Brevet FR2500185A1 — publié le 19820820

La présente invention se rapporte à des circuits de régulation du débit d'un liquide et plus particulièrement à des circuits de régulation de l'alimentation en carburant de moteurs. Il est connu du fait du brevet britannique nO 1.410.981 de réaliser un circuit de régulation du débit d'un fluide qui comporte une pompe volumétrique pour refouler un fluide dans une charge par l'intermédiaire d'un dispositif doseur, la pompe étant capable de refouler plus de liquide que le dispositif doseur en doit laisser passer, le liquide en excès étant retourné à partir de l'orifice de sortie de la pompe, en tant qu'écoulement de retour, à l'entrée d'aspiration d'un dispositif injecteur situé en amont de la pompe. Le dispositif injecteur comporte un orifice d'entrée principal pour recevoir du fluide en provenance d'une source et le débit combiné provenant du dispositif injecteur est fourni à l'entrée de la pompe volumétrique de sorte que la pression d'entrée de la pompe peut être accrue par l'écoule- ment de retour.En outre, dans le circuit connu ci-dessus décrit, la géométrie du dispositif injecteur est variable en fonction de la condition de fonctionnement du dispositif doseur et, par conséquent, du débit de retour, de sorte que la capacité du circuit à élever la pression d'entrée de la pompe est élevée sur un large intervalle de débits de retour. On a également proposé que la condition, en réponse à laquelle la géométrie variable du dispositif injecteur devrait entre modifiée, soit la différence de pression entre l'entrée et la sortie du dispositif doseur réglable et que cette réponse soit provoquée par un signal de servopression produit à partir de la pression de refoulement de la pompe à l'aide d'une soupape pilote disposée entre l'orifice de sortie de la pompe et une conduite de retour basse pression. Un inconvénient d'un tel circuit réside en ce que la réponse du dispositif injecteur aux changements de la diffé rence de pression de dosage peut être relativement lente, de sorte que la capacité du dispositif injecteur d'élever la pression d'entrée de la pompe est réduite au cours des changements du débit dosé de liquide. La présente invention a pour objet un circuit de régulation de débit d'un liquide du type ci-dessus décrit, dans lequel l'élément à géométrie variable du dispositif injecteur fonctionne en réponse aux changements de la force qui lui est appliquée par un autre élément, cet autre élément étant librement mobile en réponse aux variations de la différence de pression de dosage. Un autre inconvénient d'un tel circuit de la technique antérieure réside en ce que la servopression et, par conséquent, la géométrie du dispositif injecteur peuvent varier en réponse aux fluctuations des niveaux de pression dans le circuit considéré dans son ensenble et que la chute de pression de dosage peut varier en conséquence, ce qui provoque des imprécisions du débit dosé. Un autre but de l'invention est de réaliser un circuit de régulation du débit d'un liquide du type ci-dessus mentionné dans lequel la géométrie du dispositif injecteur ne varie qu'en réponse aux changements de la chute de pression de dosage. Conformément à l'invention, un circuit de régulation du débit d'un liquide comporte un dispositif doseur réglable, une pompe volumétrique pour refouler du liquide dans le dispositif doseur et un dispositif injecteur, ce dispositif injecteur comnortant un premier orifice d'entrée, un second orifice d'entrée d'aspiration et un orifice de sortie, l'un des orifices d'entrée communiquant avec l'orifice de sortie de la pompe, l'autre orifice d'entrée communiquant avec une source de liquide sous pression, et l'orifice de sortie communiquant avec l'orifice d'entrée de la pompe, un olément de commande du débit tant disposé entre l'orifice d'entrée qui communique avec la sortie de la pompe et l'orifice de sortie, l'élément de commande du débit étant mobile de façon à accroître le débit en réponse à un accroissement de la différence de pression entre l'entrée et-la sortie du dispositif doseur, des moyens de sollicitation s'opposant audit déplacement de l'élément, des moyens fonctionnant en réponse à un signal de servopression pour modifier la force appliquée par les moyens de sollicitation à l'élément de commande, et une soupape pilote fonctionnant en réponse à la différence de pression entre l'entrée et la sortie du dispositif doseur pour modifier le signal de servopression. Dans un mode de réalisation préféré, la soupape pilote est montée dans une disposition en série entre les côtés amont et aval du dispositif doseur, la servopression étant prélevée à un emplacement situé dans ledit montage en série. On décrira maintenant un mode de réalisation de l'invention donné uniquement à titre d'exemple et en se référant au dessin annexé dans lequel La Figure unique représente schématiquement un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur à turbine à