Brevet FR2316512A1 — publié le 19770128

L'invention concerne une vanne à diviser un courant de fluide, présentant une entrée et deux sorties, un dispositif étranglement de dosage dans chaque courant partiel et une balance de pression pour les deux courants partiels. Une vanne diviseuse de courant connue de ce type comprend des étranglements de dosage de section constante. Avec ces étranglements, le débit varie selon la racine carrée de la chute de pression. Cette fonction quadratique a pour conséquence que la précision de la vanne diviseuse de courant est mauvaise lorsque les courants sont faibles et que les pertes de pression deviennent importantes lorsque les courants sont forts. Le principal inconvénient est cependant que la prévision d'étranglements de dosage constants exclut la variation du rapport entre les courants partiels. L'objet de l'invention est une vanne à diviser un courant de fluide qui fonctionne de façon précise lorsque le courant est faible, dont les pertes sont aussi faibles que possible lorsque le courant est fort et dont le rapport entre les courants partiels est variable. Une vanne selon l'invention est essentiellement caractérisée en ce que chaque dispositif étranglement de dosage présente un élément d'étranglement chargé par une force de précontrainte et dont la section d'écoulement varie suivant une fonction exponentielle sous l'effet de la variation de la différence de pression entre le c8té amont et le côté aval de l'élément d'étranglement. On obtint de cette manière une vanne diviseuse de courant ayant une grande précision sur une grande plage de variation du courant qui la parcourt et dont les pertes sont relativement faibles lorsque le débit de ce courant est élevé. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la force de précontrainte d'au moins l'un des deux élernents j'étranglement est variable. On obtient de cette manière une vanne diviseuse de courant dont le rapport de partage peut être varié dans une grande plage de réglage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, qui est une représentation simplifiée d'une vanne diviseuse de courant selon l'invention. Le dessin représente une vanne diviseuse de courant 10 dont le corps 1l présente une entrée 12, une première sortie 12 et une deuxième sortie 14. Le premier courant partiel, entre l'entrée 12 et la première sortie 13, traverse un premier dispositif à étranglement de dosage 15 et le deuxième courant partiel traverse une deuxième dispositif à étranglement de dosage 16 qui est identique au premier. Une balance de pression 17 de type connu est en outre prévue pour les deux courants partiels. Etant donné que les deux dispositifs à étranglement de dosage 15 et 16 sont identiques, seul celui désigné par 15 sera décrit plus en détail dans ce qui va suivre. Le dispositif à étranglement de dosage 15 comprend un élément d'étranglement 19 qui est chargé par un ressort 18 et qui présente un passage d'écoulement 20. La force de précontrainte exercée par le ressort 18 sur l'élément d'étranglement 19 peut btre régléepar une vis de tarage 21. Le passage d'écoulement 20 est agencé de manière que sa section d'écoulement effective varie suivant une fonction exponentielle par le déplacement ou suivant la course de l'élément d'étranglement 19 sous l'effet de la variation de la différence de pression entre le côté amont et le c8té aval de l'élément d'étranglement. La section d'écoulement effective A qui existe à chaque instant dans le passage d'écoulement 20 est définie par l'équation A=C . es où C est une constante et s la course de l'élément d'étranglement 19 au moment considéré.La course s est définie par l'équation s = CF P p + ti s où CF. est la constante élastique du ressort et p est la différence ou chute de pression entre le côté amont et le coté aval de l'élément d'étranglement. La grandeur as peut être réglée individuellement pour chacun des dispositifs à étranglement de dosage 15 et 16 par le tarage du ressort 18 correspondant. On peut donc écrire également A = C . e(CF p + -t As) D'une manière générale, le débit Q d'un fluide passant par un étranglement peut être défini par Q = k . A V7 où k est une constante et p est de nouveau la chute de pression. Cette équation d'étranglement peut etre combinée avec l'équation pour la section d'écoulement de la manière suivante Q = k . \5.C. e(CF p + ss s) Le rapport entre le débit Q1 du premier courant partiel et le débit 92 du deuxième courant partiel correspond donc à la formule Etant donné que la chute de pression p1 est égale à la chute de pression p2, on peut écrire également Q1 - e (#s1 - #s2) Q2 Le rapport entre le premier et le deuxième courant partiel peut par conséquent être varié entre de larges limites par la seule variation des précontraintes des ressorts. Ce rapport n'est pas influencé par le débit instantané ni par la charge en pression des courants partiels. Il en découle que la vanne diviseuse de-courant travaille avec une grande précision, même lorsque les courants sont faibles. Il est bien entendu possible d'apporter des modifications au mode de réalisation représenté. C'est ainsi que l'on peut prévoir l'application d'une pression pilote transmise par une conduite pilote 22 à la place du ressort 18 ou en plus de ce ressort. Le rapport de partage peut dans ce cas etre varié, à peu près de la même façon que par le tarage des ressors, au moyen d'un dispositif d'alimentation en fluide sous pression non représenté. Un système de réglage proportionnel fonctionnant par voie électrohydraulique permet de réaliser de cette manière un réglage à distance qui peut etre très avantageux pour de nombreuses applications. Pour que le rapport de partage soit réglable, il suffit que la force de précontrainte de l'élément d'étranglement d'un des deux dispositifs à étranglement de dosage soit variable mais la plage de réglage est bien entendu nettement plus grande si cette possibilité de variation existe sur les deux dispositifs. REVENDICATIONS 1. Va mue à diviser un courant de fluide, présentant une entrée et deux sorties, un dispositif à étranglement de dosage dans chaque courant partiel et une balance de pression pour les deux courants partiels, caractérisée en ce que chaque dispositif à étranglement de dosage présente un élément d'étranglement chargé par une force de précontrainte et dont la section d'écoulement varie suivant une fonction exponentielle sous l'effet de la variation de la différence de pression entre le c6té amont et le côté aval de l'élément d'étranglement. 2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la force de précontrainte de l'élément d'étranglement d'au moins l'un des dispositifs à étranglement de dosage est réglable. 3. Vanne selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les éléments d'étranglement présentent des passages d'écoulement identiques et en ce que les forces de précontrainte sont produites par des ressorts, ces ressorts pouvant avoir la m8me caractéristique élastique. 4. Vanne selon la revendication 3, caractérisée en ce que Espace dans lequel est disposé le ressort produisant la force de précontrainte sur l'élément d'étranglement communique avec une conduite pilote servant à l'application-de la pression pilote d'un fluide à l'élément d'étranglement. 5. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les dispositifs à étranglement de dosage et la balance de pression sont disposés dans un corps de vanne commun.