Brevet FR2582419A1 — publié le 19861128

REDUCTEUR DE PRESSION A CORRECTION D'ENCRASSEMENT L'invention concerne un réducteur de pression à correction d'encrassement du type comprenant, dans un circuit de fluide, deux étranglements en série, définissant dans un corps creux trois compartiments munis chacun d'une tubulure de raccordement, au moins un des étranglements étant constitué d'au moins deux éléments de réduction tels qu'un orifice d'écoulement et un organe de réglage définissant ensemble une section d'6coulement du fluide. Un réducteur de pression de type connu est constitué d'un corps creux dans lequel sont formés trois compartiments successifs séparés par des cloisons transversales percées d'orifices de section réglable. Le réglage est obtenu, par exemple, par des aiguilles coniques, mobiles axialement, s'engageant dans les orifices. Le premier compartiment reçoit le fluide sous haute pression. Ce fluide traverse ensuite le premier étranglement pour entrer dans le deuxième compartiment sous une pression réduite. Puis il traverse le deuxième étranglement pour entrer dans le troisième compartiment sous basse pression. Les deux sections d'écoulement du fluide, ainsi disposées en série, coopèrent pour régler le débit du circuit fluide, donc la perte de charge au travers de chaque étranglement et la pression réduite dans le deuxième compartiment. Par suite de la section réduite offerte au passage du fluide entre un orifice et son aiguille, des impuretés ou des particules métalliques d6tachées du circuit de fluide risquent d'obstruer un des deux étranglements et de modifier de manière permanente ou passagère la section d'écoulement avec pour conséquence une modification de la pression réduite et de son interprétation en tant que commande. Le problème est donc de rendre un réducteur de pression moins sensible à ces obstructions. Les brevets français 1 391 769 et 1 373 171 décrivent des réducteurs de pression et leur utilisation dans diverses variantes. Dans chacun, l'encrassement d'un étranglement perturbe la loi de régulation prévue, sans dispositif compensateur. L'invention propose un réducteur permettant de rendre volontairement dépendant de la pression réduite l'un, au moins, des deux éléments constituant l'un au moins, des deux étranglements de manière que 1 'arrivée d'un corps étranger dans la section de passage de l'un des deux étranglements, en modifiant la pression réduite, provoque aussi la modification d'au moins une des sections d'écou- lement du fluide, de façon à compenser, au moins en partie, les variations de la pression réduite et à limiter ainsi l'influence du corps étranger sur la pression réduite. Le réducteur selon l'invention est remarquable en ce qu'il comprend au moins un organe élastique portant un des deux éléments de réduction de l'un des deux étranglements, ledit organe élastique étant sensible aux variations de la pression réduite du fluide de telle sorte que ces varia- tions provoquent une déformation dudit organe élastique et que cette déformation déplace ledit élément ce réduction dans le sens qui contrarie lesdites variations de la pression réduite du fluide. Les explications et figures données ci-après à titre d'exemple, permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une représentation schématique d'une première forme de réalisation d'un réducteur à aiguilles selon l'invention. La figure 2 est une représentation schématique d'une deuxième forme de réalisation d'un réducteur à palette pour servo-valve double. La figure 3 est une représentation schématique d'une troisième forme de réalisation d'un réducteur à palette avec buses inversées pour servo-valve double. La figure 4 est une représentation schématique d'une quatrième forme de réalisation d'un réducteur à palette pour servo-valve simple. La figure 5 est une représentation schématique d'une cinquième forme de réalisation d'un réducteur de pression à douilles et tiroirs. La figure 6 montre les caractéristiques de fonction- 23 nement de diverses servo-valves. La figure 1 représente schématiquement un réducteur de pression comportant des moyens de correction de l'encras- sement des orifices d'écoulement. Ce réducteur est composé d'un corps creux 1 partagé en trois compartiments 2, 3, 4 par deux étranglements 5, 6. Chaque compartiment est muni d'une tubulure de raccordement 7, 8, 9. Selon l'exemple représenté, les étranglements 5, 6 sont consti- tués respectivement et de manière semblable de deux éléments de réduction: un orifice d'écoulement 10, 11 prévu dans un disque 12, 13 et une aiguille 14, 15 dont l'extrémité conique, située dans l'axe de l'orifice, est susceptible de s'engager plus ou moins profondément dans l'orifice d'écoulement pour faire varier la section d'écoulement du fluide. L'aiguille est montée sur un dispositif de réglage constitué d'un système à vis 16, 17. Il est admissible que le déplacement de l'aiguille puisse être asservi à un paramètre de fonctionnement du dispo- sitif utilisant