Brevet FR2460002A1 — publié le 19810116

La présente invention a pour objet un régulateur de débit constitué par un manchon muni d'un alésage de passage axial et par un élément d'étranglement annulaire élastiquement déformable qui, en fonction de la pression du liquide qui s'écoule le long dudit élément, rétrécit la section transversale du passage afin de régler le débit du liquide. On connait un grand nombre de variantes de réalisation de régulateurs de débit de ce genre. Ces appareils ont pour r6le d'étrangler automatiquement la circulation du liquide dans un conduit de façon que, malgré les variations de la pression de refoulement, le débit du liquide s'écoulant dans la conduite reste constant.Dans un dispositif connu de ce genre, décrit par le DE-OS 2 120 594, la paroi intérieure du manchon est munie de nervures s'étendant dans le sens axial et, dans le manchon est disposé comme élément d'étranglement un segment de tube en matériau élastique, muni d'une cloison de séparation radiale, dont la surface latérale est serrée par la pression du liquide plus ou moins fortement contre les nervures et dans les canaux de passage existant entre les ner vureq, afin de rétrécir les sections transversales des canaux de passage en fonction de la pression exercée par le liquide. Ce même principe de fonctionnement est également utilisé pour d'autres régulateurs de débit connus (DE-OS 26 05 271, DE-AS 26 37 252), dans lesquels les canaux de passage sont formés par des nervures dirigées dans le sens radial qui sont ménagées dans la face frontale d'un disque fixé dans le manchon, et dans lesquels l'élément d'étranglement est constitué par un disque annulaire élastiquement déformable, reposant sur les nervures. Dans un autre régulateur de débit connu, décrit par le brevet allemand 2 060 751, il est prévu comme élément d'étranglement une bague déforma'jle élastiqumant qui entoure un noyau profilé formant les ouvertures de pasage. Dans un autre régulateur de débit connu, décrit par le brevet américain 2 444 677, il est prévu un disque annulaire en matériau élastique, posé sur un cone percé par un canal dans le sens de la longueur, qui,suivant la pression d'écoulement, peut pénétrer plus ou moins dans un canal annulaire, entourant le cône et dont la section de passage peut varier. D'autres régulateurs de débit sont connus et décrits par le brevet allemand 1 198 144, le DE-OS 1 473 130, le DE-OS 25 31 160, les Brevets américains NO 2 781 059; NO 2 781 061; NO 2 8Q2 486 et NO 3 847 178. Tous ces régulateurs de débit connus ont un caractère commun : ils sont faits de plusieurs parties élémentaires qui se meuvent les unes par rapport aux autres. Les éléments d'étranglement se présentent sous forme d'éléments fonctionnels séparés, et il en est de meme pour les éléments de construction dans lesquels se trouvent les ouvertures de passage dont il s'agit de régler la section transversale. De plus, lors de leur montage dans une conduite ou dans une vanne d'arrivée, les régulateurs de débit connus doivent être munis d'une garniture d'étanchéité supplémentaire. A cela s'ajoute encore le fait que, comme l'expérience l'a montré, ces régulateurs de débit connus ne peuvent être prévus que pour des fourchettes de pression et de débit relativement petites. C'est un but de l'invention de fournir un régulateur de débit du type indiqué au début pouvant être fabriqué simplement et à un faible prix de revient, fonctionnant silencieusement et pouvant être utilisé dans des domaines de réglage étendus, tant en ce qui concerne la pression du liquide qu'en ce qui concerne le débit. Ce résultat est obtenu par l'invention grâce au fait que, du côté entrée, le manchon comporte un collet formant bloc ou subdivisé en languettes par des fentes radiales, faisant saillie vers l'intérieur dans le sens radial en face d'un alésage central cylindrique situé du côté sortie, et formant le canal de passage de réglage du débit, collet qui est muni d'une surface périphérique extérieure sur laquelle la pression du liquide peut s'exercer, et qui, dans le sens de circulation, est formé d'une pièce élastiquement sur le manchon. Un tel régulateur est d'une seule pièce; son prix de fabrication est donc peu élevé. Il peut être fait en un matériau présentant de bonnes propriétés d'étanchéité de sorte que son montage ne nécessite pas de garniture d'étanchéité supplémentaire. De plus, en choisissant de façon appropriée la forme du collet et de sa partie de raccordement avec le corps de manchon, on-a la possibilité d'adapter sa caractéristique de réglage à l'utilisation qu'on veut en faire, avec l'avantage de pouvoir obtenir une grande précision de comportement de réglage dans une gamme étendue de pression et de débit. En outre, il est possible de fabriquer la totalité du régulateur de débit, c'est-à-dire le manchon avec son colle, en matériau élastiquement déformable, par exemple en caoutchouc