Brevet FR2479396A1 — publié le 19811002

La présente invention concerne un dispositif étran- gleur comportant un bottier et, dans celui-ci, un conduit d'arrivée, des moyens de réglage servant à l'étranglement et un orifice de sortie en aval des moyens de réglage. Il est connu d'utiliser des vis dites d'étrangle- ment pour étrangler un courant gazeux, par exemple un cou- rant d'air, comprimé ou non. Ces vis présentent toutefois divers inconvénients. C'est ainsi qu'elles ont un compor- tement qui est loin d'être linéaire, provoquant une forte modification des petites sections et une faible modifica- tion des fortes sections. Le passage long et étroit qu'el- les laissent risque d'être obturé, par exemple lorsque le courant de gaz entraine avec lui des impuretés. Le frotte- ment qui est fortement lié à leur emploi constitue un au- tre inconiénient. L'invention a donc pour objet de réaliser un dispo- sitif étrangleur qui, tout en étant d'une construction simple, présente une grande sécurité de fonctionnement et produit un effet d'étranglement d'une grande précision. A cet effet, dans le dispositif étrangleur selon 1' invention, les moyens de réglage sont constitués par les éléments suivants, qui coopèrent les uns avec les autres: (a) un disque de réglage rotatif, solidaire d'une tige qu' on peut faire tourner sur son axe de l'extérieur du bol- tiers (b) un canal sur la face inférieure, tournée vers le con- duit de sortie, du disque de réglage, canal qui suit un parcours hélicoidal autour de l'axe de rotation de ce dis- que, s'étend sur la face en.quette csur une longueur infé- rieure-à une rotation et dont la section varie d'un point à l'autre de sa longueur, (c) un disque fixe, qui recouvre la face inférieure du dis- que de réglage, (d) un orifice de sortie, qui aboutit au conduit d&sortie et qui est disposé dans le disque fixe ou dans une partie du boîtier qui le remplace et recouvre le disque de régla- ge, dans la zone du canal, (e) un orifice d'entrée et une chambre d'amont, par l'in- termédiaire le canal communique avec le conduit d'arrivée dans la position de départ, a l'endroit o le canal a la plus grande section. Au lieu d'une vis d'étranglement, on utilise dans le dispositif selon l'invention un disque de réglage rota- tif, l'effet d'étranglement étant produit par un canal en forme de spirale, dont le tracé, la largeur et/ou la pro- fondeur varient d'un point à l'autre de sa longueur, par exemple suivant une spirale logarithmique. L'effet d'étran- glement varie avec la section du canal et avec la longueur de canal parcourue par le fluide. Lorsque le canal offre sa plus grande section à l'écoulement du fluide, il ne se produit pratiquement aucun étranglement. Par contre, si 1' on fait tourner le disque de réglage de façon que le gaz fasse un détour par une portion de canal qui va se rétré- cissant pour atteindre le conduit de sortie, on obtient un effet d'étranglement en proportion. Si le tracé hélicoïdal du canal embrasse un angle inférieur à 3601, l'effet d'étranglement est total. - Selon une caractéristique de l'invention, la lon- gueur du canal correspond à environ 3/4 d'une rotation du bouton de manoeuvre du disque de réglage. Etant donné que dans le dispositif selon l'inven- tion l'espace libre long et étroit est remplacé par une section de passage dont la forme se rapproche davantage de celle du cercle, le risque de colmatage est considérable- ment réduit. Un autre avantage par rapport aux vis d'étran- glement est qu'on peut obtenir un comportement linéaire. Il se produit en effet une augmentation ou une diminution uniforme de l'effet d'étranglement sur l'étendue de l'an- gle de rotation. De plus, contrairement aux vis, la sec. tion du passage étranglée est toujours la même pour un ré- glage donné. Un autre avantage du dispositif selon l'inven- tion consiste en ce que l'actionnement du disque de régla- ge par l'intermédiaire d'une tige réduit considérablement le frottement. Du fait qu'on peut se contenter d'un an- - 2479396 gle de rotation de moins de 3600, on peut utiliser une gra- duation peu coûteuse, le réglage de l'étranglement pouvant être fixé (reproduit) de façon simple au moyen de cette graduation. La fabrication du dispositif selon l'invention est, elle aussi, extrêmement simple. Dans une forme d'exécution avantageuse du dispositif selon l'invention, le canal a, vu en coupe transversale, une forme triangulaire, la profondeur dont ce triangle s' enfonce dans la face inférieure du disque de réglage et la longueur de son côté qui affleure à cette face diminuant progressivement à partir d'une valeur maximale, atteinte lorsque l'orifice d'entrée et le conduit de sortie se trou- vent dans l'alignement l'un de l'autre, jusqu'à une valeur minimale. La profondeur du triangle est proportionnelle à l'angle de rotation. Un canal ayant cette configuration est facile à réaliser. On peut, par exemple, à l'aide d'un ou- til à profil de 600, creuser dans la face inférieure du dis- que de réglage un canal dont la section est un triangle é- quilatéral. Il est avantageux de placer sur la face du disque de réglage tournée