Brevet FR2530774A1 — publié le 19840127

L'invention concerne un régulateur de débit ou de pression pour installations d'aération, comportant un volet fixé sur un arbre qui peut être pivoté par l'intermédiaire d'un levier. Pour maintenir constant le débit d'air ou la pression d' air dans un conduit, il faut, en fonction de l'angle du volet, transmet- tre à l'arbre de pivotement de celui-ci un couple déterminé. L'invention a pour but de permettre, par des moyens sim- ples, la transmission sûre et précise, à un arbre de pivotement de volet, d'un couple qui est fonction de l'angle de ce dernier. En partant du régulateur de volume ou de pression défini ci-dessus, on propose, pour résoudre le problème posé, de fixer en outre sur l'arbre un plateau de came et de faire agir sur celui-ci un câble de traction qui, en fonction de l'angle d'ouverture du volet, s'applique par une partie de sa longueur sur une partie de la circonférence du plateau de came et qui est relié à une extrémité d'un ressort de flexion dont l' autre extrémité est serrée en position fixe. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront ci- après de la description d'un mode de réalisation du régulateur selon l' invention, représenté dans les dessins ci-joints sur lesquels: la figure 1 montre la variation du couple aérodynamique et stati- que de fermeture; la figure 2 montre la variation du couple lorsque le débit est constant; la figure 3 montre la variation du couple quand la pression stati- que d'admission du volet est constante; les figures 4 et 5 montrent, en coupe, un dispositif conçu sous forme de régulateur de débit; la figure 6 présente le dispositif des figures 4 et 5 en éléva- tion; la figure 7 montre, en coupe, un dispositif conçu sous forme de régulateur de pression la figure 8 représente un amortisseur d'oscillations équipé d'une membrane roulante; la figure 9 représente un amortisseur d'oscillations muni d'un piston, la fiture 10 indique les écarts de consigne de débits d'air qu'il s'agit de maintenir constants. La figure 1 permet de voir l'allure typique du couple aé- rodynamique de fermeture sur un volet monté de façon centrée, en fonction de l'angle du volet Les courbes V-constantes représentent le débit d'air 2 2530774 constant et les courbes Pstat -constantes, la pression statique constante en amont d'un volet. Comme on le voit nettement par la figure 2, les courbes de variation du couple pour un débit constant présentent un point d'infle- xion à l'angle de volet 'p W L'ensemble de la gamme angulaire balayée par le volet, de tp = O à t = w KE' est divisé en une gamme partielle I avant le point d'inflexion et une gamme partielle II après le point d'inflexion. La variation de couple du volet lorsqu'une pression cons- tante est exigée en amont du volet, représentée sur la figure 1, est à nouveau indiquée surla figure 3. Avec le dispositif représenté sur les figures 4, 5 et 6, servant à régler le débit ou à le maintenir constant, on reproduit la courbe de couple. Un volet 1 est fixé sur un arbre pivotant 2 et peut pivo- ter d'environ 900 dans un tronçon de conduit 3, de telle sorte que ce vo- let 1 bouche complètement la section du tronçon de conduit 3 ou la libère plus ou moins Extérieurement sont prévus, sur le tronçon de conduit 3, des paliers 4 destinés à recevoir l'arbre qui traverse la paroi du con- duit A l'intérieur du tronçon de conduit 3, des éléments de butée 5 limi- tent la marge de pivotement du volet 1. Dans la zone d'une partie de l'arbre 2 qui dépasse l'un des paliers 4 vers l'extérieur est disposé un mécanisme à câble, à mani- velle etzà came se composant essentiellement d'un ressort de flexion 6 conçu sous forme de ressort à lame, qui est équipé d'un élément tendeur 7 pouvant coulisser sur sa longueur et est retenu par une extrémité dans un dispositif de serrage à position fixe 8. A l'extrémité libre du ressort de flexion 6 s'applique une extrémité d'un câble de traction 9 dont la longueur effective est varia- ble, étant donné que son autre extrémité est fixée à un plateau de came 10 monté de façon solidaire en pivotement sur l'arbre 2 Selon la posi- tion angulaire du volet 1, le câble de traction 9 vient s'appliquer par un tronçon plus ou moins long sur une partie correspondante de la circon- férence du plateau de came 10 Ainsi, la longueur libre du câble agit en des points de la circonférence du plateau de came qui sont à une distance différente de l'axe de pivotement Une masse concentrée latéralement sur le plateau de came constitue un contrepoids 11 pour maintenir le système en équilibre lorsqu'aucune force n'agit. Dans la zone d'une partie de l'arbre 2 qui dépasse vers l' extérieur le palier opposé est disposé, de façon articulée, un amortisseur pneumatique d'oscillations 12. 3 2530774 L'amortisseur d'oscillations 12 a représenté dans la figure, 8 est constitué d'un cylindre 13 dans lequel est disposée une membrane r Qulante 14 a qui est reliée à une tige 15 alignée coaxialement aucylin- dre 13 La tige 15 s'applique à l'extrémité libre d'un levier 16 fixé sur l'arbre 2 Par l'intermédiaire d'une valve d'étranglement 17, au moyen de laquelle on peut régler l'intensité d'amortissement, et d'un tuyau 18, des chambres de cylindre 19 et 20, séparées l'une de l'autre par la mem- brane roulante, communiquent entre elles. L'amortisseur d'oscillations 12 b représenté dans la figure 9 se distingue simplement de celui que l'on vient de décrire par le fait qu'au lieu de la membrane roulante, un piston 14 b limite les chambres de cylindre 19 et 20. Comme le montre la figure 5, le câble de traction 9 ne s' applique pas encore au plateau de came 10 dans la gamme I Par le pivote- ment du volet 1 sous la dépendance de la pression du conduit en amont du régulateur de