ou en matériau analogue. Selon un mode de réalisation particulièrement favorable au point de vue du comportement du réglage, le collet présente la forme d'un cône allant en s'elargissant dans le sens de circulation, ce résultat étant obtenu soit grâce à une gorge annulaire à section transversale en V ménagée dans la surface frontale côté entrée du manchon, soit par le fait que le collet va en s'écartant axialement du manchon dans le sens d'écoulement Lorsque, dans l'alésage de passage du collet assurant la régulation du débit, est disposé un noyau de butée venu d'une pièce avec la pointe de collet et relié à elle au moyen de bandes de raccordement, qui, lorsque le collet est en position de repos, forme avec la paroi interieure dudit collet un passage annulaire, on a la certitude que, en cas de dépassement de la gamme de pressions pour laquelle est prévu le régulateur de débit, notamment lorsque se produisent des pointes de pression de courte durée, le collet ne pourra pas dépasser la position où il exerce son effet d'étranglement maximal. En effet, tout dépassement de la position d'étranglement maximal, position dans laquelle l'ouverture de passage formée par le collet présente une section transversale minimale, se traduirait par une inversion de la caractéristique de réglage. Selon un développement particulièrement avantageux de ce point remarquable, le noyau de butée dépasse le collet dans le sens axial au moins du côté entrée, et les bandes de raccordement sont disposées à l'extrémité côté arrivée du noyau de butée. Dans un grand nombre de cas d'utilisation, il peut aussi être avantageusement prévu que le noyau de butée soit muni sur sa périphérie de nervures formant saillie dans le sens radial et s'étendant dans le sens axial, contre lesquelles le collet vient s'appliquer; dans ce cas, à l'instant où le collet vient s'appliquer contre les nervures, et en fonction du degré d'élasticité dudit collet, la caractéristique de réglage change d'allure et il est possible alors, que, la pression du liquide continuant à augmenter, les sections de passa des canaux de circulation qui se trouvent entre les nervures axiales soient réduites par l'arête du collet pénétrant dans ces canaux. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le corps de manchon, le collet et, éventuellement, le noyau de butée sont faits en matière plastique dure et néanmoins élastique à la façon d'un ressort-lames dans de minces zones de section transversale, et le collet est relié au manchon manchon par une mince / annulaire. Un tel régulateur de débit est, notamment, particulièrement propre à la régulation de précision à l'intérieur de fourchettes de pression peu étendues, lorsque la barrette annulaire est relativement mince et que le matériau utilisé présente de bonnes qualités d'élasticité. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, faite à titre d'exemple, en référence au dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 représente en coupe un régulateur de débit monté entre deux conduits; - la figure 2 représente un autre mode de réalisation de régulateur de débit isolé; - la figure 3 montre en vue par dessus un autre mode de réalisation de régulateur de débit isolé; - la figure 4 est une coupe effectuée suivant la ligne IV-IV de la figure 3; - la figure 5 représente en vue par dessus le meme régulateur de débit que celui qui est représenté aux figures 3 et 4, mais avec une autre position de fonctionnement du collet; - la figure 6 est une coupe effectuée suivant la ligne VI-VI de la figure 5; - la figure 7 représente en vue par dessus un régulateur de débit muni d'n noyau de butée;; - la figure 8 est une coupe effectuée suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7; - la figure 9 représente en vue par dessus le meme régulateur de débit que celui qui est représenté aux figures 7 et 8, mais avec une autre position de fonctionnement du collet et du noyau de butée; - la figure 10 est une coupe effectuée suivant la ligne X-X de la figure 2. La figure 1 montre un régulateur de débit 1 qui est intercalé entre deux conduits 2 et 3 de même diamètre qui, à leurs extrémités voisines, sont reliés entre eux par un écrou à bride 4. La flèche 5 indique le sens d'écoulement du liquide passant dans les deux conduits 2 et 3 ainsi que dans le régulateur de débit 1. Sur la figure 1, le liquide circule donc de haut en bas. Le régulateur de débit 1 est fait en matériau élastiquement déformable qui présente la dureté nécessaire pour avoir la résistance à la déformation nécessaire dans tous les cas d'utilisation prévus. Le régulateur de débit 1 présente essentiellement la forme d'un manchon 7 muni d'une collerette annulaire 6, percé du cdté sortie d'un alésage central cylindrique 8 qui se termine par un collet 9 d'un seul tenant, faisant saillie vers l'intérieur dans le sens radial et formant un canal de passage cylindrique 10. Le