Brevet FR2341764A1 — publié le 19770916

La présente lnvention concerne le réglage de la pression d'un fluide se déplaçant dans une tuyauterie et en particulier la réduction de la pression de fluide dans un circuit hydraulique La réduction de pression d'un fluide en mouvement s'effectue normalement en réduisant son débit et, jusqu'à ce jour, cette réduction s'est faite en incorporant une soupape de décompression ou une soupape d'orifice au circuit hydraulique .Mais ces dispositifs réducteurs de pression n'offrent qu'un itinéraire d'absorption d'énergie de faible longueur et engendrent donc des bruits nombreux transmis par l'air ou par le liquide, pouvant entre gênants au voisinage du circuit hydraulique La présente invention vise à réaliser un restricteur de débit à itinéraire de grande longueur pouvant absorber l'énergie d'une façon moins bruyante que les dispositifs connus à itinéraire court Le restricteur de débit de fluide selon l'invention comprend un boîtier pouvant être monté entre deux portions consécutives d'une tuyauterie et comprenant un conduit interne dont l'alésage est d'écoulement inférieur à celui de la tuyauterie et offrant un itinéraire e longueur supérieure à celle du bottier, ce conduit étant disposé de façon à établir une communication de fluide entre les deux portions de la tuyauterie De préférence, le conduit est disposé sous forme hélicoidale et, dans le mode le plus simple de réalisation de l'invention, le restricteur peut comprendre un tube unique enroulé en hélice dont chaque extrémité pourra être raccordée de façon étanche aux fluides à une extrémité d'une portion contiguë de la tuyauterie . Le restricteur pourra encore avoir une forme quelconque appropriée à un accouplement entre deux portions d'une tuyauterie et contenir un conduit hélicoidal d'une seule pièce avec lui, faisant communiquer les deux extrémités du restricteur .Un tel restricteur pourra, par exemple, être réalisé par moulage Mais dans une disposition préférée de l'invention, le restricteur comprend un bottier essentiellement cvlindrique contenant un noyau cylindrique dont la surface externe ménage un ajustement avec serrage faible avec la surface interne du bottier .Une ou plusieurs cannelures hélicoïdales, de section droite régulière, sont formées dans l'une ou l'autre des deux surfaces cylindriques en regard, c'est à dire dans la surface externe du noyau ou dans la surface interne du bottier cylindrique, de façon à réaliser, quand les deux#éléments sont assemblés, un ou plusieurs conduits héli cotidaux continus occupant toute la longueur du restricteur Des raccords de tuyaux normaux, comportant des lumières de passage de fluide pouvant communiquer avec le ou les conduits héli cotidaux, pourront être disposés à chaque extrémité du bottier pour permettre sa fixation à des portions de tuyauterie contigues munies de raccords appropriés Conformément à un autre aspect de l'invention, celle-ci prévoit un restricteur à débit variable comportant un conduit hélicoïdal de section droite réglable .Ce conduit hélicoïdal sera donc divisé longitudinalement par une cloison séparatrice déplaçable transversalement par rapport au conduit, ou bien le conduit sera transversalement déplaçable par rapport à la cloison séparatrice Un de ces dispositifs réglables comporte un noyau c-lindrique mobile, avec ajustement glissant, dans un-bottier cylindrique et comportant une cannelure hélicoïdale divisée par une ailette hélicoldale constituant la paroi séparatrice, formée sur la surface interne du bottier, cette ailette s'étendant radialement vers l'intérieur jusqu'à toucher le fond de la cannelure héli cotidale creusée dans la surface externe du noyau . épaisseur de l'ailette, dans le sens axial du restricteur, est inférieure à la largeur de la cannelure, ce qui permet un mouvement longitudinal d'amplitude limitée entre les deux éléments assemblés La cannelure hélicoidale ainsi divisée forme deux conduits parallèles dont on peut faire varier la