vers le conduit d'entrée un disque d' amont qui 'lui est solidaire et présente un orificeicommuni- quant avec l'orifice d'entrée que présente le disque de ré- glage. Selon une autre caractéristique de l'invention, il peut être prévu dans le conduit d'entrée un clapet anti- retour qui s'ouvre vers l'intérieur du bottier. Une variante de l'invention consiste en ce qu'il est prévu entre le conduit d'entrée et le conduit de sor- tie un conduit direct muni d'un clapet anti-retour ouvrant en direction du conduit d'entrée. On empêche ainsi le dis- que d'amont de se décoller du disque de réglage en cas de perte de charge. Une solution simple pour la construction du disposi- tif selon l'invention consiste à former le bottier de deux parties et à munir le disque d'amont d'un joint pour assu- rer l'étanchéité entre les deux parties. La tige, le disqoe de réglage et le disque d'amant peuvent alors être montés dans la partie avant du boitier et un ressort être compri- mé entre le disque d'amont et la face interne du fond de la partie arrière, dans la chambre d'amont. Dans une variante du dispositif selon l'invention, un bouton de manoeuvre avec une graduation peut être mon- té sur la tige, sur la face avant du boîtier. Ce bouton muni d'une graduation permet de régler facilement l'étran- glement. Il peut être prévu en outre, selon une autre carac- téristique de l'invention, de fixer sur la tige un disque muni d'un bossage qui coopère avec un ergot formant butée pour définir le début et la fin de la plage d'étranglement. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce qu'un joint d'étanchéité annulaire ou circulaire est interposé entre le disque d'amont et le disque de réglage. De toute façon, l'invention sera bien comprise A 1' aide de la description qui suit, en r6férence au dessin schématique annexé, repr6sentant, i titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de ce dispositif: Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dis- positif étrangleur selon l'invenftion; Fig. 2 est une vue en coupe suivant IT - II de fig. 1; Fig. 3 est une vue de dessous partielle du disposi- tif de fig. 1, le bouton de manoeuvre ayant été enlevé; Fig. 4 est une vue similaire A fig. 1, mais repre- sentant une autre forme d'exécution du dispositif. Le dispositif étrangleur selon l'invention comporte un bottier fait de deux-parties 1 et 2, la partie 2 étant conformée en couvercle. Dans ce couvercle est montée en ro- tation une tige I, qui porte sur sa partie extérieure lun - disque muni d'un bossage 4 et un bouton de manoeuvre 5. Flue la face interne du couvercle 2 est monté un disque 6 muni d'un joint 7, qui assure l'étanchéité entre les parties 1 et 2 du boitier. Ce disque 6 est muni d'un orifice 8 ali- gné sur un conduit de sortie 9 formé davis le couvercle. Un disque de réglage 10 et un disque d'amont 11 sont solidaires en rotation de la tige i; un joint annu- laire 12 est placé entre eux. Le disque d'amont 11 présente un orifice 13 aligné sur un orifice d'entrée 14 dont est muni le disque de ré- glage 10; l'orifice 13 ouvre sur une chambre 19. Comme on peut le voir plus clairement à la figure 2, l'orifice M communique par l'orifice d'entrée 14 avec un canal 15 formé sur la face inférieure du disque de ré- glage 10. Le canal 15 a une section triangulaire, dont la hauteur et la base, c'est-à-dire le cÈté du triangle qui S'étend au niveau de la face inférieure du.disque de ré- glage, diminuent progressivement à partir d'une position dans laquelle l'orifice d'entrée 14 se trouve en regard de l'orifice 8 du disque fixe 6. Ce canal 15 a un tracé héli- coldal et sa longueur, depuis le point de valeur maximale a jusqu'au point de valeur minimale 15b de sa section, correspond à environ 3/4 de rotation du bouton de manoeu- vre 5. Si la tige 1, entraînée par le bouton 5, continue sa rotation audelà de cet angle, le dispositif étrangleur obture totalement le passage. l La fin du mouvement de rotation est déterminée par le disque 4. A cet effet, il présente sur son pourtour un bossage 16, qui, à la fin de la rotation, vient toucher un ergot formant butée 17 solidaire du couvercle 2. Un ressort 18 prend appui contre la face interne de la partie 1 du boîtier et presse les deux disques Il et contre le disque fixe 6. Ce ressort traverse la cham- bre d'amont 19, dans laquelle débouche l'orifice d'arrivée 20 munie d'un clapet anti-retour 20. La forme d'exécution représentée à la figure 4 est construite de la même façon, la seule différence consiste en ce que le conduit d'arrivée 20a et le conduit de sortie 9a sont reliés l'un à l'autre par un conduit direct 22 mu- ni d'un clapet anti-retour U2 ouvrant vers le conduit d' arrivée 20a. On empêche ainsi le disque 11 de se décoller du disque 10. Le dispositif étrangleur selon l'invention fonction- ne de la manière suivante: L'air est introduit par le conduit d'arrivée 20 dans la chambre d'amont 12. Le disque d'amont 19 et le disque de réglage 10 sont rendus solidaires l'un de l'au- tre, par exemple par des organes d'entraînement. Par 1' orifice 13 du disque 11 et l'orifice d'entrée 14 du disque de