Brevet FR2305774A1 — publié le 19761022

Les conditions de fonctionnement des circuits de fluides exigent la mise en place d'organe créant des pertes de charge singulières. Ces pertes de charge sont fixes ou réglables ; elles peuvent meme être continuement variables pour le maintien automatique d'une pression constante à l'amont ou à l'aval immédiat de i'organe en question. Dans tous les cas, une des principales difficultés de conception provient de la cavitation et des usures et vibrations quelle crée notamment pour les ouvertures partielles, les autres difficultés étant surtout d'ordre technologique et relatives aux systèmes réglables (grippage en particulier). L'invention se rapporte à un appareil destiné à être inséré dans une conduite d'adduction dans le but de maintenir automatiquement et sans source d'énergie extérieure une pression sensiblement constante en un point a l'aval, et ne présentant pas les inconvénients ci-dessus. L'appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte une première chambre reliée à la portion amont de la conduite, une deuxième chambre reliée à la portion aval de la conduite, ces deux chambres étant en communication l'une avec l'autre par un passage obturable, et une troisième chambre située entre les deux précédentes et en communication avec l'une de celles-ci par un orifice calibré, cette troisième chambre comportant une paroi mobile actionnant un obturateur réglant la section dudit passage obturable, une face de cette paroi mobile étant soumise à une pression fournie par un circuit auxiliaire dont l'écoulement est contrôlé par un dispositif pilote asservi à la pression au point aval à régler, l'autre face de cette paroi mobile étant soumise à la pression de la deuxième chambre et à l'effort d'un ressort. Selon une forme de réalisation de l'appareil, l'orifice calibré assure la communication entre la troisième chambre et la deuxième chambre, et le circuit auxiliaire assure une communication entre la troisième chambre et la première chambre. Selon une autre forme de réalisation de l'appareil, l'orifice calibré assure la communication entre la troisième chambre et la première chambre, et le circuit auxiliaire assure une communication entre la troisième chambre et la deuxième chambre. En fonctionnement normal du réseau, le dispositif pilote se trouve à un certain degré d'ouverture, laissant passer un débit correspondant dans le circuit auxiliaire de sorte que l'obturateur se trouve dans une certaine position d'obturation correspondant à l'état normal du réseau, A travers l'orifice calibré circule un débit de fuite contrôlé par l'écoulement dans le circuit auxiliaire, lequel est réglé par le dispositif pilote. Dans ces conditions, si pour une raison quelconque, la pression au point aval a régler tend a augmenter, cet accroissement va commander le dispositif pilote asservi cette pression pour le faire fonctionner dans un sens tel qu'il agit sur le débit du circuit auxiliaire et en conséquence, sur le débit de fuite passant par l'orifice calibré et sùr la perte de charge à travers cet orifice, de sorte que l'effet du ressort sur la paroi mobile de cette chambre n'étant plus exactement compensé ; l'obturateur ferme jusqu'à créer dans le circuit principal une perte de charge telle que la pression au -point aval à régler retrouve sa valeur d'origine. Si la pression au point aval à régler tend S baisser, le phénomène inverse se produit, et l'obturateur ouvre jusqu 'a ce que la pression au point aval à régler retrouve sa valeur d'origine. La communication obturable entre les deux chambres de l'appareil est constituée par de nombreux orifices de petite section afin de permettre en position d'ouverture partielle la dissipation d'énergie dans les meilleures conditions possibles, c'est-à-dire sans cavitation, ni bruit ou vibration. Afin de bien faire comprendre l'invention, deux modes de réalisation non limitatifs, donnés à titre d'exemples, vont maintenant être décrits en référence aux figures annexées dans lesquelles - la figure I est une vue en coupe axiale d'un appareil selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe axiale d'une variante de réalisation. On voit sur la figure I un appareil I de régulation de pression aval, inséré entre la portion amont 2 et la portion aval 3 d'une conduite, le fluide circulant dans la direction de la flèche F. L'appareil comporte une chambre 4 reliée à la conduite amont 2 et où règne la pression amont Pi du réseau, et une chambre 5 reliée à la conduite aval 3, ces deux chambres étant en comnunication l'une avec l'autre par des passages constitués par des orifices multiples 6 disposés sur la périphérie de la chambre 4. Ces passages 6 peuvent être obturés partiellement ou totalement par un fourreau cylindrique coulissant 7 formant obturateur dont le déplacement est commandé par une paroi 8, formant piston, dont la face amont est reliée à la chambre 4 par un circuit auxiliaire 10 comportant un dispositif pilote 11 commandé par une prise de pression statique 15 au moyen d'une tubulure 16 au