largeur en faisant glisser axialement le noyau dans le bottier de façon à faire varier la largeur de chaque conduit inversement à l'autre le noyau et le bottier sont montés de façon qu'un seul des deux conduits parallèles soit accessible au fluide entrant .En conséquence, on peut faire varier la section droite du conduit hé licoidal que traverse le fluide d'un maximum à un minimum par ajustement longitudinal du noyau à l'intérieur du bottier L'invention offre encore une autre forme de restricteur à débit variable possédant un conduit hélicotdal de longueur effective réglable comprenant également un bottier cylindrique renfermant un noyau cylindrique extérieurement cannelé mais, cette fois, en forme de cylindre creux ouvert à une extrémité et fermé à l'autre. la cannelure hélicoidale comporte une pluralité de spires et chaque boucle de 3602 de la cannelure comporte une lumière de passage de fluide communiquant avec l'intérieur du noyau creux, chacune de ces lumières pouvant entre obturée par un manchon cylindrique interne monté dans le noyau .Ce manchon interne comporte une ouverture en forme de fente représentant essentiellement une hélice à une seule spire s'étendant axialement et longitudinalement sur une distance égale à la longueur axiale de la cannelure hélicoidale à plusieurs spires du noyau qui l'entoure Une rotation d'un tour complet du manchon interne amène successivement l'ouverture en alignement avec chacune des lumières de passage de fluide, permettant ainsi de faire communiquer sélectivement l'une ou l'autre des lumières avec l'intérieur du manchon0 Il est évident que les lumières traversant le noyau et ltouverture traversant le manchon pourront affecter diverses autres formes et dispositions .C'est ainsi que les lumières pourront être disposées sur la ligne d'une hélice d'une seule spire tracée sur le noyau, l'ouverture prenant alors la forme d'une fente rectiligne dans le manchon . ouverture en forme de fente traversant le manchon pourra encore être constituée par une rangées de lumières régulièrement réparties sur une ligne droite ou une hélice à une seule spire Une extrémité du conduit hélicoïdal constitué par la cannelure hélicoidale de ce mode de réalisation de l'invention est obturée de façon que le fluide pénétrant par l'autre extrémité 8'écoule dans le conduit jusqu'à ce qu'il atteigne celle-des lumières qu'on aura choisi de faire communiquer avec l'intérieur du manchon, moment auquel il quittera le conduit hélicoldal pour s'échapper du restricteur par l'intérieur du manchon lesdimen- sions de l'alésage du manchon pourront être comparables à celles de la tuyauterie à laquelle est raccordé le restricteur, de sorte que la réduction de débit ne sera commandée essentiellement que par la cannelure hélicotdale que le fluide sera autorisé à parcourir et dont la longueur pourra être réglée par rotation du manchon interne les forces asymétriques engendrées dans cette disposition pourront rendre difficile la rotation du manchon interne aux pressions de fluide élevées et l'on pourra employer d'autres dispositions symétriques de lumières et d'ouverture6 coopérantes dans lesquelles les forces internes engendrées s'équilibreront Une telle disposition comporte deux jeux identiques de lumières et d'ouvertures coopérantes disposées, respectivement, sur des côtés opposés du noyau et du manchon interne . Une lumière pourra, par exemple, être placée sur chaque demi-spire de 180Q de la cannelure hélicoidale à plusieurs spires, donnant ainsi deux rangées opposées de lumières, une de chaque côté du noyau . Deux ouvertures héwicoïdeles d'une seule spire, parallèles ensemble mais déphasées de 1800 l'une sur l'autre, seront ainsi ménagées dans le manchon interne .Un équilibrage plus poussé des forces internes peut s'obtenir à l'aide d'une seconde disposition dans laquelle des cannelures hélicoldales jumelles sont ménagées dans la paroi externe du noyau creux, décalées chacune de 180g sur l'autre dans tous les plans