Brevet FR2479504A1 — publié le 19811002

L'invention part d'une valve de régulation de débit comprenant un tiroir de distribution qui est à peu près en forme de godet et est guidé dans un alésage, chargé par un res- sort de réglage et pourvu d'un étranglement doseur parcouru de fluide de pression, lequel s'écoule d'une arrivée à au moins un orifice de raccordement d'utilisateur, cette valve de régulation de débit supprimant à peu près complètement le "saut de démarrage" produisant un brusque mouvement de départ de l'appareil utilisa- teur au début de son alimentation en fluide de pression. Une valve connue de ce type doit comporter deux pistons de commande et deux ressorts de réglage pour remplir la fonction indiquée, ce qui lui donne une construction très coûteuse. L'invention vise notamment à éviter cet inconvénient. Selon l'invention, une valve comme définie ci-dessus est caractérisée en ce que le tiroir en position de repos s'applique seulement, pour l'essentiel, par un bord annulaire de son c6té ouvert contre un élément d'appui disposé dans l'arrivée, de sorte que, à cette position, le fluide de pression n'agit pratiquement que sur une face annulaire du tiroir. Une telle valve a l'avantage qu'elle est de cons- truction très simple du fait qu'elle ne demande qu'un seul tiroir, comme les régulateurs de débit ordinaires incapables d'empêcher le brusque mouvement de départ ou saut de démarrage de l'appareil uti- lisateur en aval. Malgré la simplicité d'une valve de régulation de débit selon l'invention, elle conserve intégralement l'avantage que représente la suppression pratiquement complète de ce mouvement brusque. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale d'une valve de régulation de débit selon l'invention; - la figure 2 est une coupe axiale d'une valve selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention 2 2479504 - les figures 3 et 4 représentent des variantes d'un détail d'une telle valve; - les figures 5 et 6 montrent des variantes de l'exemple de réalisation de la figure 2; et - la figure 7 est un graphique. La valve de l'exemple, représenté sur la figure 1 constitue un régulateur dit à trois voies. Elle possède un corps 10 traversé d'un alésage longitudinal Il qui est fermé d'un cÈté par une vis 12. Dans l'extrémité opposée de l'alésage 11 est vissé un raccord d'arrivée 13 qui présente un orifice d'admission 14 situé sur le même axe que l'alésage longitudinal 11. Dans ce dernier est guidé et peut coulisser un tiroir de distribution 15 qui est à peu près en forme de godet. A son extrémité ouverte, ce tiroir possède un bord annulaire intérieur 16 qui est légèrement biseauté et par lequel le tiroir est appliqué sous la for'e d'un ressort de ré- glage 18 contre une surface tronconique 19 à l'extrémité intérieure du raccord d'arrivée 131 Près de l'extrémité intérieure de l'orifice d'admission 14, le raccord d'arrivée présente plusieurs perçages radiaux traversants 20 qui débouchent dans un espace 21 formé entre l'alésage 11 et la surface tronconique 19. La forme.en godet du tiroir 15 résulte du fait qu'il présente un alésage central borgne 23, de sorte que le coté ouvert du distributeur, dirigé vers le raccord d'arrivée 13, présente une face annulaire 24. L'alésage borgne 23 présente près de cette face un écran d'étranglement 25 qui est maintenu en place par un jonc 26. Près de son extrémité fermée, le tiroir présente plusieurs perçages radiaux 28 qui traversent sa paroi. Ces perçages débouchent dans un espace 29 formé par une rai- nure annulaire 30. Dans cette rainure débouche un orifice de sor- tie 31 sur lequel est branché un utilisateur non représenté (appareil utilisateur à débit constant). Près du raccord d'arrivée 13, l'alésage 11 présente un: autre rainure annulaire, 34, dans laquelle débouche un second orifice de sortie 35 sur lequel est également branché un utilisateur non représenté (appareil utilisateur de débit résiduel). Lorsque du fluide de pression venant d'une source de fluide de pression non représentée arrive dans l'orifice d'admis- 3 2479504 sion 14, il parvient à travers les perçages radiaux dans l'espace 21, o il exerce une pression sur la face annulaire 24 du tiroir 15. Lorsque le fluide arrixant par l'orificed'admission 14 atteint un certain débit ou une certaine pression de refoulement, le tiroir 15 est déplacé contre la force du ressort de réglage 18. Le fluide de pression arrive alors à travers l'écran d'étranglement 25 dans l'alé- sage borgne 23 du tiroir et de là, à travers les perçages radiaux 28, dans l'orifice de sortie 31. Si le débit du fluide à l'arrivée augmente davantage, il s'établit sur l'écran d'étranglement 25 une différence de pression telle et, partant, un ajustement tel du tiroir qu'un courant de fluide à débit constant parcourt l'orifice de sortie 31. Si le débit de fluide à l'arrivée augmente encore plus, ce qui produit l'élévation de la différence de pression sur l'écran d'étranglement 