Brevet FR2325099A1 — publié le 19770415

La pressente invention concerne les installations desti- nées à effectuer le mélange de deux fluides gazeux selon un taux volumique déterminé constant quel que soit le débit de l'installation. Dans le brevet français nO 1 403 738 déposé en son nom le 77 mai 1964, la Demandersse à proposé un système de régulation du taux de mélange de deux fluides gazeux tels que l'air et le propane, comportant deux conduits d'amenée terminés chacun par un orifice calibré pour amener les deux fluides à une enceinte mélangeuse et un dispositif pour asservir la pression du second fluide à la pression du premier. Avec un tel système, an supposant maintenu égal à 1 le rapport des pressions des deux fluides, le taux dé mélange ne dépend, en utilisation normale, que du rapport des orifices calibrés terminant les deux conduits. En pratique, les dimensions des orifices calibrés sont choisies en tenant compte de la perte de charge admissible ( de l'ordre de 50 mbar) pour le débit maximum désiré. On a ainsi été amené à retenir des jeux déterminés d'orifices calibrés, chaque jeu correspondant à un.-certain débit nominal. Avec de tels systèmes, on a constaté que lorsque le débit se situait dans le bas de la gamme des débits correspondant au Jeu d'orifices calibrés choisi, le taux de mélange n'était plus constant et variait en fait avec le débit. Une telle variation est bien entendu néfaste surtout lorsque les deux fluides sont constitués d'un gaz combustible tel que le propane et d'un gaz comburant tel que l'air. A titre d'exemple, dans le cas d'un mélange 50-50 d'air et de propane, pour un jeu d'orifices calibrés correspondant à un débit nominal de 210 Kg/h de propane, le taux de mélange devient variable et dépendant du débit à partir du seuil de ko g/h environ soit environ 1/5 du débit nominal. L'invention vise essentiellement à améliorer le système antérieur de manière à assurer, pour un choix déterminé orifices calibrés, un mélange à taux pratiquement constant et. indépendant du débit quand bien meme celui-ci deviendrait tres inférieur au débit nominal. Le systeme de régulation selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte en plus des éléments ci-dessls mitLoeinés: - deux vannes d'arret disposées respectivement dans les deux conduits, - deux conduits secondaires terminés chacun par un orifice calibré pour relier à l'enceinte les parties des conduits situées en amont des vannes d'arret, la section de l'orifice calibré terminant chaque conduit secondaire étant iinTérieure à la section de l'orifice calibré terminant le conduit auquel il est relié, et - un dispositif sensible au débit de l'un des fluides pour commander les deux vannes Avec un tel système, le circuit des conduits secondaires prend en charge la réalisation du mélange pour la gamme des débits relativement faibles, pour lesquels la circulation des fluides dans les conduits d'amenée est coupée par les vannes d'arret. Dans le cas de l'exemple cité plus haut, le seuil audessous duquel le taux de mélange devient non constant et dépendant du débit est abaissé au 1/20ème du débit nominal environ. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins ci-annexés donnés uniquement-à titre d'exemple et dans lesquels La figure 1 est une représentation schématique d'un premier système de régulation selon l'invention, et la figure 2 est une représentation schématique d'un deuxième système de régulation selon l'invention. Sur la figure 1, la référence 10 désigne un sème destiné à effectuer le mélange de deux fluides gazeux F1 et F2 tels que l'air et le propane selon un taux volumique déterminé, fixé par exemple à 50-50, pour un débit qui peut varier dans d'assez larges proportions. A titre d'exemple, à plage des débits peut s'étendre de 10 à 250 Kg/h de l'un des fluides. Le système 10 comporte essentiellement deux circuits travaillant en parallèle, à savoir un circuit principal pour les débits usuels et un circuit secondaire pour les débits relativement faibles. Le circuit principal est du type de celui décrit dans le brevet français précité nO 1 403 738. C-e ciznit comprend deux conduits d'amenée 12 et -14 terminés chacun par un orifice calibré respectivement 16 et 18 pour amener les fluides F1 et F2 à une enceinte mélangeuse 20 dont la sortie 22 est reliée à lJutili- sation. Le conduit 14 du fluide F2 comporte en série un détendeur 24 de type classique et un dispositif 26 apte à asservir la pression de fluide F2 à celle du fluide F1. Le dispositif 26 peut être avantageusement un équilibreur mélangeur du type de celui décrit en référence à la figure 2 du brevet français no 1405 738 précité.Celui-ci se compose d'un boîtier qui est divisé par une membrane souple en une chambre de détente et une chambre de référence. La partie centrale de la membrane commande le déplac-ement d'un obturateur contrôlant l'admission en fluide F2 de la chambre de détente, l'évacuation de cette dernière se faisant librement vers l'orifice calibré 18. La chambre de référence est maintenue par un piquage 28 à la pression du fluide F1 dans un conduit secondaire 34 (voir ci-après) Deux vannes d'arret-telles que que des électro-vannes 30 et 32 complètent