gaz. Un moteur 10 à turbine à gaz est alimenté en carburant par une pompe volumétrique 11 par l'intermédiaire d'un dispositif doseur réglable 12 qui fonctionne, d'une manière connue, en réponse aux différences entre les conditions de fonctionnement désirée et effective du moteur de façon que cette alimentation en carburant du moteur 10 corresponde à ses besoins de fonctionnement. L'alimentation en carburant de l'entrée de la pompe 11 est effectuée par une pompe de gavage centrifuge 13 par l'intermediaire d'un dispositif injecteur 14. Le dispositif 14 comporte une buse d'entrée principale 15 qui communique avec l'orifice de sortie de la pompe 13, un passage de sortie 16 qui communique avec l'orifice d'entrée de la pompe Il et un orifice d'entrée d'aspiration 17 qui communique avec l'orifice de sortie de la pompe Il et est axialement aligné avec la buse d'entrée 15. Un manchon 18 est monté coulissant à l'intérieur du passage de sortie 16 et coopère avec la buse 15 pour régler le débit de retour par l'orifice d'entrée d'aspiration 17. Le manchon 18 comporte un alésage convergent-divergent et une partie de piston 19 qui est sensible aux pressions régnant dans des chambres respectives 20, 21 et à la force de sollicitation appliquée par une série de rondelles élastiques 22.Les rondelles 22 sont en appui entre la partie de piston 19 et un élément formant piston annulaire 23 qui est concentrique avec le manchon 18. L'élément formant piston 23 est sensible à la pression régnant dans la chambre 21 et à une servopression Ps qui règne dans une autre chambre 24 tout en ayant une petite surface exposée à la pression de refoulernt de la pompe régnant dans la chambre 20. L'élément formant piston 23 est également sensible à la force de sollicitation exercée par une autre série de rondelles élastiques 25. A l'intérieur des intervalles normaux de déplacement des éléments 18, 23, les rondelles 25 exercent une plus petite force sur le piston 23 que ne le font les rondelles 22. La chambre 20 communique avec l'orifice entrée d'aspiration 17 par l'intermédiaire d'un filtre 26 et galement avec la chambre 24 par l'intermédiaire d'un étranglement 27. La chambre 21 communique par l'intermédiaire d'un passage 28 et d'une conduite 29 avec le cOté aval du dispositif doseur 12. La partie de piston 19 est ainsi soumise à la différence de pression DP entre l'entrée et la sortie du dispositif 12.La chambre 24 communique par l1întrmédialre d'une soupape pilote 30 avec la consulte 29, la soupape 7G étant positionnée par un dispositif à soufflet 34 lequel est soumis intérieurement à la pression de refoulement HP de la pompe 11 qui lui est transmise par l'intermédiaire de l'orifice d'entrée d'aspiration 17. Le dispositif à soufflet 31 est soumis extérieurement à la pression de la conduite 29 et la soupape 30 est ainsi positionnée en fonction de la différence de pression DP entre l'entrée et la sortie du dispositif doseur 12.La soupape 30 est sollicitée vers une position fermée, à l'encontre d'un accroissement de la pression HP à l'orifice d'entrée 17 et à l'encontre également d'un accroissement de la différence de pression DP, par un ressort de compression réglable 32. En service, la pompe 11 est entratnée par le moteur 10 et elle est conçue pour refouler une quantité de carburant superieure aux besoins en carburant escomptée du moteur, tels que réglés par le dispositif 12, le carburant en excès étant retourné à l'orifice d'entrée 17 du dispositif injecteur 14. Le dispositif est agencé de telle sorte qu'à l'état d'équilibre, la pression régnant dans la chambre 24 est approximativement égale à (HP-DP/2). Si le dispositif doseur 12 est actionné pour réduire le débit de carburant fourni au moteur, la différence de pression DP entre l'entrée et la sortie du dispositif doseur s'accroit, la pression régnant dans la conduite 29 baisse et la soupape 30 est déplacée dans la direction d'ouverture, ce qui réduit la servopression qui règne dans la chambre 24. Lorsque la pression régnant dans la chambre 24 s'abaisse vers la pression régnant dans la chambre 21, la haute pression régnant dans la chambre 24 et la force de sollicitation du ressort 22 surmontent les effets combinés de la servopression et du ressort 25 pour déplacer le piston 23 vers la droite, en considérant le dessin. Ce déplacement vers la droite réduit la force de sollicitation appliquée par le ressort 22 au manchon 18 et ce dernier se déplace également vers la droite sous l'influence de la pression régnant dans la chambre 20 pour accroître le débit due retcur de llorifice2d'entrée 17 jusqu'au passage de sortie 16.L'accroissement du débit de retour réduit la pression à l'orifice de sortie de la pompe 11 et la différence de pression DP entre l'entrée et la sortie du dispositif doseur 12 diminue, ce qui tend à fermer la soupape 30 et à accroître la servopression dans la chambre 24. Le dispositif 14 atteint un nouvel état stable avec le manchon 18 dans sa nouvelle