le réducteur de pression. Selon l'invention, un des éléments de réduction est porté par un organe élastique 18, 19 sensible aux variations de la pression réduite du fluide qui règne dans le compartiment central qu'il délimite. Dans cet exemple, ledit élément de réduction est constitué par l'orifice d'écoulement 10, 11. Le disque 12, 13 dans lequel est formé l'orifice d'écoulement constitue le fond d'un soufflet métallique 18, 19 qui prend, sous l'action des pressions régnant dans les deux compartiments qu'il sépare, une position d'équilibre. Dans la forme de réducteur représentée, un des soufflets 18 portant l'orifice d'écoulement 10 est fixé sur une collerette intérieure 20 prévue dans le corps 1 du réducteur, tandis que l'autre soufflet 19 est fixé directement contre la paroi du corps, la tubulure de raccordement 9 débouchant à l'intérieur du soufflet. Le mode de fonctionnement du réducteur précédemment décrit est le suivant: le fluide sous la pression P1 pénètre par la tubulure 7 dans le compartiment 2, il s'échappe par l'étranglement 5 dans le compartiment 3 qui communique par l'étranglement 6 avec le compartiment 4 et la tubulure 9 dans lesquels règne une pression Po égale, par exemple, à la pression atmosphérique, et par la tubulure 8 qui ali- mente des organes de commande. Une pression P2 s'établit dans le compartiment 3, résultant des réglages des étranglements 5 et 6. Si un corps étranger (impuretés, particules métalliques) obstrue partiellement l'étran- glement 5, il se produit une diminution de P2 dans le compartiment 3, donc un écrasement du soufflet 18 qui augmente la section d'écoulement de l'étranglement 5. D'une manière concomitante, le soufflet 19 s'allonge et provoque la diminution de la section d'écoulement de l'étranglement 6. On obtient un nouvel équilibre intermédiaire qui rétablit la pression P2 à une valeur voisine de sa valeur initiale. Inversement, si le corps étranger obstrue partieilement l'étranglement 6, il provoque une augmentation de la pression P2 dans le compartiment 3, ce qui a pour effet d'allonger le soufflet 18 et d'écraser le soufflet 19, ce qui provoque respectivement une diminution de la section d'écoulement de l'étranglement 5 et une augmentation de la section d'écoulement de l'étranglement 6. Il se produit un nouvel équilibre intermédiaire qui rétablit la pression P2 à une valeur voisine de sa valeur initiale. L'augmentation de la section d'écoulement de l'étrangle- ment partiellement bouché permet, dans certains cas, au corps étranger d'être entraîné par le courant de fluide, les soufflets reprennent alors leurs positions d'équilibre d'origine. Selon une forme de réalisation non représentée, l'organe élastique portant l'orifice d'écoulement est une membrane circulaire élastique percée en son centre. La figure 2 montre un deuxième exemple de réalisation de deux réducteurs conformes à l'invention adaptés à une servo-valve double. Cette servovalve est formée d'un corps creux 20 divisé en trois compartiments 21, 22, 23. Le compartiment central 22 est surmonté d'un carter 24 abritant un dispositif électromagnétique comportant deux bobines 25 et susceptible d'actionner le noyau mobile 26. Le noyau est supporté dans l'axe des bobines par une suspension à ressort 27 au centre de laquelle passe une tige portant à son extrémité une palette 28, maintenue approximativement au centre du compartiment central 22. Les compartiments extrêmes 21 et 23 portent dans leur axe une ouverture 29, 30 qui débouche à l'intérieur d'un soufflet 31, 32 dont l'extrémité libre porte une buse 33, 34 mettant respectivement en communication les comparti- ments 21 et 23 avec le compartiment central 22 et débou- chant devant une des faces de la palette 28. Les buses sont susceptibles de coulisser de manière étanche dans les séparations 35, 36 prévues entre les compartiments 21 et 23 et le compartiment 22. Un fluide sous la pression P1 alimente, par l'intermé- diaire de premiers étranglements fixes 37, 38, les compartiments 21 et 23. Les pressions P'2 et P"2 qui s'établissent dans les compartiments 21 et 23 sont les résultantes de la pression d'alimentation Pl, de la basse pression Po et des pertes de charge correspondant aux sections d'écoulement des étranglements 37, 38, d'une part et à celles définies par les distances séparant les orifices d'écoulement des buses 33 et 34 des faces de la palette 28, d'autre part. La pression Po règnant dans les soufflets 31, 32 et le compartiment central 22 est égale par exemple à la pression atmosph&rique. Le fonctionnement de ces réducteurs de pression est semblable à celui du réducteur précédemment décrit, la correction due à la diminution de la section d'écoulement par suite d'une obstruction partielle est faite par modification de la longueur du soufflet du compartiment concerné. La figure 3 montre deux réducteurs semblables à ceux de la figure 2, les séparations et les soufflets de l'exemple précédent ont été remplacés par des membranes circulaires