25, le tiroir est déplacé suffisamment pour que l'arrivée soit également-reliée à la rainure annulaire 34. Un débit résiduel est alors envoyé par l'orifice de sortie 35 au-second ap- pareil utilisateur. Un point essentiel du tiroir selon l'invention est que, au début d2un processus de régulation, le fluide de pression agit seulement sur la face extrême 24 du tiroir, du fait que celui-ci est appliqué contre la surface tronconique 19 du raccord d'arrivée 13. Si cela n'était pas le cas - comme dans les régulateurs de débit connus, o le fluide de pression agit sur toute la section du tiroir - il se produirait sur l'appareil utilisateur un brusque mouvement de départ suite à un saut de démarrage, comme représenté en poin- tillé sur le graphique de la figure 7, Ce graphique représente le temps t en abscisses et le débit Q du liquide de pression en ordonnées, S désigne le débit de consigne. Le saut de démarrage désigne un cou- rant de fluide de pression qui, au début d'un processus de régulation, dépasse brièvement mais de beaucoup le débit de consigne (ligne en pointillé sur le graphique de la figure 7). Cela conduit sur l'appa- reil utilisateur à un mouvement de démarrage brusque, ce qui est bien entendu indésirable. La valve selon l'invention ne produit qu'un très léger dépassement du débit de consigne au démarrage, comme indiqué par la ligne continue grasse sur le graphique de la figure 7. Cela provient de ce que le tiroir 15 est appliqué par son bord annu- laire 16 contre la surface 19. L'intérieur du tiroir et également l'espace 29 sont de ce fait détendus au départ. Ils ne sont ali- mentés en fluide de pression que lorsque le tiroir s'éloigne de la surface 19. L'exemple de réalisation de la figure 2 concerne une ealve de régulation de débit semblable mais qui est réalisée sous forme d'un régulateur de débit à deux voies et qui est incor- porée dans le tiroir 40 à mouvement de translation longitudinale d'un distributeur 41. Une extrémité de ce tiroir présente un alé- sage borgne 42 fermé par une vis 43. A cette dernière est conjugué un dispositif de centrage 44 à double effet qui n'est pas décrit davantage ici parce qu'il n'est pas essentiel à l'invention. Dans l'alésage 42 peut coulisser un tiroir 46. Un ressort de réglage 47 presse ce tiroir par son bord extrême intérieur 48 contre la sur- face tronconique 49 d'une vis 50 qui est vissée dans le fond de l'alésage borgne 42. Le tiroir 46 présente également une face annu- laire 52 qui est limitrophe à un espace 53 formé entre la vis 50 et l'alésage longitudinal 42. Dans cet espace débouche un perçage radial 55. L'extrémité côté ressort du tiroir 46 présente également plusieurs perçages radiaux traversants 56, lesquels peuvent être amenés à coïncider avec des perçages radiaux 57 du tiroir 40. Les perçages radiaux 56 communiquent avec l'intérieur du tiroir 46 à travers un écran d'étranglement doseur 58 qui-est orienté axiale- ment. L'alésage longitudinal 60 dans lequel coulisse le tiroir de distribution 40 présente plusieurs rainures annulaires dont trois seulement, les rainures 61, 62 et 63, sont référencées. La rai- nure 63 communique avec une pompe, la rainure 62 avec un orifice de raccordement d'utilisateur et la rainure 61 avec un retour sans pression. Lorsque le tiroir 40 occupe une position o les rainures 61, 62 communiquent avec les perçages radiaux 53 et 57, l'intérieur du tiroir 46 et l'espace dans lequel est disposé le ressort 47 sont détendus dans le retour, c'est-à-dire sans pres- sion. Sur la face annulaire 52 du tiroir 46 agit cependant la pres- sion transmise depuis la rainure 62 reliée à l'utilisation. Lorsque cette pression atteint une valeur correspondant à l'ajustement effec- tué à cet effet sur le tiroir 46, ce tiroir est déplacé contre la force du ressort de réglage 47. De ce fait, le fluide de pression a git maintenant également dans le tiroir 46 et peut s'écouler à travers l'écran d'étranglement doseur 58 et les perçages radiaux 56 aux perçages radiaux 57 donc également au retour 61. Sur l'écran d'étranglement doseur s'établit une chute de pression qui, en coopération a'vec le ressort de réglage, déplace le tiroir 46 à une position d'équilibre. Cependant, la section de passage menant au perçage 57 à travers le perçage 56 est en même temps réduite, ce qui revient à dire que ces deux perçages forment ensemble une section de sortie variable (écran de réglage). On obtient ainsi un débit constant de la rainure d'utilisation 62 à la rainure de retour 61. Le comportement du tiroir de régulation est de nouveau exactement le même que dans l'exemple de réalisation de la figure 1. Les figures 3 et 4 montrent que le tiroir de distri- bution ne doit pas s'appliquer obligatoirement par son bord annulaire contre une surface conique, mais que ce bord peut s'appliquer égale- ment contre une surface plane. Cette surface plane est formée dans les deux exemples des figures 3 et 4 par la surface 71 d'une vis 