radiaux du noyau .Chaque boucle de 1802 ou de 3600 de chaque -cannelure pourra comporter une lumière de passage de fluide vers l'intérieur du noyau creux, les lumières étant placées de façon que chaque lumière de la première cannelure soit exactement opposée, dans son propre plan radial du noyau, à une lumière identique de la seconde cannelure .Un équilibrage aussi précis pourra encore être obtenu avec des dispositions semblables comportant ts nombre pair quelconque de cannelures hélicoïdales dans la paroi externe du noyau ou avec des dispositions correspondantes d'un nombre impair quelconque de cannelures hélicoldales symétriquement disposées L'invention est décrite ci-après en se référant à quelques exemples préférés, non limitatifs, de réalisation représentés sur les dessins annexés dans lesquels - La Figure 1 est une vue longitudinale, en coupe partielle, d'un restricteur fixe de débit comportant un conduit hélicoïdal de longueur et de section droite fixes - la Figure 2 est une coupe longitudinale d'un restricteur varia ble de débit comportant un conduit hélicoïdal de longueur fixe et de section droite réglable - la Figure 3 est une vue de coté en coupe longitudinale partielle d'un restricteur variable de débit comportant un conduit héli cotidal de longueur effective réglable et de section droite fixe - la Figure 4 est une vue externe de dessus d'un noyau creux ren fermé dans le restricteur variable de débit de la Figure 3 ; et - la Figure 5 est une vue longitudinale en coupe partielle # d'un manchon interne renfermé dans le noyau creux de la Figure 4 le restricteur fixe de débit représenté à la Figure 1 comprend un boîtier essentiellement tubulaire 1, de surface latérale interne 2, muni à chaque extrémité d'un raccord amovible de tuyau 3 fixé au bottier 1 par des vis 4 et conformé extérieurement de façon à pouvoir s'accoupler avec un raccord de tuyau identique (non représenté), et intérieurement de façon à retenir un noyau 5 à l'intérieur du bottier 1 par un épaulement d'arrêt 6 . le noyau 5 est un cylindre essentiellement plein dont la surface cylindrique externe 7, s'étendant longitudinalement en contact étanche aux fluides avec la surface interne 2 du bottier 1, présente sur toute sa longueur une cannelure hélicoldale 8 à plusieurs spires de section droite rectangulaire uniforme . le fluide pénétrant dans le restricteur de débit par un orifice d'entrée de fluide 9 ménagé dans le raccord 3 d'une des extrémités du restricteur, à savoir l'extrémité amont, pénètre, par un passage axial 18 et des passages radiaux 19, ménagés dans l'extrémité amont du noyau 5, dans la cannelure hélicoidale 8 d'où il sort enfin pour quitter le restricteur par un dispositif semblable aux passages 19 et 18 ménagé dans l'extrémité aval du noyau 5 et par le passage 9 du raccord 3 à l'extrémité aval du restricteur La Figure 2 montre une variante du restricteur fixe de débit de la Figure 1 possédant un conduit hélico#dal de- section droite réglable .Cette variante comporte également un bottier essentiellement tubulaire 1 de la surface interne 2 duquel fait radialement saillie une ailette hélicoïdale à plusieurs spires 10 pénétrant dans une cannelure hélicoïdale correspondante-8 ménagée sur la surface cylindrique externe 7 d'un noyau 5 coulissant dans le bottier 1 .La largeur de l'ailette 10, dans le sens longitudinal du bottier 1, est inférieure à la largeur de la cannelure 8 et sa longueur radiale est suffisante pour lui permettre de toucher le fond de la cannelure 8 de façon à diviser cette dernière en deux conduits parallèles 8a et 8b dont on peut faire varier les largeurs respectives l'une par rapport à l'autre par dépla- cement longitudinal du noyau 5 par rapport au bottier 1 A une extrémité du noyau 5 (à l'extrémité droite sur le dessin) se trouve un prolongement tubulaire 11 auquel sont fixées des pattes 12 saillant radialement par des fentes longitudinales 13 du bottier 1 pour porter une douille 14 filetée extérieurement