point aval 17 où l'on désire maintenir la pression constante P4, ce dispositif Il réglant ainsi la valeur de la pression P2 dans la chambre 9 en fonction de la pression P4 existant au point aval 17, l'autre face de la paroi 8 étant soumise à la pression P3 existant dans la chambre 5 et à l'action d'un ressort 13 prenant appui sur un croisillon 18. Cette paroi 8 comporte un orifice calibré 14 permettant un écoulement de fuite du débit dérivé arrivant par la tuyauterie 10 dans la chambre 9. En fonctionnement, le fourreau 7 obture le passage 6 de façon que la perte de charge P1 - P4 créée sur le circuit principal ait une valeur telle que P4 prenne sa valeur nominale prédéterminée, sur laquelle est réglé le dispositif pilote 11. Les orifices multiples 6 de faible section permettent, lors des positions d'ouverture partielle du fourreau 7, de dissiper l'énergie sans cavitation. Lorsque, par exemple, par suite d'une diminution du débit appelé par les utilisateurs, la pression P4 au point aval 17 à régler tend à augmenter, cet accroissement va agir sur la commande du dispositif pilote Il par l'inter- médiaire de la prise de pression 15 et de la canalisation 16 pour provoquer sa fermeture, réduisant l'écoulement dans le circuit auxiliaire 10 et en conséquence la pression dans la chambre 9 et le débit de fuite qui s'échappe par l'orifice calibré 14, diminuant ainsi la perte de charge P2 - P3 à travers cet orifice. L'effet du ressort 13 n'étant plus exactement compensé : l'obturateur ferme jusqu'à ce qu'il crée, sur le circuit principal, une perte de charge Pi - P4 tel que la pression au point aval 17 retrouve sa valeur d'origine. Si la pression P4 au point aval 17 tend à baisser, le phénomène inverse se produit, c'est-à-dire que le dispositif pilote 11 a tendance à ouvrir, augmentant l'écoulement dans le circuit auxiliaire 10 et, en conséquence, le débit de fuite, à travers l'orifice 14, augmentant la perte de charge P2 - P3 à travers cet orifice provoquant l'ouverture de l'obturateur jusqu'à ce que la pression au point aval 17 retrouve sa valeur d'origine. On voit sur la figure 2 une variante de l'invention dans laquelle l'orifice calibré 14 se trouve dans la paroi 19 de la chambre 9, un circuit auxiliaire 20 contrôle par un dispositif pilote 21 mettant en communication la chambre 9 avec la chambre 5. Lorsque la pression P4 au point aval 17 à régler tend à augmenter, cet accroissement agit sur la commande du dispositif pilote 21 par l'intermédiaire de la prise de pression 15 et de la canalisation 16 pour provoquer son ouverture, augmentant l'écoulement dans le circuit auxiliaire 20 et réduisant la pression dans la chambre 9, la perte de charge P1 - P2 à travers l'orifice calibré 14 augmentant. L'effet du ressort 13 sur la paroi 8 n'étant plus exactement compensé l'obturateur ferme jusqu a ce qu'il crée, sur le circuit principal, une perte de charge P1 - P4 tel que la pression au point aval 17 retrouve sa valeur d'origine. Si la pression P4 au point aval 17 tend à baisser, le phénomène inverse se produit, ctest-à-dire que le dispositif pilote 21 a tendance à fermer, diminuant l'écoulement dans le circuit auxiliaire 20, et augmentant la pression dans la chambre 9, la perte de charge PI - P2 à travers l'orifice calibré 14 diminuant, et l'obturateur fermant jusqu'à ce que la pression au point aval 17 ait retrouvé sa valeur d'origine. REVEiDICATIOlE 1/ Appareil destiné à être inséré dans une conduite d'écoulement de fluides dans le but de maintenir une pression sensiblement constante en un point à son aval, caractérisé en ce qu'il comporte une première chambre (4) reliée à la portion amont de la conduite, une deuxième chambre (5) reliée à la portion aval de la conduite, ces deux chambres étant en communication l'une avec l'autre par un passage obturable et une troisième chambre (9) si tuée entre les deux précédentes et en communication avec l'une de celle-ci par un orifice calibré (14), cette troisième chambre comportant une paroi mobile (8) actionnant un obturateur (7) réglant la section dudit passage obturable, une face de cette paroi mobile étant soumise à une pression fournie par un circuit auxiliaire (10, 20) dont l'écoulement est contrôlé par un dispositif pilote (11, 21) asservi à la pression au point aval (17) à régler, l'autre face de cette paroi mobile étant soumise à la pression de la deuxième chambre et à l'effort d'un ressort (13). 2/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice calibré (14) met en communication la troisième chambre (9) et la deuxième chambre (5) et en ce que le circuit auxiliaire (10) met en communication la troisième chambre et la première chambre (4). 3/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice calibré (14) met en communication la troisième chambre (9) et la première chambre (4), et en ce que le circuit auxiliaire (20) met en communication la troisième chambre et la deuxième chambre (5). 4/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le passage obturable est constitué par de nombreux orifices (6) de petite section.