoulement formés par les ajutages et par la soupape de retenue dans les deux canaux 2 et 3 peuvent être disposés décalés les uns par rapport aux autres en direction radians de sorte que les particules de corps solides qui sont éventuellement en traSnees dans les canaux 2 et 3 ne sont pas amenées directement aux canaux d'écoulement massifs, mais se déposent dans les parties libres des canaux 2 et 3; qui agissent comme chambres de retenue. On peut affecter à l'ajutage 4 un second ajutage, de Façon à. former dans le canal 2 une chambre de retenue suppl- mentaire. Sur la figure 3, la ligne a en trait interrompu reproduit l'indication d'un manomètre en l'absence d'amortissement des coups de bélier, ltamplitude de l'oscillation a dépendant par exemple de la caractéristique d'une pompe d'alimentation, etc.. L'oscillation a montre que l'aiguille du manomètre exécute des déplacements relativement grands, ce qui est indésirable pour la plupart des applications de la mesure ou dans les organes d'utilisation raccordés à la pompe. Quand-on utilise le nouveau dispositif, on obtient, dans un manomètre disposé par exemple en aval, une variation de l'indication suivant la courbe c, c'est-à-dire que la pression maximale ou pointe de pression est atteintc immédiatement au cours de chaque durée individuelle de cycle, tandis que la chu te-de pression est extrtnement faible, de sorte que - si on la rapporte à une pointe de pression de 100 bars - l'aiguille d'un manomètre disposé par exemple en aval exécute seulement des déplacements entre la valeur graduée et une valeur située légèrement au-dessousO R E V E N D I C A T I O N S 1. - Dispositif à intercaler entre une conduite qui reçoit un liquide dont la pression oscille et un manomètre ou appareil analogue qui sert à faire connaître les pointes de pression apparaissant dans le liquide, l'enveloppe de ce dispositif présentant un canal d'amenée muni d'un ajutage et d'une soupape de retenue en série avec l'aåutage, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'un canal de retour est formé dans l'enveloppe parallèlement au canal d'amenée, et que les ajutages disposés dans le canal d'amenée et le canal de retour sont choi- sis de telle sorte que la résistance à l'écoulement dans le canal de retour est plusieurs fois supérieure à la résistance dans le canal d'amenée. 2D- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le canal de retour est muni d'un ajutage principal et d'un ajutage de préréglage qui, dans le sens de l'écoulement de retour, est situé en aval de l'ajutage principal. 3.- Dispositif selon la revendication 2, dans lequel chacun des ajutages respectivement .insérés dans le canal d'amenée et dans le canal de retour comporte un collet annulaire dirigé vers l'intérieur, dont le diamètre extérieur est Inférieur aux diamètres intérieurs respectifs du canal d'amenée et du canal de retour. 4.- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel sont décalés l'un par rapport à l'autre en direction radiale, le canal d'écoulement de l'aåutage dans le canal d'amenée par rapport à celui de la soupape de retenue, et/ou le canal d'écoulement de l'ajutage principal par rapport à celui de l'ajutage de préréglage dans le canal de retour.