position plus à droite et la servopression dans la chambre 24 à nouveau égale à (HP-DP/2). D'une manière dans l'ensemble semblable, une diminution de la différence de pression DP se traduit par un déplacement vers la gauche du manchon 18 pour reduire le débit de retour et, en accroissant la pression à la sortie de la pompe 11, elle tend à ramener la différence de pression de dosage à son niveau d'origine. Le dispositif 14 commande ainsi le débit de retour à partir de la sortie de la pompe Il d'une manière appropriée pour maintenir la chute de pression à travers le dispositif doseur 12 approximativement constante. On peut régler la chute de pression de dosage en modifiant la force de sollicitation appliquée par le ressort 32. La surface utile du manchon 18 sur laquelle ait la pression de sortie HP de la pompe 11 est gale à la surface sur laquelle agit la pression HP-DP, par l'intermédiaire de la chambre 21. Le manchon 18 est ainsi sensible à la chute de pression de dosage DP dont l'action est contrecarre par le ressort 22. La force appliquée par le ressort 22 peut entre réglée tar le piston 23 pour assurer un ajustement rapide de la position du manchon 18 en réponse aux changements de la chute de pression DP. Dans le cas où le dispositif à soufflet 31 est perforé, la soupape 30 se fermr et la pression régnant dans la chambre 24 devient la pression de refoulement de la pompe 11. L'élément formant piston 23 se déplace vers la gauche sur une distance limitée pour venir en butée contre une partie fixe du dispositif 14, accroissant la force de sollicitation appliquée par les rondelles 22 et repoussant le manchon 18 vers la gauche. Si la condition de fonctionnement du dispositif doseur 12 n'a pas été modifiée, l'accroissement de la pression à la sortie de la pompe 11 accroît la différence de pression de dosage DP, accroissant la différence entre les pressiorsqui règnent dans la chambre 20, 21 et tendant à compenser la force accrue appliquée par les rondelles élastiques 22. Le manchon 18 fonctionne ensuite directement en réponse à la différence de pression de dosage DP de sorte qu'une commande grossière de cette différence reste possible meme si le dispositif à soufflet 31 tombe en panne de la manière décrite. REVENDICATIONS 1.- Un circuit de régulation du débit d'un liquide comportant un dispositif doseur réglable (12), une pompe volumétrique (11) pour recevoir du liquide d'une source (13) de liquide sous pression et pour le refouler dans le dispositif doseur, et un dispositif injecteur (14), ce dispositif injecteur comportant un premier orifice d'entrée (15) un second orifice d'entrée d'aspiration (17) et un orifice de sortie (16), l'un des orifices d'entrée communiquant avec l'orifice de sortie de la pompe, l'autre orifice d'entree communiquant avec une source de liquide sous pression, et orifice de sortie communiquant avec l'orifice d'entré de la pompe, un élément de commande du débit étant disposé entre orifice d'entrée qui communique avec partie de la pompe et l'orifice de sortie, l'élément de commande du débit étant mobile de façon à accroStre le dépit en réponse a un accroissement de la différence de pression (DP), entre l'entrée et la sortie du dispositif doseur, et des moyens de sollicitation (25) s'opposant audit déplacement de l'clérent, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (23) fonctionnant en réponse à un signal de servopression (Ps) pour modifier la force appliquée par les moyens de sollicitation à ltélément de commande et une soupape pilote (30) fonctionnant en réponse à la différence de pression entre entre et la sortie du dispositif doseur pour modifier le signal de servopression. 2.- Circuit de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape pilote est montée dans une disposition en série entre un c8té amont et un côté aval du dispositif doseur, la servopression étant prélevée à un emplacement situé dans le montage en serre. 3.- Circuit de régulation selon l'une des revrendications tions 1 et 2, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée raccordé à la sortie de la pompe est l'orifice d'entrée d'aspiration. 4.- Circuit de régulation selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier orifice d'entrée et l'orifice de sortie sont axialement alignés, l'élément de commande comprenant un manchon (18) qui est axialement aligné avec l'orifice de sortie, l'élément de commande (18) coopérant avec le premier orifice d'entrée pour régler le débit entre le second orifice d'entrée et l'orifice de sortie. 5.- Circuit de régulation selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens servant à modifier la force appliquée par les moyens de sollicitation comprennent un élément formant piston annulaire (25) qui est sensible au signal de servopression (Ps) et qui est monté coulissant. sur le manchon. 6.- Circuit de régulation selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le manchon comporte un alésage convergent-divergent.