Brevet FR2288344A1 — publié le 19760514

La présente invention concerne un régulateur de débit de fluide, du type comportant un corps dans lequel sont prévus un conduit d'entrée et un conduit de sortie du fluide, un étranglement réglable interposé entre l'un et l'autre de ces conduits, et un élément mobile qui est guidé dans le corps et qui délimite avec un élément fixe du corps l'étranglement réglable. Les régulateurs de débit connus sont généralement peu précis, de sorte qu'ils se prêtent mal aux applications telles que la mesure du temps ou le dosage médical, applications dans lesquelles il est exigé'une grande précision et une bonne reproductibilité. Pour la régulation de débit gazeux on utilise dans l'état actuel de la technique des débitmètres à aiguille ou des rotamètres. Dans les débitmètres à aiguille un ressort spiral de rappel entraine l'aiguille qui comporte un talon sur lequel agit le jet gazeux de débit variable passant dans une cavité circulaire. Dans lesrotamètres le débit de fluide passe dans un tube calibré dans lequel se déplace un flotteur. L'étalonnage au spirographe des débitmètres susmentionnés fait apparaître des erreurs de lecture très variables. De plus, l'aiguille indiquant les débitsèst instable quand on alimente à l'aide de ces débitmètres un appareil à résistance variable. Par ailleurs, le fonctionnement des rotamètres nécessite de positionner verticalement le tube calibré ce qui entraîne certaines servitudes. De plus, la lecture des débits est impossible quand on alimente à l'aide de ce rotamètre un appareil à résistance variable car le flotteur de ce rotamètre est instable si la résistance à l'écoulement du jet de fluide varie. Ainsi ces appareils connus qui sont étalonnés à pression atmosphérique accusent des écarts de lecture qui varient en fonction des résistances opposées par l'appareil alimenté. Dans ces conditions, il est impossible d'alimenter un appareil à résistance interne élevée et variable. L'invention supprime ces inconvénients et a notamment pour-but de réaliser un régulateur de débit de construction simple et d'emploi aisé offrant également une précision et une reproductibilité excellentes. Le problème selon l'invention consiste à utiliser en tant qu'élément mobile un élément profilé allongé dont les caractéristiques géométriques permettent de faire varier la section d'un étranglement ménagé entre ledit élément profilé et une partie fixe correspondante du corps, par simple coulissement du profilé. Ce problème est résolu, conformément à l'invention, du fait que l'élément mobile est un profilé dans lequel on a prévu une face inclinée par rapport à l'axe dudit profilé, ledit profilé coulissant dans un alésage du corps et étant ajusté sensiblement sans jeu radial dans une partie rectifiée de l'alésage, partie délimitant l'étranglement réglable. Ainsi dans ce nouveau régulateur la face inclinée du profilé peut etre prévue sur une grande longueur, de sorte que la section de l'étranglement de ce régulateur peut etre réglé avec une précision aussi grande que lton veut et l'on obtient un débit stable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés, dans lequel - la figure 1 est une coupe en élévation à travers un régulateur selon un mode de réalisation de l'invention - la figure 2 est une vue partielle agrandie de la figure 1 - les figures 3a et 3b représente chacune une vue partielle en coupe transversale suivant les plans, respectivement, A-A et B-B de la figure 2 ; et - la figure 4 est une vue en plan suivant la flèche F de la figure 1. Le régulateur de débit représenté aux figures 1 à 4 est constitué par un corps 1 qui comporte un alésage 2 dans lequel se déplace longitudinalement un profilé rectiligne - ou axe rectifié 3 de section circulaire. axe 3 comporte, sur une certaine partie de sa longueur, une face plane 4 inclinée par rapport à la longueur de l'axe. La partie plane inclinée 4 -ci-après dénommée plat - est obtenue par fraisage de l'axe qui était préalablement de forme cylindrique sur toute sa longueur. L'axe 3 est de section constante sur Ta partie 3a de sa longueur faisant suite à la partie 3b de cet axe comportant le plat 4.L'alésage 2 du corps 1 est muni d'un joint torique 5 logé dans une gorge 6 ménagée à l'entrée dudit alésage 2 ; l'axe 3 est lui-même également muni de deux joints toriques 7, 7a logés chacun dans une gorge annulaire correspondante 20, 20d prévue sur ledit axe 3, les gorges 20 et 20a étant situées de parX et 'autre dc la partie comportant le plat 4 de l'axe 3. Les joints 5 et 7 assurent l'étanchéité du coulissement de l'axe 3 le lenc de l'aésage 2. L'a > ze 3 traverse pratiquement sans jeu une bague rectifiée 8 constituée de préférence en une matière plastique auto-lubrifiante telle que celle qui est connue sous le nom commercial de Telson. La bague 8 est ajustée dans un chambrage 9 du corps 1 et présente un épaulement 8a permettant le logement d'un joint torique 10 comprimé entre ladite bague 8 et ledit corps 1. Du ôté opposé au joint 10, la bague 8 est en appui contre la face extr & e frontale lla d'un manchon 11 coaxial à l'alésage 2 et engagé dans un contre-alésage 12 de plus grand diamètre, ménagé dans le corps 1 coaxialement à l'alésage 2. Le manchon 11 dont l'alésage llb présente le même diamètre que l'alésage 2 constitue en fait le prolongement dudit alésage 2 et