Brevet FR2382639A1 — publié le 19780929

L'écoulement d'un fluide, lorsqu'il s'effectue à travers une section restreinte, dégage de l'énergie suivant des formules bien connues en mécanique des fluides ; une partie notable de cette énergie se dégage sous forme d'énergie sonore. les normes relatives à la limitation des nuisances imposent fréquement, dans les installations industrielles, des limitations au niveau du bruit perçu par un observateur. Il est donc indispensable, aux endroits o le fluide rencontre une section restreintes d'aménages des dispositifs permettant d'absorber la quantité d'6nergie imposée par les normes de limitation des nuisanoes. Ces dispositifs sont très généralement constitués par des chicanes qui permettent de fractionner l'énergie totale de sorte que, pour une mSme quantité d'énergie sonore à absorber, le niveau dé bruit perçu se trouve fortement amélioré. L'objet de la présente invention est de scinder l'énergie de l'écoulement en disposant d'au moins deux étages de sections restreintes g & chacun de cea étages, on utilisera des dispositifs de chicanes qui auront â absorber une quantité d'énergie d'autant plus faible que l'énergie totale à absorber se trouve scindée en deux ou plusieurs étages La description qui suit se rapporte plus particulièrement & BR La description qui suit est illustrée par 2 la figure 1 qui représente une vue en coupe du dispositif objet de la présente invention 3 la figure 2 qui représente une construction particulière de l'un des étages ; et la figure 3 qui est une vue de détail fragmentaire es pers- pective d'un type de chicanes annulaires empilables qu'on peut utiliser pour chaque étage. En référence à la figure 1, l'écoulement du fluide se fait & travers l'entrée 1 du corps de vanne 2 à l'intérieur duquel un siège 3 délimite un compartiment inférieur 4 et un compartiment supérieur 5 t le fluide sort de la vanne par la sortie 6. De corps 2 supporte un chapeau 7, 11 assemblage entre le corps 2 et le chapeau 7 se faisant par des goujons 8 et des écrous 9. Une tige 10, actionnée par un dispositif d'actionnement non représenté, supporte les deux étages de sections de passage restreintes.Ces étages sont constitués, d'une part, par un clapet Il travaillant dans le compartiment inférieur 4 et appuyant, par sa portée 12, sur le siège 3 et, d'autre part, par un tiroir 13 travaillant dans le compartiment supérieur 5 du corps de vanne 2. Le mouvement du clapet Il s'effectue à l'intérieur d'une cage 14 d'une forme générale ctlindrique, dont la partie supérieure est constituée par le siège 3. La partie inférieure de la cage 14, placée dans le compartiment 4, est percée de trous radiaux tels que 15 ; en outre cette partie inférieure de la cage 14 est entourée par des chicanes annulaires empilées telles que 16 (figures 1 et 3) qui reposent, par l'intermédiaire dune entretoise 17, sur la virole 18 fixée à la partie inférieure de la cage 14 par des vis 19. Quant au tiroir 13, il se déplace à l'intérieur d'une cage 20 maintenue entre la partie inférieure du chapeau 7 et la partie supérieure de la pièce formait singe 3 ; cette cage-20 est également percée de trous radiaux 21 et entourée, elle- aussi,-0e chicanes telles que 22 qui peuvent être analogues aux chicanes 16. On expliquera maintenant le fonctionnement de la vanne à partir de sa position de fermeture représentée sur la figure 1. Lorsque l'actionneur non représenté, anime la tige 10 d'un mouvement de translation dirigé vers le bas, la portée 12 du clapet Il quitte le eontact avec la partie inférieure du siège 3 ; à travers l'espace ainsi ménagé, le fluide venant de ltamont par l'entrée 1, après avoir traversé les chicanes 16 et les trous radiaux 15, peut s'écouler. L'ensemble formé par les chicanez 16 par les trous radiaux 15 et par l'espace existant entre la portée 12 et le siège 3 constitue le premier étage dans lequel se dissipera une partie de î'ênérgie engendrée par l'écoulement. Il