Brevet FR2330929A1 — publié le 19770603

Cans les systèmes connus de régulation de pression, la pression de la chambre ou chemise est maintenue à un niveau empêchant le fonctionnement de la valve tant que la pression régulée de cette dernière est à un niveau voulu. Toutefois, si la pression régulée basse au-dessous de ce niveau, en cas de controlle en aval ou augmente au-dessus de lui lorsque le contrôle s'effectue en amont, la pression de commande est évacuée de la chemise pour permettre à la valve de s'ouvrir de façon que le fluide amont coule en aval. ta vidange de la chemise est sous la commande d'une valve pilote dans laquelle la pression régulée agit sur un diaphragme à l'encontre d'une force élastique. Par suite, si la force élastique surmonte la pression régulée agissant surale diaphragme, la valve pilote est ouverte et la chambre ou chemise est vidangée.A lors, lorsque le niveau de pression voulue est atteint à nouveau, le ressort domine et ferme la valve pilote et permet à la pression de monter à nouveau dans la chemise. Dans un système connu, la chemise est mse sous pression par une canalisation reliée au pipeline en amont de la valve, un orifice étant relié au pipeline pour limiter le débit pendant que la chemise est vidangée. Le présente invention a pour objet une valve pilote par laquelle une chemise de pression de commande peut être chargée et déchargée avec un minimum de canalisai.ionsixternes et en fonction de la pression détectée. La valve pilote qui est commandée par diaphragme présente une stabilité maximale en fonctionnement. Selon ses caractéristiques essentielles, l'invention concerne une valve pilote présentant un canal qui la traverse de part en part et qui sera désigné ci-après par canal traversant. Une extrémité du canal traversant est reliée à la canalisation amont et l'autre extrémité est reliée à la chemise de commande de la vanne régulatrice. Un orifice débouchant latéralement à partir du canal traversant est fermé normalement par une soupape circulaire qui, lorsqu'elle est ouverte, relie la chemise de commande à une zone de basse pression, par exemple la canalisation aval. Un étranglement est formé dans le canal traversant pour éviter un écoulement normal à partir de la canalisation amont pendant que la soupape latérale de décharge est ouverte. lorsque la soupape latérale de décharge est fermée, un écoulement limité par l'intermédiaire de l'orifice charge à nouveau la chemise pour fermer la vanne régulatrice. Dans le cas d'un contrôle de la pression aval, la pression régulée surmonte l'action du ressort pour fermer ta valve pilote, tandis que dans le cas d'un contrôle en amont, le ressort surmonte la pression réduite pour fermer la valve. lie diaphragme principal de la valve pilote est du type à plusieurs épaisseurs, mais les épaisseurs ne sont ni collées ni liées d'une autre façon. Par suite, le glissement entre les épaisseurs empêche une fluctuation du diaphragme et stabilise le fonctionnement de la valve en réduisant les vibrations et le claquement au minimum. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une vue plus ou moins schématique, avec coupe partielle, montrant un système de régulation de pression comportant une valve pilote selon l'invention la figure 2 est une coupe verticale de la valve pilote la figure 3 est une vue de côté de la valve pilote en partie en arrachement ; et la figure 4 est une vue plus ou moins schématique, avec coupe partielle, d'une autre forme de réalisation de la valve-pilote dans un systeme de régulation de pression. On va se référer maintenant plus particulièrement à la figure 1 qui représente un système 10 de régulation de pression comprenant un régulateur de pression 12 du type à tube expansible ayant un corps 14 généralement cylindrique avec un moyeu amont 16 présentant un passage central d'écoulement 18. A l'extrémité aval du corps 14 est fixé, par exemple par des boulons 20, un élément de fermeture 22 portant un