Brevet FR2528934A1 — publié le 19831223

Dispositif de dosage et de répartition dVun gaz sous pression entre n sorties La présente invention a trait à un dispositif de dosage et de répartition d'un gaz sous pression entre n sorties. De tels dispositifs sont utilisés pour alimenter les injecteurs d'une turbine à gaz. Des dispositifs connus comportent une première valve d'arrêt et de première détente suivie d'une seconde valve à ouverture progressive et d'un tore comportant n sorties. Dans les dispositifs connus, le gaz subit déjà une forte perte de charge dans les deux valves, si bien que la perte de charge dans les injecteurs est insuffisante pour que la répartition entre les n sorties soit équilibrée. Dans le dispositif selon l'invention, la totalité de la perte de charge est utilisée pour répartir le gaz sous pression entre les n sorties. Le dispositif selon l'invention appliquant le principe est caractérisé en ce que qu'il comporte un piston immobilisé en rotation qui coulisse à l'intérieur d'un cylindre et qui est relié à un axe qui sert à son positionnement, ledit cylindre comportant un fond muni d'une entrée de gaz et une partie latérale dans laquelle sont prévues n fentes qui s'étendent sur une hauteur inférieure à celle du piston et dont la section va en croissant en s'éloignant dudit fond, chaque fente étant reliée dans sa partie éloignée du fond à une sortie de gaz, ledit piston comportant des languettes d'étanchéité séparant le piston en n zones empêchant tout passage du gaz d'une zone à l'autre, chacune de ces zones faisant face à une fente et étant munie d'évidements permettant de réaliser une détente de gaz allant croissant a partir du bas du piston faisant face au fond du cylindre, lesdits évidements ne se prolongeant pas jusqu'aux extrémités du piston de façon à ce que, lorsque le piston est en position basse, la communication entre entrée et sorties soit interrompue et que, lorsque le piston est écarté de cette position, la totalité du gaz soit dirigée vers les n sorties. Selon une réalisation préférentielle de l'invention, le cylindre est muni d'un couvercle et que le piston qui sépare le cylindre en deux chambres est muni d'lm ou plusieurs trous mettant en communication les deux chambres ledit piston étant monté sur un axe traversant d'une façon tanche le couvercle et le fond du cylindre. Ainsi le piston est équilibré et les variations de pression de gaz n'agissent pas directement sur le piston. De plus, le déplacement du piston n'a aucune influence transitoire sur les débits. Selon une réalisation particulière des évidements, ceux-ci sont constitués par une suite de portions de rainures circulaires dont la section va en croissant du bas du piston vers le haut. La détente du gaz est ainsi réalisée par détentes successives avec un fonctionnement silencieux et une usure du piston réduite. On peut utiliser le dispositif selon l'invention pour une turbine à gaz comportant n chambres de combustion en reliant les sorties du dispositif aux n injecteurs des chambres de combustion. Le dispositif selon l'invention peut également être utilisé pour l'alimentation des n brûleurs d'une chaudière. La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre, dans laquelle la figure 1 représente une coupe longitudinale du dispositif de dosage et de répartition selon l'invention selon le plan II-II. La figure 2 représente une coupe transversale de ce dispositif selon le'plan I-I. Le dispositif comporte un piston 1 mobile à l'intérieur d'un cylindre 2. Ce cylindre 2 comporte un fond 3, un couvercle 4 et une partie latérale 5. Le piston 1 est relié à un axe 6 traversant le fond 3 et le couvercle 4. Des moyens d'étanchéité 7 sont prévus au niveau de cette traversée. Une tige anti-rotation 8 ancrée dans le fond 3 et traversant le piston 1 empêche celui-ci de tourner lorsqu'il coulisse. Le piston 1 divise le cylindre 2 en deux chambres 9, 10 mises en communication par un trou 11 traversant le piston 1. Le piston est muni de rainures circulaires 12 dont la largeur et la profondeur vont en croissant du bas 13 du piston 1 vers