est évident que le dimensionnement des chicanes 16 (qui-peuvent d'ailleurs Titre de formes différentes les unes des autres dans l'empilage quelles forment) ainsi que le dimensionnement des trous radiaux 15, doivent titre appropriés aux caractéristiques de l'écoulement du fluide (vitesse, débit, pression, etc ...). Après avoir traversé l'espace apparaissant entre la portée 12 et le siège 3, du fait de la translation vers le bas du clapet 11, le fluide pénètre dans le compartiment supérieur 5 ; il passe dans l'espace ménagé entre la surface latérale du tiroir 13 et la cage supérieure 20, traverse les trous radiaux 21 ménagés dans la cage 20 et traverse ensuite l'empilage des chicanes 22 pour s'écouler enfin à travers le compartiment supérieur 5 vers la sortie 6 de la Tanne. L'ensemble formé par l'espace ménagé entrele tiroir 13 et la cage 20, par les trous radiaux 21 et par l'empilage de chicanes 22 constitue le deuxième étage dans lequel se dissipera une seconde partie de l'énergie engendrée par l'écoulement. La figure 2 représente une variante de l'invention dans laquelle le clapet Il coopérant avec le siège 3 est supporté par un ressort de compression 23 qui s'appuie sur un clapet pilote intérieur 24 solidaire de la tige de manoeuvre et ce clapet pilote compère par-sa partie 25 avec un siège 26 de diamètre réduit ménagé à l'intérieur du-clapet 11.On comprend que, lors de la translation vers le bas de la tige 10, le système d1obturation, constitué par la portée 25 du clapet pilote 24, s'ouvre avant que la portée 12 du clapet Il ne quitte le siège3 après détente du ressort de aompression 23. À la fermeture, la portée 12 rient d'abord s'appliquer contre le siège 3 tandis que la levée du clapet pilote continue sa montée en comprimant davantage le ressort 23 qui assure l'obtention d'une parfaite étanobéité. On comprendra que les exemples d'exécution décrits ci-dessus et représentés au dessin ntont aucun caractère limitatit. En particulier l'ordre dans lequel les deux étages de sections restreintes prévus pour une vanne à cage sont traversés par le fluide en écoulement est sans importance, cXest-à-dire que le clapet, au lieu d'être prévu au premier étage traversé, pourrait coopérer avec sa cage au second étage traversé par le fluide tandis qu'un premier étage comprendrait une cage auxiliaire avec un moyen d'étranglement associé tel que le tiroir actionné avec le clapet dans l'exemple précédemment décrit. R E V E N D I C A T I O N S. 1. Dispositif pour limiter le bruit résultant de la dissipation de l'énergie d'un écoulement fluide à travers une section restreinte, caractérisé par la division du passage d'écou- lement en au moins deux étages de sections restreintes à chacun desquels est associé un ensemble de chicanes d'amortissement da bruit de façon que, dans chacun des deux étages traversés en série, on n'ait à absorber ou à amortir qu'une fraction de l'énergie totale dégagée par l'écoulement en obtenant ainsi une grande amélioration de l'amortissement du bruit. 2. Dispositif selon la revendication 1, appliqué à une vanne de centrale et de régulation du type à cage dans laquelle le clapet, mobile à l'intérieur d'une cage et coopérant en position de fermeture avec un siège du corps de Tanne, détermine & l'ouver- ture un étage de sections restreintes à travers la cage et le siège tandis qu'à l'opposé du clapet par rapport au siège est prévu un second étage de sections restreintes et qu'à chacun de ces étages est associé un ensemble de chicanes d'amortissement du bruit. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit second étage de sections restreintes est constitué par une cage auxiliaire comparable à la cage du clapet et disposée par rapport au sibge du côté opposé à celui de la cage du clapet tandis qu'à l'intérieur de cette cage auxiliaire est prévu un tiroir solidaire du clapet et coopérant avec cette cage auxiliaire pour constituer le second étage de sections restreintes.