moyeu aval 24 comportant un passage de sortie 26 et une bride 28 pour le fixer à un pipeline (non représenté). Un noyau creux 30 est placé dans le corps 14 et comporte un barrage 92 fermant entièrement l'inté rieur du noyau pour empecher un écoulement du fluide directement à travers ce dernier. Toutefois, un écoulement autour du barrage 32 peut se faire par des séries espacées de fentes d'entrée et de sortie 34 et 36 ménagées entre des nervures 38.Ces dernières et une surface d'étanchéité cylindrique externe 40 du barrage sont normalement entourées étroitement d'un tube ou manchon expansible 42 qui est tendu autour d'elles. lie tube expansible 42 présente une bride interne 44 à 11 extrémité amont qui est serrée et scellée entre le noyau creux 30 et le corps 14, et une bride externe 46 à l'extrémité aval qui est serrée entre le corps 14 et ltélément de fermeture aval 22. La surface interne corps 14 du régulateur présente une section qui augmente vers l'extérieur en 48 pour former une chambre ou chemise de commande 50 dans laquelle un fluide de pression de commande peut être introduit par un conduit 52. Dans le système de régulation 10 représenté, la pression de commande P1 est prélevée par un branchement amont 54 relié à un raccord 56 débouchant dans le passage amont 18. Un raccord analogue 58 débouche également dans le passage aval 26 de façon à pouvoir évacuer le fluide de pression de commande de la chemise 50 par le conduit 52 de charge et décharge puis par un conduit de vidange 60 dans la zone de basse pression P2, par exemple le passage aval 26 du régulateur 12. La pression P3 qui est régulée et comnandée est prélevée commodément à un endroit approprié du pipeline aval (non représenté) par un conduit 62 pour etre transmise à la valve pilote 64 de l'invention. En examinant maintenant les figures 2 et 7 avec la figure 1, le conduit 52 est relié à un orifice extrême 70 d'un canal traversant 68 qui traverse entièrement la valve pilote 64, et le branchement amont 54 est relié à l'autre orifice extrême 66.Par suite, la chemise 50 communique continuellement avec le passage amont 18. lia vidange de la chemise de commande 50 s'effectue par l'intermédiaire du conduit 52 dans le conduit 60 lorsqu'un élément de fermeture 72 est éloigné d'un orifice 74 d'un raccord 75 qui s'ouvre latéralement à partir du canal traversant 68 entre les orifices extrêmes 66 et 70, cette vidange s'effectuant par l'intermédiaire d'un raccord percé 76 (fig. 1 et 7) et duconduit 60 dans le passage aval 26.I1 convient denoterqutàtitre illustratif, le passage aval 26. Il convient de noter qu'à titre illustratif, le raccord 76 du conduit de vidange de la valve pilote est représenté sur la figure 1 à 900 de a position réelle, comme on le voit sur la figure 2. Un opercule 82 tourillonne dans un alésage 78 qui traverse le moyeu amont 80 de la valve pilote 64 et comporte des bagues toriques d'étanchéité 84 ou éléments analogues pour évlter une fuite, l'opercule étant maintenu en place par un élément approprié tel qu'une agrafe 86. Une gorge 88 en V est ménagée autour de l'opercule à une profondeur variable de façon que le débit par l'orifice 88 formé par Ja gorge en V soit Jimi- té, et le degré d'étranglement imposé par l'orifice dépend du réglage angulaire de l'opercule 82 par exemple au mcyen d'un tournevis placé dans une fente complémentaire 90.Par suite, l'ori- fice 88 limite le débit à partir du branchement amont 54 pour permettre la vidange de la chemise 50 lorsque la soupape 72 est ouverte. l'élément 72 de fermeture de la soupape de vidange peut avoir la forme d'un opercule circulaire moulé en matière élastique et supporté par un élément 92 qui est lui-même fixé à un diaphragme 94 par. exemple en fixant une plaque de serrage 96 à l'aide de boulons 98. lie diaphragme 94 est fixé d'une façon étanche le long de son bord au corps de la valve pilote 64, par exemple en le serrant entre led t corps et un capuchon 100 à l'aide de