réglage 10, l'air pénètre dans le canal 15. La tige 2 étant amenée dans une position angulaire telle que les orifices 13 et 14 soient exactement alignés sur l'orifice de sortie 8 dans le disque fixe 6, l'air peut alors sortir du bottier par le conduit 9 sans avoir été soumis à un ef- fet d'étranglement.. Pour produire cet effet, on fait tour- ner la tige 3 de l'angle désiré. On peut voir à la figure 4 le changement de position angulaire des disques 11 et 10 provoqué par cette rotation de la tige. L'air pénètre aus- si par les orifices 13 et 14 dans le canal 15, mais, comme l'orifice 14 ne se trouve plus en regard de l'orifice 8, cet air doit, pour parvenir à ce dernier, s'écouler dans le canal 1A. Comme la section de ce dernier va se rétrécis- sant, l'étranglement recherché du courant d'air se produit. L'angle de rotation du bouton de manoeuvre; est propor- tionnel à la profondeur et à la largeur du canal 15 et per- met donc de déterminer le degré d'étranglement. On peut utiliser aussi une partie du boîtier pour recouvrir le disque de réglage à la place du disque fixe 6. Par ailleurs, le dispositif selon l'invention peut être utilise pour étrangler le courant de tout autre gaz et non seulement de l'air comprimé. - REVENDICATIONS - 1.- Dispositif étrangleur comportant un boîtier et, dans celui-ci, un conduit d'arrivée, des moyens de réglage servant à l'étranglement et un conduit de sortie en aval des moyens de réglage, caractérisé en ce que les moyens de riglage sont constitués par les éléments suivants, qui co- opèrent les uns avec les autres: (a) un disque de réglage rotatif (10), solidaire d'une ti- ge (3) qu'on peut faire tourner sur son axe de l'extérieur du boîtier (1, 2), (b) un canal (15) sur la face inférieure, tournée vers le conduit de sortie (9), du disque de réglage (10), canal qui suit un parcours hélicoidal autour de l'axe de rotation de ce disque, s'étend sur la dite face sur une longueur correspondant t moins d'une rotation et présente une sec- tion qui varie d'un point à l'autre de sa longueur, (c) un disque fixe (6) , qui recouvre la face inférieure du disque de réglage (10), (d) un orifice de sortie (8), qui aboutitau conduit de sor- tie (9) et qui es1t situé dans le disque fixe (6) ou dans une partie du bottier qui le remplace et recouvre le dis- que de réglage, dans la zone du canal, et (e) un orifice d'entrée (14) et une chambre d'amont (19), par l'intermédiaire desquels le canal (15) communique avec le conduit d'arrivée (20) dans la position de départ, à 1' endroit oa- le canal a la plus grande section. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé enl ce que le canal (15) a, vu en coupe transversale, une forme triangulaire, la profondeur dont ce triangle s' enfonce dans la face inférieure du disque de réglage (10) et la longueur de celui de ses côtés qui affleure à cette face diminuant progressivement, à partir d'une valeur ma- ximale, atteinte lorsque l'orifice d'entrée (14) dans le disque de réglage et l'orifice de sortie (8) sont alignés l'un sur l'autre, jusqu'à une valeur minimale. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la profondeur dont s'enfonce le triangle dans la face inférieure du disque de réglage (10) diminue proportionnellement à l'angle de rotation. 4.- Dispositif selon la revendication 2 ou la re- vendication 3, caractérisé en ce que sur la face du disque de réglage (10) tournée vers le conduit d'arrivée (20) est appliqué un disque d'amont (11) solidaire du disque préci- té, qui présente un orifice (13) communiquant avec l'orifi- ce d'entrée (14) situé-dans ce même disque. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce qu'un clapet anti-retour (21) ouvrant vers l'intérieur du bottier est monté dans le conduit d'arrivée (20). 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé en ce que le conduit d'arrivée (20a) est relié directement au conduit de sortie (9a) par un conduit (22) dans lequel est monté un clapet anti-re- tour (23) ouvrant vers le conduit d'arrivée. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que le bo tier est en deux parties (1,2) et en ce que le disque fixe (6) est mu- ni d'un joint (7) pour assurer l'étanchéité entre les deux parties. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisé en ce que la tige (3), le dis- que de réglage (10) et le disque d'amont (l') sont montés dans la partie avant (2) du boîtier et en ce qu'un ressort (18) est comprimé entre le disque d'amont (11) et la face interne du fond de la partie arrière (1) du boîtier. '- 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8, caractérisé en ce qu'un bouton de manoeuvre tournant (5) muni d'une graduation est monté sur la tige (3) sur la face avant du boîtier. - 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 9, caractérisé en ce qu'un disque (4) muni sur sa périphérie d'un bossage (16) qui coopère avec un - ergot de butée (17) fixé sur le bottier est calé sur la ti- ge. 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 10, caractérisé en ce qu'un joint annulaire (12) est interposé entre le disque d'amont (11) et le dis- que de réglage (10).