pouvant glisser sur la surface externe 15 du bottier t sur toute l'étendue des fentes 13 .Une douille 16 filetée intérieurement prend contact avec la face de butée axiale d'un raccord de tuyau 17 monté à l'extrémité du bottier 1, le filetage interne de cette douille 16 étant disposé de façon à pouvoir se visser sur le filetage interne de la douille coulissante 14 pour que la rotation de la douille réglable 16 provoque le déplacement longitudinal de la douille coulissante 14, donc du noyau 5 qui y est joint, par rapport au bottier 1 En cours de fonctionnement, le fluide pénètre à l'extrémité gauche du restricteur (côté gauche du dessin), par--le passage axial 9, dans le raccord 3 fixé au bottier 1 et s'écoule, par le passage axial 18 et le passage radial 19 ménagés dans l'extrémité amont du noyau 5, dans le conduit hélicoïdal de section droite réglable constitué exclusivement par le conduit 8a, le conduit 8b étant inaccessible au fluide entrant . Après avoir parcouru le conduit 8a sur toute sa longueur, le fluide pénètre dans le prolongement tubulaire 11 par le passage radial 20 ménagé dans la paroi du prolongement 11 et sort du restricteur par un conduit axial 9 ménagé dans le raccord 17 la Figure 3 montre une autre forme de restricteur variable de débit, comportant un conduit hélicoïdal de longueur réglable Cette seconde variante comporte également un bottier essentiellement tubulaire 1 dont la surface interne 2 est en contact d'ajustement avec serrage faible avec la surface cylindrique externe 7 d'un noyau tubulaire 5, de surface interne 21, ouvert à ses extrémités .Une cannelure hélicoïdale à plusieurs spires 8, de section droite rectangulaire, est ménagée sur la longueur de la surface externe 7 du noyau 5 ; chaque spire complète de la cannelure comporte une lumière radiale de passage de fluide 22 traversant la paroi du noyau 5 (voir Figure 4), toutes ces lumières 22 étant placées sur une rangée axiale unique longitudinalement au noyau 5 A l'intérieur du noyau 5 et à proximité immédiate de la surface interne 21 de ce dernier est monté un manchon tubulaire rotatif 23, d'alésage 36, percé longitudinalement d'une fente 24 (voir Figure 5) formant une hélice unique d'une seule spire de 3602 s'étendant axialement de façon à occuper une longueur égale à la longueur axiale de la cannelure hélieoldale 8 du noyau contigu 5 Ce manchon tubulaire 23 est obturé à une de ses extrémités, laquelle se continue par une tige pleine 25 traversant un chapeau 26 fixé au bottier 1 . L'extréuité saillante de la tige 25 comporte un joint d'étanchéité 29, un bouchon de fixation 30, et une poignée de réglage 31 le manchon 23 est retenu longitudinalement dans le bottier par une bride circulaire 27 s'étendant radialement, saillant du manchon 23 et touchant le chapeau 26 ; l'autre extrémité du manchon 23, c'est à dire son extrémité ouverte, touche un chapeau 28 fixé au bottier 1, conformé extérieurement de façon à pouvoir se raccorder à une tuyauterie (non représentée) et pourvu intérieurement d'un passage axial 9 communiquant avec l'alésage 36 du manchon 23 Le noyau 5 est fixé au chapeau 28 du bottier 1 par des vis 33 et comporte, à cette extrémité, une partie terminale 32 de diamètre extérieur réduit, égal au diamètre intérieur du noyau cannelé, et s'étendant longitudinalement depuis le chapeau 28 jusqu'à la naissance de la cannelure héliccidale 8 . il se forme ainsi, entre le bottier 1 et le noyau 5, une chambre annulaire 34 établissant une communication de fluide entre le conduit hélicoïdal constitué par la cannelure 8 et un passage radial de fluide 9 traver sant la paroi cylindrique du bottier 1 et muni d'un raccord 35 contigu à la chambre 34 En cours de fonctionnement, le fluide pénètre par le passage 9 du raccord 35 et traverse le restricteur par la chambre 34, la cannelure 8, celle des lumières 22 alignée sur l'ouverture 24, ladite ouverture 24, et l'alésage 36, pour sortir par le passage 9 du chapeau 28 . On peut régler la longueur