boulons 102 pour former une chambre 104 sensible à la pression. Un léger ressort 106 est logé entre le capuchon 100 et le diaphragme 94 et par suite, l'opercule 72 est poussé contre le siège 74 pour le fermer en présence d'une pression de commande nulle. A la pression régnant dans la chambre 104 s'opposé un puissant ressort 108 qui s'appuie contre l'autre côté de l'élément 92 afin de le pousser pour qu'il éloigne l'opercule 72 du siège 75 afin de permettre au fluide de passer par le canal traversant 68 dans l'espace 110 formé au-dessus du diaphragme 94 pour sortir par l'orifice 76 (figure 3). La force du ressort 108 peut être réglée au moyen d'une vis 112 s'appuyant contre un capuchon 114 du ressort. Un orifice 16 du corps de la valve 64 empêche l'air ou autre fluide d'être emprisonné dans la chambre 118. Un second diaphragme 120 est serré sur l'élément 92 par des vis 122 qui traversent une plaque de serrage 124 de fa çon que tout fluide s'échappant par l'orifice 74 de la soupape de vidange dans la chambre 110 agisse pareillement sur les deux diaphragmes 94 et 120 et par suite, n'influence pas le fonctionnement du diaphragme principal 94. Etant donné que ce fluide agit également sur le diaphragme d'équilibrage 120, son action sur le diaphragme principal est annulée. lie diaphragme principal 94 se compose de plusieurs épaisseurs comprenant deux feuilles flexibles 94a et 94b ou davantage, qui sont disposées face à face mais qui ne sont ni collées ni liées d'une autre façon. Etant donné que les épaisseurs 94a et 94b sont en contact de frottement face à face, elles ont tendance à retarder la fluctuation du diaphragme 94 et par suite, à avoir un effet amortisseur ou stabilisateur de manière à minimiser le claquement ou battement pendant le fonctionnement de la valve. Il en résulte un fonctionnement efficace de la valve et une plus grande longévité du diaphragme. En fonctionnement, lorsque la pression régulée régnant dans la chambre inférieure 104 surmonte l'action du ressort 108 et que l'opercule 72 ferme orifice 74, un écoulement limité continue à se produire par l'orifice de la gorge 88 en V jusqu'à ce que la pression de commande régnant dans la chemise 50 atteigne le niveau de la pression en amont P1 et que la tension du tube flexible 42 allonge ce dernier autour de la surface cylindrique 40 de façon à empêcher un écoulerent à travers le régulateur 12. Cette condition règne tant que la pression régulée P3 dans le pipeline aval est au niveau voulu.Toutefois, si la pression régnant dans le pipeline aval atteint un niveau trop bas, le ressort 108 surmonte l'action du diaphragme principal 94 de façon à mettre la soupape 72 en position ouverte, ce qui permet au fluide de passer de la chemise 50 par le conduit 52 dans le cana traversant 68 pour sortir par l'orifice latéral 74 dans le conduit 60, un écoulement direct du branchement amont 54 dans le canal traversant 68 étant empêché par la gorge 88 en V. Lorsque la soupape 72 est ouverte, le diaphragme 94 'est pas influencé par le fluide d'évacuation agissant sur lui à cause de l'équilibrage dû à l'action de la même pression sur le diaphragme compensateur 120, et la soupape 72 se ferme lorsque la pression agissant sur l'autre face du diaphragme 94 sur monte l'action du ressort 108. Lorsque la chemise de commande 50 est vidangée, le tube expansible peut être allonge vers l'extérieur par la pression P1 qui agit sur sa surface interne, en permettant au fluide de passer du passage amont 18 autour du barrage 32 dans le passage aval 26 et dans le pipeline relié à ce dernier. Lorsque la pression régulée augmente à nouveau jusqu'au niveau voulu, elle s'oppose à l'action du ressort 108 comme décrit plus haut de façon à fermer la valve pilote 64 et à permettre à la pression amont d'agir par l'intermédiaire du canal traversant 68 et d'élever la pression régnant dans la chemise 50 jusqu'à ce qu'elle équilibre la pression amont P1 et permette à la tension circonférentielle