élastiques 39, 40 portant en leur centre les buses 41, 42 faisant communiquer respectivement les compartiments 43, 44 avec le compartiment central 45, la palette 46 de la servo valve étant commune aux deux étranglements, chaque buse débouche devant une des faces de la palette. Selon la réalisation particulière représentée, les buses sont inversées, c'est-à-dire que l'orifice d'écoulement d'une buse coopère avec la face de la palette tournée face a la membrane supportant l'autre buse. Ainsi la buse 41 faisant communiquer le compartiment 43 o règne la pression P'2 avec le compartiment central 45 a son orifice disposé devant la face de la palette 46 tournée vers la membrane 40 délimitant l'autre compartiment 44 o règne la pression P"2. Dans cette réalisation, seul le compartiment central 45 est à la pression Po égale par exemple à la pression atmosphérique. Les éléments semblables à ceux décrits dans la réalisation de la figure 2 portent les mêmes références. La figure 4 présente un réducteur de servo-valve simple présentant deux compartiments 47, 48. Le compartiment 47 est défini par le volume intérieur d'un soufflet 49 portant dans son axe un élément de buse 50 faisant commu- niquer le volume intérieur 47 avec le compartiment 48. La section d'écoulement est déterminée par l'espace séparant l'extrémité de la buse 50 de la face de la palette 51 suspendue comme précédemment d6crit au noyau mobile 26 d'une bobine 25. Le compartiment 47 communique par une tubulure 52 avec une source de pression Po égale par exemple à la pression atmosphérique. Un fluide sous la pression d'alimentation P1 alimente par l'intermédiaire d'un premier étranglement 37 le comparti- ment 48 du réducteur dans lequel s'établit la pression réduite P2. Le fonctionnement est en tout point comparable aux précé- dentes réalisations: une augmentation de la pression P2, due à une obstruction partielle de la section d'écoulement comprise entre la palette et la buse, écrase le soufflet 49 ce qui a pour effet d'augmenter la distance entre la buse et la palette et par conséquent la section d'écou- lement. La figure 5 représente un réducteur à tiroir conforme à l'invention. Le corps creux 53 du réducteur présente un volume cylindrique séparé en deux parties 54, 55 par une collerette intérieure 56 et fermé à chacune de ses extré- - mités par un fond traverse par une tubulure 57, 58. La première partie 54 porte sur sa paroi latérale un orifice d'écoulement 59, dont la section d'écoulement est suscep- tible d'être modifiée par un tiroir 60 maintenu à l'extré- mité d'un organe élastique 61 dont l'autre extrémité est fixée à la collerette 56. Selon la forme de réalisation représentée, l'organe élastique est un ressort hélicoidal. La deuxième partie 55 est subdivisée en deux compartiments 62 et 63 par un tiroir 66. Le compartiment 62 porte sur sa paroi latérale une tubulure 64 interconnectée à la tubulure 59 de la partie 54, et un orifice d'écoulement 65 dont la section d'écoulement est susceptible d'être modifiée par le tiroir 66 fixé à l'extrémité d'un organe élastique 67 tel qu'un ressort hélicoïdal dont l'autre extrémité est fixée au fond de la partie 55. Le fluide sous la haute pression P1 est introduit par la tubulure 58 dans le compartiment 68 défini dans la partie 54 entre le fond de cette dite partie et la face du tiroir 60, d'o il s'échappe à la pression réduite P2 par la tubulure 59 vers l'utilisation et vers le compartiment 62. Le compartiment 62 communique avec l'espace situé entre le tiroir 60 et la collerette 56 dans lequel est logé l'organe élastique 61. Une partie du fluide à la pression réduite P2 s'échappe, par l'orifice d'écoulement 65 dont la section d'écoulement est susceptible d'être modifiée par le tiroir 66, vers une source de pression Po égale par exemple à la pression atmosphérique. Le compartiment 63 dans lequel est logé le ressort 67 du tiroir 66 est également à la pression Po. I Le fonctionnement est identique à celui des exemples précédents. L'obstruction partielle de la section d'écoulement de l'un des orifices 59 ou 65 par un corps étranger produit une diminution ou une augmentation, selon l'orifice concerné, de la pression P2 dans le compartiment 62 avec une variation en sens inverses des sections d'écoulement des orifices 59 et 65 tendant à augmenter la section d'écoulement de l'orifice obstrué et à diminuer celle de l'autre orifice et ainsi à compenser en partie la variation de la pression réduite P2. Si les diverses réalisations des réducteurs ci-dessus décrites ne permettent pas de rétablir exactement la pression réduite initiale, il est au moins possible de réduire de plus de moitié l'influence de l'obstruction par un corps étranger sur la pression réduite par rapport aux réducteurs connus qui ne disposent d'aucune compensation. En ce qui concerne le fonctionnement de servo-valves doubles munies de réducteurs selon l'invention, leur courbe caractéristique, pressions réduites en fonction du déplacement de la palette