de la cannelure 8 Parcourue par le fluide en faisant tourner le manchon 23 au moyen de la poignée 31 REVENDICATIONS 1. Restricteur de débit de fluide comprenant un bottier pouvant être monté entre deux portions consécutives d'une tuyauterie, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit interne dont l'a lésage est inférieur à celui de la tuyauterie et offrant un itinéraire d'écoulement de longueur supérieure à celle du boi tier, ce conduit étant disposé de façon à établir une communi cation de fluide entre les deux portions de-la tuyauterie 2. Restricteur de débit de fluide selon la Revendication 1, caractérisé en ce que le conduit est hélicoldal . 3. Restricteur de débit de fluide selon la Revendication 2, caractérisé en ce que le bottier comprend un tube essentielle ment cylindrique muni à chaque extrémité d'un raccord de tuyau et contenant un noyau cylindrique dont la surface axiale exter ne porte une cannelure hélicosdale sur toute sa longueur, la dite surface étant disposée à proximité étanche aux fluides de la paroi interne du tube cylindrique de façon à définir ledit conduit hélicoïdal 4.Restricteur de débit de fluide selon la Revendication 2, carac térisé en ce que le conduit hélicoïdal comporte un alésage rec tangulaire et est pourvu d'organes de réglage d'alésage compre nant une ailette hélicoldale de même pas que le conduit hélico tdal pouvant coulisser axialement dans ce dernier et disposée en contact étanche aux fluides avec les parois axiales dudit conduit 5.Restricteur de débit de fluide selon la evendication 3, carac térisé en ce que la cannelure a une section droite rectangulaire et est pourvue d'organes de réglage de sa section droite compre nant une ailette hélicoidale s'étendant radialement vers l'in térieur depuis la surface interne du tube cylindrique de façon à pénétrer dans la cannelure hélicoidale d'une longueur suffi sante pour établir un contact étanche aux fluides entre elle et le fond de la cannelure, le noyau cylindrique pouvant coulisser axialement dans le tube cylindrique 6.Restricteur de débit de fluide selon la Revendication 2, carac térisé en ce qu'il comporte des organes de réglage de longueur d'itinéraire d'écoulement comprenant un conduit axial disposé coaxialement dans l'hélice du conduit hélicoidal, une série de lumières de passage de fluide régulièrement disposées sur la longueur du conduit hélicoïdal de façon à établir une communi cation de fluide entre le conduit hélicoldal et le conduit axial, et un manchon rotatif en forme de cylindre creux monté coaxiale ment dans le conduit axial à proximité étanche aux fluides des parois de ce dernier de façon à obturer les lumières de passage de fluide, ledit manchon comportant une ouverture radiale pou vant être amenée en alignement avec l'une quelconque des lumiè res de passage de fluide par la rotation du manchon de façon à ouvrir la lumière choisie vers le conduit axial 7. Restricteur de débit de fluide selon la Revendication 6, carac térisé en ce que le bottier comprend un tube essentiellement cylindrique contenant un noyau cylindrique creux ayant une sur face axiale externe portant au moins une cannelure hélicofdale sur toute sa longueur, ladite surface externe étant disposée à proximité étanche aux fluides de la paroi interne du tube cylin drique de façon à définir ledit conduit hélicotdal, le noyau cylindrique creux ayant une surface axiale interne définissant ledit conduit axial et localisant ledit manchon rotatif, une extrémité de ce dernier étant ouverte et disposée en communi cation de fluide avec un raccord de tuyau disposé axialement dans l'extrémité contiguë du tube cylindrique, l'autre extré mité étant fermée et munie d'un manche étanche aux fluides sail lant par l'autre extrémité fermée du tube cylindrique, ledit tube cylindrique étant muni d'un raccord de tuyau monté radia lement, disposé en communication de fluide avec une extrémité dudit conduit hélicotdal, l'autre extrémité de ce dernier étant fermée