du tube expansible 42 de former à nouveau un joint étanche autour du barrage 32 pour interdire l'écoulement. On va se référer maintenant à la figure 4 qui représente une valve pilote 64a modifiée pour cont;rôler la pression amont P1 au moyen d'un conduit détecteur 62a qui est relié au pipeline amont (non représenté). Dans cette forme de réalisation, l'opercule 72a est supporté par Je diaphragme de gauche 120a de façon à être poussé contre l'orifice 74a par le puissant ressort 108 qui agit à l'encontre de la pression amont s'exerçant contre le diaphragme de droite 94a. Ainsi, si la pression amont devient trop grande, elle surmonte la force du ressort 108 et écarte l'opercule 72a de l'orifice 74a pour relâcher la pression régnant dans la chemise 50 par 11 intermédiaire du conduit 52a, du canal traversait 68a et de l'orifice de vidange 76 vers le côté aval du barrage 32, comme dans la première forme de réalisation. Ensuite, lorsque la pression amont baisse à nouveau jusqu'à la valeur voulue, le ressort 108 repousse l'opercule 72a contre le siège 74a. Il va de soi que la valve décrite peut subir diverses modificatons sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Valve pilote d'une chambre de commande d ' un régulateur de pression d'un pipeline dont la pression régnant en aval est réglée par la pression régnant dans la chambre de commande, valve caractérisée en ce qu'elle comporte un corps, un canal traversant dans ce dernier ayant des extrémités d'entrée et de sortie qui sont destinées à etre reliées au pipeline en amont du régulateur de pression et de la chambre de commande respectivement, un siège de soupape débouchant latéralement par rclpport au canal traversant, un opercule pouvant entrer en contact avec le siège pour empêcher un écoulement dans ce dernier, un élément sensible à la pression du f]uide supportant l'élément de fermeture, un espace de détection d'un côté dudit élément sensible à la pression qui communique avec une zone de pression du pipeline, un orifice détecteur débouchant dans ltespace de détection et destiné à etre relié au pipeline de façon que la pression régnant dans ce dernier agisse sur l'élément sensible à la pression, un organe de poussée s'opposa,it à la pression régnant dans le pipeline, et un étranglement dans le canal traversant du côté d'entrée du siège de soupape. 2. Valve pilote selon la revendication 1, caractérisée an ce que le canal traversant se prolonge linéairement à travers le corps de la valve. 3. Valve pilote selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'étranglement comprend un alésage latéral dans le corps de la valve qui coupe la partie d'entrée du canal traversant, un opercule pouvant tourner dans l'alésage latéral, et un orifice variable ménagé dans ledit opercule. 4. Valve pilote selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un élément de support fixé à l'élément sensible à la pression et supportant l'opercule, et un élément d'-étanchéité entourant l'élément de support et assurant l'étan chéité contre le corps de la valve du côté de l'orifice de sortie qui est opposé à l'élément sensible à la pression. 5. Valve pilote selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément sensible à la pression est un diaphragme scellé en travers de l'espace de détection et comprenant au moins deux feuilles flexibles en contact de frottement face à face sur de grandes parties de la surface de façon que le frottement amortisse leur mouvement. 6. Valve pilote caractérisée en ce qu'une pression de détection agit sur un dial!hragne à l'encontre d'une force de réglage de façon qu'un élément de soupape supporté par le diaphragme s'éloigne d'un siège lorsque la pression de détection et~la force de commande sont déséquilibrées dans un sens donné, ledit diaphragme contenant au moins deux feuilles flexibles en contact de frottement face à face sur de grandes parties de la surface de façon que le frottement amortisse leur mouvement.