par rapport à sa position médiane, est modifiée. i5 La figure 6 montre la courbe caractéristique 1 lorsque les deux buses sont fixes, c'est-à-dire lorsque les réducteurs ne comportent pas les caractéristiques de l'invention. La courbe 2 correspond à une servo-valve double équipée de réducteurs selon l'invention sans adaptation particulière, on remarque que la courbe s'aplatit et s'élargit: le déplacement de la palette est plus important et les pressions sont inférieures à celles obtenues avec des buses fixes. Cet inconvénient peut être presque totalement supprimé, par exemple en rapprochant les buses de la palette ou en modifiant les sections d'écoulement des divers étran- glements. Il est donc nécessaire de tenir compte de ces remarques dans le dimensionnement initial des réducteurs pour servo- valve double présentant les caractéristiques de l'invention. REVENDICATIONS 1. Réducteur de pression à correction d'encrassement du type comprenant, dans un circuit de fluide, deux étran- glements en série définissant dans un corps creux trois compartiments, munis chacun d'une tubulure de raccor- dement, et trois pressions décroissant d'une haute pres- sion (Pl) dans le premier compartiment à une basse pres- sion (Po) dans le troisième compartiment en réalisant une pression réduite intermédiaire (P2) dans le deuxième compartiment, au moins un des étranglements étant consti- tué d'au moins deux éléments de réduction: un orifice d'écoulement et un organe de réglage définissant entre eux une section d'écoulement du fluide, caractérisé en ce que l'un au moins des éléments de réduction (10, 11; 33, 34; 41, 42; 50; 60, 66) est porté par un organe élastique (18, 19; 31, 32; 39, 40; 49; 61, 67) sensible aux variations de la différence des pressions entre la pres- sion réduite intermédiaire (P2) du fluide régnant dans le deuxième compartiment (3; 21, 23; 43, 44; 48; 62), d'une part, et la pression du fluide régnant dans l'autre compartiment adjacent, d'autre part, et réagissant sur l'élément de réduction qu'il porte de façon à contrarier les évolutions éventuelles de ladite pression réduite 23 intermédiaire (P2) résultant de l'encrassement de l'un des étranglements. 2. Réducteur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe élastique (18; 61) est sensible aux variations de la différence des pressions (Pl - P2) entre la pression intermédiaire réduite (P2) du fluide régnant dans le deuxième compartiment (3; 62), d'une part, et la haute pression (Pl) du fluide régnant dans le premier compartiment (2; 68). 3. Réducteur de pression selon la revendication 1,. caractérisé en ce que l'organe élastique (19; 31, 32; 39, 40; 49; 67) est sensible aux variations de la différence des pressions (P2 - Po) entre la pression intermédiaire réduite (P2) du fluide régnant dans le deuxième compartiment (3; 21, 23; 43, 44; 48; 62), d'une part, et la basse pression (Po) régnant dans le troisième compartiment (4; 29, 30; 45; 47; 63), d'autre part. 4. Réducteur de pression selon l'une des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que l'organe élastique est un soufflet (18, 19) et en ce que les deux éléments de réduction sont respectivement constitués par un orifice (10, 11) porté par le soufflet et par une aiguille (14, ). 5. Réducteur de pression selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe élastique est un soufflet (31, 32; 49) et en ce que les deux éléments de réduction sont respectivement constitués par une buse (33, 34; 50) portée par le soufflet et par une palette (28; 51). 25. 6. Réducteur de pression selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe élastique est une membrane et en ce que les deux éléments de réduction sont respectivement constitués par un orifice porté par la membrane et par une aiguille. 7. Réducteur de pression selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe élastique est une membrane (39, 40) et en ce que les deux éléments de réduction sont respectivement constitués par une buse (41, 42) portée par la membrane et par une palette {46). 8. Réducteur de pression selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe élastique est un ressort hélicoidal (61, 67) et en ce que les deux éléments de réduction sont respectivement constitués par un tiroir (60, 66) en appui sur le ressort et se déplaçant dans un alésage et par un orifice (59, 65) ménagé dans la paroi de l'alésage. 9. Réducteur de pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux étranglements (10, 11; 59, 65) sont équipés chacun d'un organe élastique (18, 19; 61, 67) réagissant en sens inverses l'un de l'autre de manière à associer leurs efforts pour contrarier les évolutions éventuelles de la pression réduite intermédiaire (P2). 10. Servo-valve double mettant en oeuvre deux réducteurs de pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un élément de réduction (28, 46), non porté par un organe élastique, est commun à deux étranglements qui appartiennent respectivement à chacun des réducteurs.