passage cylindrique 10 a un diamètre inérieur à celui de l'alésage central 8.Le collet 10 a extérieurement la forme d'un tronc de cône et possède donc une surface périphérique conique 11 qui représente en même temps l'une des surfaces de limitation d'une gorge annulaire en V 12 qui est ménagée dans la surface frontale côté entrée du manchon 7. Entre le collet 9 et la paroi tubulaire 13 du manchon 7 se trouve une barrette annulaire 14 à section transversale rétrécie qui, lorsque la pression d'écoulement du liquide qui passe dans le dispositif augmente, permet au collet 9 de prendre la position représentée en traits mixtes, position dans laquelle le diamètre d2 est ramené à une valeur sensiblement éç le au tiers du diamètre initial de l'alésage de passage 10.L'amplitude de cette diminution du diamètre de l'alésage de passage 10 est fonction de la pression du liquide s'écoulant dans le dispositif, de l'élasticité du matériau dont est fait le régulateur de débit 1 et de l'épaisseur en section transversale de la barrette annulaire 14. Le degré d'élasticité ou la dureté du matériau dont est fait le régulateur de débit et l'épaisseur en section transversale de la barrette annulaire 14 induisent donc le paramètre de la caractéristique de régulation qui est propre S ce régulateur de débit 1. On a représenté à la figure 2, à plus petite échelle, un régulateur de débit 15 qui, lui aussi, est constitué par un manchon muni d'une collerette 17, et par un collet 18, lequel comporte l'alésage de passage cylindrique 19 qui a un diamètre inférieur à celui de l'alésage central 20 du manchon 16. La différence essentielle entre ce régulateur de débit 15 et le régulateur de débit 1 de la figure 1 est que. le collet 2 8 fait saillie à l'extérieur du plan de la collerette 17 à l'opposé du sens d'écoulement duliquide 5. Le collet 18 est venu d'une pièce grâce à la barrette annulaire 21 avec le manchon 16 et la collerette 17.Lorsqu'on utilise un maté riaù mou, il faut que la section transversale, dans la zone de la barrette annulaire 21 et de la barrette annulaire 14, ne soit pas rétrécie, ou L sôit meme épaissie pour que le collet 18 ou 9 ne soit pas retroussé sous l'action de pressions d'écoulement élevées. Par ailleurs, la caractéristique de régulation du régulateur de débit 15 est sous la dépendance des mêmes paramètres que pour le régulateur des débit 1 ear le collet 18 a sensiblement la même forme en section transversale que le collet 9 et, en particuler, a lui aussi une surface périphérique conique 22. Le régulateur de débit 1' représenté aux figures 3, 4, 5 et 6 se différencie du régulateur de débit 1 uniquement par le fait que le collet 9 est divisé par six fentes radiales coniques 23 en segements annulaires en forme de languettes. Ces fentes radiales 23 permettent d'éviter une compression du matériau lorsque, quand il joue son rôle de réglage,le collet 9 est déplacé dans le sens de l'écoulement du liquide, et ceci jusqu'à ce que le collet prenne sa position d'éloi gnement maximal représentée aux figures 5 6, dans laquelle les fentes 23 sont fermées tandis que le diamètre de son alésage de passage 10 est ramené à la valeur b 2. Par cette même mesure s'ouvre la possibilité également de fabriquer le régulateur de pression 1' avec un matériau plus dur, c'est-à-dire moins déformable élastiquement, tout en ayant la propriété de présenter dans les zones de section transversale plus mince l'élasticité nécessaire au rôle de régulation de débit. Dans ce mode de réalisation également, le régulateur de débit 1' est en une pièce. Dans l'exemple de réalisation des figures 7, 8, 9 et 10 également, le corps du manchon 7, la collerette 6 et le collet 9 du régulateur de débit 1" ont la même forme extérieure que dans les régulateurs de pression 1 et 1' représentés respectivement aux figures 1 et 3 à 6. A la différence du régulateur de pression 1' des figures 3 à 6, le régulateur de pression 1" comporte au total huit fentes radiales coniques 23 qui subdivisent le collet 9 en huit segments annulaires 24' en forme de languettes.En outre, il est prévu dans l'alésage de passage 10 du collet 9 un noyau de butée 25 cylindrique s'étendant dans le sens axial et disposé concentrique ment dans l'alésage 10 qui comporte sur sa surface latérale quatre nervures de butée 26 formant saillie vers l'exté- rieur dans le sens radial, respectivement décalées de 900 les unes par rapport aux autres, qui dépassent des deux côtés le collet 9 dans le sens axial. Le noyau de butée 25 est relié au collet 9 par des bandes de raccordement 27disposées en croix, venues d'une pièce, d'une part-, avec sa tête & d'autre part, avec les pointes de quatre segments annulaires 23,24' diamétralement opposés deux par deux.Pour des raisons de technique de moulage, il y a entre les bandes de raccordement 27 et les nervures de butée 26 un décalage angulaire de 450, ce qui permet de fabriquer le noyau