le haut 14. Un joint d'étanchéité 15 entoure le haut 14 du piston. Des languettes d'étanchéité 17 parallèles à l'axe séparent le piston en n zones 18 de façon à empêcher tout passage du gaz d'une zone vers la zone voisine. En face de chaque zone 18 la partie latérale 5 est creusée d'une fente 19 dont la section va en croissant en s'écartant du fond 3. Cette fente part à une distance h du fond 3 égale à la hauteur à partir du bas 13 du piston à laquelle se situe la première rainure 12. La hauteur de la fente est inférieure à la hauteur du piston 1 et dans chaque fente 19 vers sa partie supérieure débouche une sortie 20. Le fond 3 est muni d'une entrée 21 de gaz sous pression entourée par un joint d'étanchéité 16. Lorsque le piston 1 est en position basse, c'est-à-dire le bas 13 du piston 1 en contact-avec le fond 3, toute communication entre entrée 21 et les sorties 20 est bloquée. Lorsqu'on écarte plus ou moins le piston 1 du fond 3, on admet plus ou moins de gaz dans chaque fente 19, selon l'écartement entre le pourtour 22 de la partie basse du piston et le fond 23 de chaque fente 19. La détente du gaz pour chaque sortie 20 est réalisée par détentes successives dans les rainures 12 d'une manière silencieuse et avec une usure réduite du piston. Grâce au trou 11, les pression et les forces de part et d'autre du piston 1 sont équilibrés. Lorsque, par un servo-moteur, on agit sur l'axe 6 pour positionner le piston 1 dans le cylindre, grâce à l'équilibrage des pressions de part et d'autre du piston 1, le déplacement du piston n'a aucune influence transitoire sur les débits. Grâce au dispositif selon l'invention, on peut répartir d'une façon équilibrée le gaz entré par l'entrée 21 entre les n sorties 20 qui peuvent être, selon les applications, reliées par exemple aux injecteurs d'une turbine à gaz ou encore aux brûleurs d'une chaudière. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de dosage et de répartition d'un gaz sous pression entre n sorties (20), caractérisé en ce qu'il comporte un piston (1) immobilisé en rotation qui coulisse à l'intérieur d'un cylindre (2) et qui est relié à un axe (6) qui sert à son positionnement; ledit cylindre (2) comportant un fond (3) muni d'une entrée (21) de gaz et une partie latérale (5), dans laquelle sont prévues n fentes (19) qui s'étendent sur une hauteur inférieure à celle du piston (1) et dont la section va en croissant en s'éloignant dudit fond (3), chaque feinte~(19) étant reliée dans sa partie éloignée du fond (3) à une sortie de gaz (20), ledit piston (1) comportant des languettes d'étanchéité (17) séparant le piston (1) en n zones (18) empêchant tout passage du gaz d'une zone (18) à l'autre, chacune de ces zones (18) faisant face à une fente (19) et étant munie d'évidements (12) permettant de réaliser une détente de gaz allant croissant à partir du bas du piston (1) faisant face au fond (3) du cylindre (2), lesdits évidements (12) ne se prolongeant pas jusqu'aux extrémités (13, 14) dupiston de façon à ce que, lorsque le piston (1) est en position basse, la communication entre entrée (21) et sorties (20) soit interrompue et que, lorsque le piston (1) est écarté de cette position, la totalité du gaz soit dirigée vers les n sorties (20). 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre (2) est muni d'un couvercle (4) et que le piston (1) qui sépare le cylindre (2) en deux chambres (9, 10) est muni d'un ou plusieurs trous (11) mettant en communication les 2 chambres (9, 10) ledit piston (1) étant monté sur un axe (6) traversant d'une façon étanche le-couver- cle (4) et le fond (3) du cylindre (2). 3/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les évidements (12) de chaque zone (18) sont constitués par une suite de portions de rainures circulaires dont la section va en croissant du bas (13) du piston vers le haut (14). 4/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sorties de gaz (20) sont reliées aux injecteurs d'une turbine à gaz. 5/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sorties de gaz (20) sont reliées aux brûleurs d'une chaudière.