le circuit principal de manière à permettre d'in^ terrompre la circulation des fluides F1 et F2 vers les orifices 16 et 18 selon certaines conditions. Le circuit secondaire comprend deux conduits secondaires 34 et 36 terminés chacun par un orifice calibré respectivement 38 et 40 pour relier à l'enceinte 20 les parties des conduits 12 et 14 qui sont situées en amont des vannes 30 et 32. Dans le cas de la figure 1, le dispositif 26 est disposé en amont de la vanne 32 et du branchement sur le conduit 14 du conduit 36, le piquage 28 étant, quant à lui, branché en amont de la vanne 30. Il est aini apte à asservir la-pression du fluide F2 dans les conduits 14 et 36 à la pression du conduit 34. Enfin, un dispositif 46 sensible au débit de l'un des fluides (soit le fluide F2) est prévu pour commander la fermeture des vannes 30 et 32 lorsque ce débit devient inférbur à une valeur de seuil déterminé. Le dispositif 46 peut être constitué d'un débitmètre à contacts de type classique. En envisageant pour le dispositif 26 un débit nominal de 110 kg/h du fluide F2, le tux de mélange (50-50 par exemple) des fluides F1 et F2 demeure constant et indépendant du débit pour une variation de celui-ci entre 5 et 110 kgfh pour une perte de charge de 50mbar au droit de chaque orifice 16, 18 et 38, 40 au débit maximal de 110 kg/h. Dans le cas de la figure 2, le dispositif 26 est disposé en aval de la vanne 32 et du branchement sur le conduit 14 du conduit 36. il y a leu dès lors de prévoir sur le conduit 36 un dispositif 42 similaire au dispositif 26 pour asservir la pression du fluide F2 dans ce conduit 36 à la pression du fluide F1. L'asservissement des dispositifs 42 et 26 peut se faire séparément, comme représenté, en alimentant le dispositif 42 par le piquage 28 et le dispositif 26 par un piquage 44 branché sur le conduit 12 en aval de la vanne 30. En variante, l'asservissement des deux dispositifs 42 et 26 pourrit se faire parallèlement par le seul piquage 28 alimentant les deux dispositifs. L'aVantage du montage de la figure 2 par rapport à celui de lafigure 1, est depouvoir cumuler les débits des deux dispositifs 26 et 42, soit, d'accroître le débit nominal de l'appareil lorsque ce débit est limité par les caractéristiques du dispositif 26 utilisé seul. A titre d'exemple, le circuit principal est réglé (orifices 16-18 et dispositif 26) pour pouvoir assurer un mélange 50-50 des fluides F1 et F2 avec un débit maximum de 200 kg/h du fluide P2 pour une perte de change de 50 mbar au droit de chaque orifice 16 et 18. Le circuit secondaire est,de son côté, réglé (orifices 38-40 et dispositif 42) pour assurer un mélange des fluides F1 et F2 avec le même taux et un débit maximum de 50 kg/h du fluide F2 pour une perte de charge également de 50 mbar au droit de chaque orifice 38 et 40. Le débit nominal de l'ensemble est de 250 kg/h.On a constaté qu avec le système de l'invention,- le taux du mélange demeurait constant et indépendant du débit pour une variation de celui-ci s'étalant de 12 à 250 kg/h du fluide F2. Dans le cas des deux exemples précités, le seuil à partir duquel le taux de mélange devient dépendant du débit est sensiblement égal au 1/20ème du débit nominal environ. REVENDICATIONS 1. Système de régulation du taux de mélange de deux fluides tels que l'air et le propane, comportant deux conduits d'amenée terminés chacun par un orifice calibré pour amener les deux fluides à une enceinte mélangeuse et un dispositif pour asservir la pression db second fluide à la pression du premier, caractérisé en ce qu'il comporte de plus - deux vannes d'arrêt disposées respectivement dans les deux conduits, - deux conduits secondaires terminés chacun par un orifice calibré pour relier à l'enceinte les parties des conduits situées en amont des vannes d'arrêt, la section de l'orifice calibré terminant chaque conduit secondaire étant inférieure à la section de l'orifice calibré terminant le conduit auquel il est relié, et - un dispositif sensible au débit de l'un des fluides pour commander les deux vannes d'arrêt. 2. Système de régulation selon la-revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif asservissant la pression du second fluide à la pression du premier comporte un équilibreur détendeur disposé en amont de la vanne d'arrêt du second fluide et piloté par la pression du premier fluide en amont de la vanne d'arrêt de celui-ci. 3. Système de régulat-ion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif asservissant la pression du second fluide à la pression du premier comporte un premier équilibreur détendeur disposé en aval de la vanne d'arrêt du second fluide et piloté par la pression du premier fluide dans le conduit secondaire ou en aval de la vanne d'arrêt du premier fluide et un deuxième équilibreur dé tendeur disposé dans le conduit secondaire du second fluide et piloté par la pression dans le conduit secondaire du premier. 4. Système de régulation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif commandant les deux vannes d'arrêt est un débitmètre à contacts disposé en amont de l'une des vannes d'arrêt, les vannes d'arrêt étant constituées chacune d'une électrovanne sous la commande du débitmètre.