de butée 25 dans le mdme moule de coulée, c'est-à-dire d'une seule pièce avec le manchon 7, la collerette 6 et le collet 9. Comme on peut notamment le voir aux figures 9 et 10, les nervures de butée 26 du noyau de butée 25 limitent le déplacement du collet 9 et des segments annulaires 24' qui leur sont opposés, de sorte qu'elles permettent d'éviter que le collet 9 se plie en cas de surpression ou de pointes de pression. Les segments annulaires 24' qui se trouvent entre deux nervures sont maintenus par les bandes de raccordement 27 de sorte qu'ils ne peuvent pas se plier eux non plus. La dimension dans le sens radii des nervures de butée 26 est telle que les segments 24 en forme de languette qui leur sont opposés viennent s'appliquer contre elles lorsque les fentes radiales coniques 23 sont fermées. Suivant la nature du matériau dont est fait le régulateur de débit 1", on peut également obtenir un certain fonctionnement de régulation,mais avec une autre- caractéristique de régulation, lorsque le collet est déjà appliqué contre les nervures de butée 26 du noyau de butée 25, grâce au fait que, lorsque la pression du liquide augmente, les pointes du collet 9 et les segments annulaires 24' en forme de languettes pénètrent en se courbant dans les canaux de passage existant sur la périphérie du noyau de butée 25, entre les nervures de butée 26, et en réduisent les sections de passage. Dans tous les modes de réalisation décrits, lorsque la pression de liquide diminue, le collet 9 ou 18 tend à revenir dans sa position de repos représentée aux figures 1 et 2, 3,et 4, 7 et 8, en raison des caractéristiques d'élasticité du matériau dont il est fait. Egalement dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 7 à 10, il est possible d'utiliser pour le régulateur de débit un matériau plus dur et de faire dépendre la caractéristique de régulation essentiellement de l'élasticité de la barrette annulaire plus mince 14. REtvENDICATIONS 1. Régulateur de débit, constitué par un manchon présentant un alésage de passage axial et par un élément d'étranglement annulaire élastiquement déformable qui, en fonction de la pression du liquide qui s'écoule en passant devant lui, diminue la section transversale de l'alésage de passage pour assurer le réglage du débit du liquide, caractérisé en ce que, du côté entrée, le manchon (7) a un collet (9, 18) massif ou subdivisé en languettes par des fentes radiales (23), faisant saillie vers l'intérieur dans le sens radial par rapport à un alésage central (8, 20) cylindrique situé du côté sortie, collet formant l'alésage de passage pour le réglage du débit manchon (7). 2. Régulateur de débit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (7) et son collet (9) sont faits en matériau élastiquement déformable, par exemple en caoutchouc. 3. Régulateur de débit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le collet (9) présente la forme d'un cône allant en s'élargissant dans le sens d'écoulement (5). 4. Régulateur de débit selon une quelconque des revendications 1 R 3, caractérisé en ce que le collet (9) est entouré par une gorge annulaire (12) ménagée dans la surface frontale côté entrée du manchon (7). 5. Régulateur de débit selon la revendication 4, caractérisé en ce que la gorge annulaire (12) a une section transversale en V. 6. Régulateur de débit selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le collet (18) fait saillie dans le sens axial par rapport au manchon (16) dans le sens opposé au sens d'écoulement. 7. Régulateur de débit selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que,dans l'alésage de passage (10) du collet (9) opérant le réglage du débit, est disposé un noyau de butée (26) venu d'une pièce et relié élastiquement avec la pointe du collet par des bandes de raccordement (27) qui, lorsque le collet (9) est en position de repos, forme avec la paroi intérieure du collet un passage annulaire. 8. Régulateur de débit selon la revendication 7, caractérisé en ce que le noyau de butée (26) dépasse le collet (9) dans le sens axial, au moins du côté entrée. 9. Régulateur de débit selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les bandes de raccordement (27) se rattachent à l'extrémité côté entrée du noyau de butée (26). 10. Régulateur de débit selon une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le noyau de butée (26) est muni sur sa périphérie de nervures de butée (26) s'étendant dans le sens axial et faisant saillie dlns le sens radial. 11. Régulateur de débit selon une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le manchon (7), le collet (9) et, éventuellement, le noyau de butée (25) sont faits en matière plastique dure par elle-meme mais qui présente dans deninces parties de section transversale une certaine élasticité à la façon de ressorts-lames, et en ce que le collet (9) est relié au manchon (7) par une mince barrette annulaire (14).