Brevet FR2589260A1 — publié le 19870430

L'invention concerne 'les régulateurs de débit de fluide qui fonctionnent par le contrôle de l'ouverture d'un clapet actionné par une membrane soumise à la différence de pression qui apparat aux extrémités d'un elément déprimogène, autrement appelé élément primaire et tel que capillaire, diaphragme etc, et d'une manière genérale par tout élément dont la différence de pression entre l'entrée et la sortie est en relation avec le débit fluide qui la traverse, I'invention concerne en particulier, les régulateurs à membrane pour micro débits. L'invention a pour but de simplifier la réalisation du régulateur par l'utilisation d'un élément primaire lié à la membrane et de prévoir un dispositif de compensation thermique qui réduit les variations de débit inhérentes à la modification de la viscosité du fluide en fonction de la température. La figure 1 illustre le mécanisme d'un régulateur de débit conventionnel à l'élément déprimogène fixe constitué dans l'exemple par un capillaire. II comprend un corps (1) dont le volume forme deux cavités (2) et (3) séparées par une membrane souple (4) soumise à la pression résultant de l'écoulement du fluide de l'entrée (5) vers la sortie (6) à travers le capillaire (7) inséré dans une canalisation solidaire du corps.La pression en relation avec le débit du fluide dans le capillaire provoque la fermeture d'un clapet (8) sur un siège (9). Le débit nominal est obtenu lorsque l'effort de déplacement du clapet additionné de la force du ressort (10) positionné entre le corps et la membrane, équilibre l'effort dû à la pression sur la membrane. La figure 2, illustre le mode de réalisation particulier de l'invention avec élément primaire solidaire de la membrane. Selon l'invention, I'élément primaire (il) est implanté sur le support (12) de clapet (8) fixé par les flasque (13) sur la membrane (14) supprimant ainsi le circuit de dérivation complexe qu'il est nécessaire de réalisé dans les régulateurs de débit connus ; I'élément primaire est situé dans l'axe de la membrane. Le débit nominal est réglé en modifiant la position du siège de clapet (15) dans le corps (16) qui a pour effet de changer la compression du ressort au point de fonctionnement (17). L'étanchéité entre le siège de clapet et le corps étant, dans l'exemple, non limitatif de l'invention assurée par le joint (18). Dans l'invention la dérive de débit dtie aux variations de viscosité du fluide, aux différentes températures de fonctionnement, est éliminée par un dispositif de compensation qui agit par la modification automatique de la compression du ressort sous l'effet du déplacement de la surface libre d'un élastomère moulé ou ajusté dans une cavité. Un élastomère se comportant comme un liquile, c'est à dire étant incompressible, le déplacement s'opère par suite de la variation de dilatation entre son volume et celui de la cavité qui le contient. L'invention utilise pour obtenir une loi non linéaire du tarage du ressort qui conduira à un débit constant quelle que soit la température ; une cavité de forme et de dimension appropriées déterminées par les coefficients de dilatation de l'élastomère et du matériau de la cavité qui le recoit. Sur la figure 2 le compensateur réalisé selon l'invention est constitué par la cavité (19), réalisée dans le corps (16) dans lequel est moulé un élastomère (2 O), du caoutchouc silicone par exemple, et un plateau (21) sur lequel prend appui le ressort (17). Le compensateur permet la réalisation de régulateurs pour micro débits avec un capillaire lié à la membrane comme le prévoit l'utilisation d'un élément primaire à forte perte de charge pour obtenir une force suffisante au bon fonctionnement du clapet. En pratique, seul un capillaire est utilisé et ce à cause de ses possibilités de perte de charge élevée ; un diaphragme ne permet pas seul, I'obtention de la forte perte de charge parce que la dimension d'un orifice préci de très petit diamètre n'est pas réalisable dans l'état actuel de la technique, la perte de charge avec diaphragme ne pourrait donc être obtenue qu'en associant plusieurs diaphragmes dans un ensemble encombrant et lourd qui ne pourrait être supporté par la membrane dont la souplesse doit être très grande. Le débit d'un capillaire étant fortement dépendant de la température, le compensateur, objet de l'invention, assure la constance du débit en ajustant automatiquement le tarage du ressort à chaque température. L'invention concerne le domaine de l'instrumentation, de la régulation et de l'asservissement des fluides. REVENDICATIONS 1 - Régulateur de débit pour fluide, à membrane, comportant un élément primaire (11) solidaire de la membrane (14) dont la dérive de débit dbe à la variation de viscosité avec la température est éliminée par un compensateur. 2 - Régulateur selon revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément primaire (11) est situé dans l'axe de la membrane (14). 3 - Régulateur selon revendication 1 caractérisé par le fait que l'élément primaire (11) est implanté sur le support (12) de clapet (8). 4 - Régulateur selon revendication 1, caractérisé par le fait que le compen sateur qui élimine la dérive de débit est constitué par un plateau (21) sur lequel prend appui le ressort de tarage (17), poussé par un élas tomère (20) moulé dans une cavité (1 9). 5 - Régulateur selon revendication 4, caractérisé par le fait que la cavité (19) a une dimension et une forme appropriée pour que les différences de dilatation entre l'élastomère et le matériau de la cavité conduisent à la loi non linéaire de tarage du ressort (17) pour compenser la dérive de l'élément primaire.