débit, le câble de traction 9, avec le plateau de came 10, joue le rôle de mécanisme à manivelle et maintient le débit constant, grâce au ressort de flexion 6 Le couple d'ouverture (figure 1) qu'il faut appliquer au volet 1 varie suivant la courbe de la gamme I de la fi- gure 2 Quand le point d'inflexion est atteint ou dépassé, le câble de traction 9 s'applique au plateau de came 10, de sorte que l'on obtient un mécanisme à came Lorsqu'il se produit une variation de la pression du conduit en amont du régulateur de débit et une variation correspondante de l'angle t du volet, le couple de fermeture varie suivant la courbe de la gamme II Le débit reste constant malgré la variation de la pression du conduit. Par le coulissement de l'élément tendeur 7, on peut faire varier la grandeur du débit qui doit être maintenu constant lorsque la pression du conduit varie Selon la figure 1, lors du coulissement de 7 ' élément tendeur 7, on se déplace entre-les différentes courbes V-cons- tantes. La variation de couple du volet lorsqu'une pression cons- tante est exigée en amont du volet 1 est représentée sur la figure 1 et, à nouveau, sur la figure 3. Le réglage de l'élément tendeur 7 peut s'effectuer manuel- lement pour maintenir constant un débit d'air déterminé dans des systèmes à débit constant, ou bien la variation est assurée par un servomoteur pour maintenir constants différents débits à différents moments indépen- damment de la pression du conduit Ce procédé-s'utilise surtout dans le cas de systèmes-à débit variable. 04 2 530774 Le régulateur selon l'invention permet de maintenir le dé- bit constant avec un écart de consigne de 5 % au maximum par rapport à la valeur moyenne établie des pressions différentielles, entre 20 Pa et environ 1 500 Pa Cette tolérance étroite donne dans la gamme de débit 25 à 100 % du débit maximal La caractéristique est représentée par la figu- re 10. Le dispositif peut s'utiliser en combinaison avec des vo- lets de différentes formes géométriques, par exemple des volets de forme circulaire, rectangulaire, ovale ou similaire La plaque du volet peut être plane ou cintrée Les volets peuvent être montés de manière à pou- voir pivoter, de façon centrée ou non A l'état fermé, les volets peuvent faire un angle quelconque avec l'axe du conduit. Le dispositif servant à maintenir la pression constante peut maintenir constante soit la pression en amont du volet, soit la pression différentielle de part et d'autre du volet. Alors que les régulateurs de volume classiques nécessitent des différences minimales de pression de 100 à 200 Pa, le régulateur se- lon l'invention permet des différences minimales de pression de 20 Pa, ce qui entraîne des économies et un moindre bruit En outre, dans les régu- lateurs de débit classiques, on ne peut respecter la tolérance de 5 % que dans la gamme de débit qui va de 50 à 100 % du débit maximal. 2530774 R E V E N D I C A T I O N S 1. Régulateur de débit ou de pression pour installations d'a- ération, comportant un volet ( 1) fixé, dans un tronçon de conduit ( 3), sur un arbre ( 2) qui peut être pivoté par l'intermédiaire d'un levier ( 16), caractérisé par le fait que sur l'arbre ( 2) est, en outre, fixé un plateau de came ( 10) et que sur celui-ci agit un câble de traction ( 9) qui, en fonction de l'angle d'ouverture du volet ( 1), s'applique par une partie de sa longueur sur une partie de la circonférence du plateau de came ( 10) et qui est relié à une extrémité d'un ressort de flexion ( 6) dont l'autre extrémité est serrée en position fixe. 2 Régulateur de débit selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie de la circonférence du plateau de came ( 10) sur laquelle peut se placer une partie de la longueur du câble de traction ( 9) est formée au moins d'un tronçon rectiligne perpendiculaire au plan du volet ( 1) et d'un tronçon en arc de cercle, faisant suite au précédent dans le sens d'ouverture du volet ( 1) et s'étendant sur environ 900. 3. Régulateur de pression selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que la partie de la circonférence du plateau de came ( 10) sur laquelle peut se placer une partie de la longueur du câble de traction ( 9) est formée au moins d'un tronçon rectiligne faisant un angle aigu avec le plan du volet et d'un tronçon en arc de cercle, faisant sui- te au précédent dans le sens d'ouverture du volet ( 1) et s'étendant sur environ 90 . 4. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le câble de traction est fixé à l'extrémi- té du tronçon rectiligne du plateau de came (i O) qui est opposée au tron- çon en arc. 5. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le ressort de flexion ( 6) est pourvu d'un élément tendeur ( 7) qui fait varier sa longueur flexible. 6 Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le ressort de flexion ( 6) est constitué d'un ressort à lame sur l'extension longitudinale duquel peut coulisser l'élément tendeur ( 7). 7. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'au plateau de came est fixée une masse ser- vant de contrepoids ( 11). 8. Régulateur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la masse constituant le contrepoids ( 11) et/ou sa distance à 6 2530774 l'axe de pivotement sont variables. 9. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'à l'extrémité libre du levier ( 16) de l'ar- bre ( 2) agit une tige ( 15) reliée soit à une membrane roulante ( 14 a) dis- posée dans un cylindre ( 13), soit à un piston ( 14 b). 10. Régulateur selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les chambres ( 19, 20) du cylindre ( 13), séparées l'une de l'autre par la membrane roulante ( 14 a) ou le piston ( 14 b), sont reliées par l'in- termédiaire d'un tuyau ( 18) muni d'une valve d'étranglement ( 17).