présente, dans une zone médiane de sa longueur, une partie filetée Ilc vissée dans une partie d'extrémité taraudée 12a du contre-alésage 12. Un joint torique 13 logé dans une gorge annulaire 14 ménagée dans la face extérieure du manchon 11 immédiatement à la suite de la partie filetée île assure l'étanchéité du joint entre le manchon 11 et le corps 1. Les diamètres de l'axe 3 et de l'alésage 2 sont déterminés, de telle sorte qu'il subsiste entre ledit axe 3 et ledit alésage 2 un jeu cylindrique 15 autorisant le passage à travers ce jeu d'un débit de fluide correspondant au débit maximal, que l'on veut obtenir à l'aide du régulateur de débit. Un'conduit d'entrée 16 et un conduit de sortie 17 du fluide sont ménagés dans le corps 1. Les conduits 16 et 17 débouchent tous deux dans l'alésage 2 en des points différents espacés axialement et situés de part et d'autre de l'étranglement réglable constitué entre l'axe 3 et la bague rectifiée 8. Le conduit 17 débouche directement dans l'alésage 2 tandis que le conduit 16 y débouche par l'intermédiaire d'un premier espace annulaire 18 constitué par un épaulement d'extrémité du manchon 11, adjacent à la face extrême lla, de canaux radiaux 19 constitués par des gorges radiales ménagées dans la face extrême lla du manchon 11 et d'un deuxième espace annulaire 20 constitué par un évidement d'extrémité pratiqué à l'extrémité de l'alésage llb adjacente à la face lla. Des moyens sont prévus pour que les déplacements de l'axe 3 soient limités entre l'une et l'autre de deux positions extrêmes dont l'une est représentée au dessin et correspond à un débit maximal de fluide et dont l'autre correspond à un débit nul de fluide. Durant le passage de l'une à l'autre de ces positions extrêmes, le plat 4 de l'axe 3 est déplacé sur toute sa longueur dans la bague 8. Ce déplacement a pour effet de faire varier régufièrement la section de l'étranglement délimité par l'alésage 8b de la bague 8 et le plat 4. Selon la position axiale de l'axe 3 dans le corps 1, le longueur "a" de la partie rectiligne - ou corde - délimitant cet étranglement varie de façon continue depuis zéro jusqu'à un maximum. On comprend aisément que la précision du régulateur sera d'autant plus grande que la pente de la variation de 'a" en fonction de la position de l'axe 3 sera plus faible. Selon l'exemple représenté, l'axe est commandé pour son déplacement axial, au moyen d'unecrémaillère 21 montée coulissante axialement dans une rainure 2? du corps parallèle à l'alésage 2 La crémaillère 21, qui est reliée par son extrémité libre à l'extrémité libre adjacente de l'axe 3 par une entretoise 23, engrène avec un pignon 24 solidaire en rotation d'un bouton molleté de manoeuvre 25 prévu sur le corps 1. Sur la crémaillère 21 est fixée une réglette graduée 26 dont les graduations se déplacent sous un repère translucide 27 fixé au corps 1. Le régulateur de débit décrit ci-dessus reçoit de nombreuses applications notamment dans les domaines où on exige des régulateurs capables de présenter une grande précision et une grande sensibilité. Ce régulateur peut également assurer des fonctions corollaires de la régulation de débit, notamment, la mesure du temps par un procédé consistant à évacuer une capacité connue dans un temps plus ou moins long. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Régulateur de débit de fluide, du type comportant un corps dans lequel sont prévus un conduit d'entrée et un conduit de sortie du fluide, un étranglement réglable interposé entre l'un et l'autre de ces conduits et un élément mobile qui est guidé dans le corps et qui délimité avec un élément fixe du corps l'étranglement réglable, caractérisé en ce que l'élément mobile est un profilé dans lequel on a prévu une face inclinée par rapport à l'axe dudit profilé, ledit profilé coulissant dans un alésage du corps et étant ajusté sensiblement sans jeu radial dans une partie rectifiée de l-'alésage, partie délimitant l'étranglement réglable. 2. Régulateur de débit de fluide, selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'alésage présente de part et d'autre de l'étranglement une partie de plus grand diamètre délimitant avec le profilé un espace isolé de façon étanche et dans lequel débouchent les conduits d'entrée et de sortie de fluide. 3. Régulateur de débit de fluide, selon l'une quelconque des revendications 1 et 2,caractérisé en ce que le profilé présente une section constante sur une première partie de sa longueur, et la partie comportant la face inclinée est, hormis cette face inclinée, de section identique à celle de ladite première partie. 4. Régulateur de débit de fluide, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le profilé est rectiligne. 5. Régulateur de débit de fluide, selon l'une quelconque des revendications 1 à -4, caractérisé en ce que le profilé est de section circulaire. 6. Régulateur de débit de fluide, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie rectifiée de l'alésage est constituée par une bague maintenue au fond d'un contre alésage du corps par un manchon qui est vissé sur-le corps et dont l'alésage constitue une partie d'extrémité de l'alésage recevant le profilé. 7. Régulateur de débit de fluide, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le profilé est relié à un bouton de manoeuvre par l'intermédiaire d'une liaison à crémaillère.