70, formant dans ce cas l'élément d'appui à la place de la vis 50 de l'exemple de la figure 2 ou à la place du raccord d'arrivée 13 de l'exemple de la figure 1. La surface plane 71 de la vis 70 présente une protubérance cylindrique 72. Le tiroir 46 s'applique contre la surface plane 71 par son bord 73. Une fente étroite 74 assure qu'il subsiste une section de passage résiduelle libre 75. Par ce passage peut s'écouler, lorsque le tiroir est appliqué contre l'élément d'appui, un très faible courant résiduel, lequel n'a cependant pas d'autres fonctions essentielles. Dans l'exemple de réalisation selon les figures 5 et 6, correspondant sensiblement à celui de la figure 2, le tiroir 40' présente extérieurement deux méplats 77, 78 situés l'un en face de l'autre et formant des sortes de poches. Ces méplats sont situés à proximité du perçage 55, s'étendent parallèlement à celui-ci en direction du perçage 57 mais sans aller jusqu'à celui-ci. Les méplats ne touchent pas davantage les extrémités du perçage 55. 6 2479504 Gr9ce à cette disposition, la fonction de limitation de débit agit aussi bien dans le sens rainure 62-rainure 61 que dans le sens rainure 63rainure 62. De plus, le tiroir 40', par les faces tronconiques, agit également à la façon d'une soupape antiretour entre la rainure 63 et la rainure 64. Toutefois, lorsque le tiroir 40' est déplacé dans une forte mesure, la valve de régulation de débit est contournée par les méplats 77, 78. Le "bord annulaire" du tiroir dont il a été question ici à différentes reprises peut être formé, mais cela n'est pas obli- gatoire, par une petite surface comme c'est le cas dans l'exemple de réalisation selon la figure 1 ou dans les exemples des figures 3 et 4. Quoiqu'il en soit, l'aire de surface de ce bord annulaire est relativement petite comparativement à celle de la face annulaire 24 ou 52. -7 R E V E N D I C A T I 0 N S l. Valve de régulation de débit comprenant un tiroir de distribution qui est à peu près en forme de godet et est guidé dans un alésage, chargé par un ressort.de réglage et pourvu d'un étranglement doseur parcouru du fluide de pression, lequel s'écoule d'une arrivée à au moins un orifice de raccordement d'utilisateur, cette valve de régulation de débit supprimant à peu près complète- ment le "saut de démarrage" produisant un brusque mouvement de départ de l'appareil utilisateur au début de son alimentation en fluide de pression, caractérisée en ce que le tiroir (15, 46) en positionde repos s'applique seulement, pour l'essentiel, par un bord annulaire (16, 48) de son côté ouvert contre un élément d'ap- pui (13) disposé dans l'arrivée (14), de sorte que, à cette posi- tion, le fluide de pression n'agit pratiquement que sur une face annulaire (24, 52) du tiroir. 2. Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins un perçage transversal (28, 56) mène vers l'exté- rieur à partir de l'intérieur creux (24) du tiroir et communique avec une sortie (31, 61). 3. Valve selon la revendication 1,ou 2, caractérisée en ce que l'élément d'appui (13) présente au moins un canal d'ar- rivée (20) pour l'admission du fluide de pression au tiroir. 4. Valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'élément d'appui (13, 50) est une vis qui est disposée sur ou à proximité de l'arrivée et qui présente une surface tronconique ou cylindrique, contre laquelle s'applique le bord annulaire (16, 48) du tiroir. 5. Valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le tiroir (46) est disposé dans un alé- sage longitudinal borgne (42) du tiroir (40) mobile en translation longitudinale d'un distributeur (41), le fond de cet alésage lon- gitudinal présentant une vis (50) qui possède une extrémité tron- conique (49),contre laquelle le tiroir est appliqué par la force du ressort de réglage (47), et en ce que l'écoulement de fluide de pression vers le tiroir (46) et depuis celui-ci s'effectue à travers deux perçages (55, 57) disposés à distance l'un de l'autre et traversant la paroi du tiroir mobile en translation longitudinale (40). 6. Valve selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'extrémité fermée du tiroir (46) présente au moins un canal de passage (56) qui forme un écran de réglage en coopération avec au moins un perçage transversal (57) du tiroir mobile en transla- tion longitudinale (40) et en ce que cet écran de réglage est précédé d'un écran d'étranglement doseur (58). 7. Valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'élément d'appui (70) présente une fente étroite (74) à l'endroit o le tiroir (46) est appliqué contre lui. 8. Valve selon la revendication 5, caractérisée en ce que le tiroir mobile en translation longitudinale (40') pré- sente extérieurement au moins un méplat (77) ou un évidement ana- logue formant une poche, qui est situé près du perçage (55) pour l'écoulement de fluide de pression vers le tiroir (46) et s'étend parallèlement à ce perçage en direction du perçage transversal (57).