Brevet FR2601749A1 — publié le 19880122

"REGULATEUR DE DEBIT, EN PARTICULIER POUR MACHINES A LAVER" La présente invention concerne un dispositif pour la régulation du débit de fluides, et en particulier de liquides, utilisable par exemple dans des machines à laver. Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif de régulation de débit, de fabrication simple et économique, sans hystérésis, et dont la caractéristique de débit soit constante et répétable dans le temps lorsque la pression d'entrée varie, de 10 manière que la caractéristique initiale de débit en fonction de la pression à l'entrée soit sensiblement inaltérée. Cet objet ainsi que d'autres sont atteints seLon l'invention par l'intermédiaire d'un dispositif de 15 régulation de débit défini dans la revendication principale annexée. Comme cela apparaîtra plus clairement d'après la suite du texte, une autre caractéristique particulière et particulièrement avantageuse du dispositif selon 20 l'invention réside dans la possibilité de réguler de façon pratiquement indépendante la caractéristique de débit aux pressions hautes et aux pressions basses. D'autres caratéristiques et avantages du dispositif selon l'invention apparaitront à la lecture de la 25 description détaillée qui suit, effectuée avec référence aux dessins annexes, fournis à pur titre d'exemple non limitatif, dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en perspective d'un régulateur de debit selon l'invention; la Fig. 2 est une vue de face du régulateur montré à la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue en coupe axiale selon la ligne III-III de la Fig. 1, et la Fig. 4 est un graphique qui montre l'évolution de 35 la caractéristique voulue débit (Q) - pression du fluide en entrée CP) pour le dispositif selon l'invention. En se référant à la Fig. 1, la référence 1 indique dans son ensemOLe un aispositif de reguLation de éoeuit selon l'invention. Ce dispositif comprend un corps 2 de 5 forme sensiblement tubulaire avec une portion d'entrée 2a et une portion de sortie 2b de diamètre réduit. Comme cela apparait en particulier au vu de la Fig. 3, entre les portions d'entrée et de sortie du corps 2 est défini un épaulement annulaire 2c. Le corps 2 présente une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie, indiquées par les références 2d et 2e. L'ouverture d'entrée 2d dans l'exemple illustré, a une forme sensiblement quadrangulaire, alors que l'ouverture de sortie est sensiblement cylindrique. Dans la section d'entrée 2a du corps 2 est monté un équipement pouvant être déplacé axialement, portant dans son ensemble la référence 3. Cet équipement comprend un élément 4 bloqué en rotation mais pouvant être déplacé axialement dans le corps 2. Dans la réalisation 20 illustrée, l'élément 4 a sensiblement la forme d'un prisme, compLenentaire au profiL oe L'ouverture oientrret 2d du corps 2. Près de l'orifice de l'ouverture d'entrée 2d, le corps 2 présente une paire de saillies d'arrêt 5 situées 25 l'une en face de l'autre. L'équipement mobile 3 (et en particulier l'élément mobile 4) est monté de façon à pouvoir être déplacé entre les saillies 5 et l'épaulement 2c du corps 2. Entre cet épaulement et l'extrémité lui faisant face de l'éLément 4 est 30 interposé un ressort hélicoldal 6 (Fig. 3) dont l'axe est dans la même direction que l'ouverture de sortie 2e. Ce -ressort tend à pousser l'équipement 3 contre les saillies d'arrêt 5. L'éLément mobile 4 présente quatre ouvertures 35 cylindriques 7 équidistantes et parallèles à l'axe de l'élément 4 du corps 2. L'élément 4 présente en outre en son centre une ouverture axiale filetée 8, dans laquelle s'insère le filetage extérieur d'un organe d'étranglement 9 de forme 5 sensiblement tubulaire. Le diamètre extérieur d de cet organe est légèrement inférieur au diamètre intérieur D de l'ouverture de sortie 2e du corps 2. En outre, l'extrémité de l'organe 9 orientée vers l'ouverture de sortie du corps 2 présente une superficie 9a profilée, 10 en particulier progressivement fuselée, comme. cela dppdrdit à La Fiy. 3. Dans la condition de repos, le ressort 6 maintient l'équipement mobile 3 dans la position illustrée à la Fig. 3, contre les arrêts 5, et l'extrémité profilée 9a 15 de l'organe d'étranglement 9 est orientée vers l'ouverture 2f de l'ouverture de sortie du corps 2 et définit avec cette dernière un passage portant la référence 10. L'ouverture d'entrée 2d du corps 2 peut donc 20 communiquer avec l'ouverture de sortie 2e à travers les trous 7 de l'élément 4 et le passage 10 défini ci-dessus. L'organe d'étranglement 9 a une portion d'entrée dont la paroi présente un filetage intérieur 9b (Fig. 3), et une portion de sortie à paroi lisse, séparées entre elles par une cloison transversale 11 représentant un trou étroit central 12. Comme cela apparait en particulier au vu de la Fig., 2, dans la paroi de La portiur u 'enrtree de l'organe d'étranglement sont 30 intérieurement placées deux cannelures 13 situées l'une en face de l'autre. La référence 14 indique un obturateur cylindrique, fileté à l'extérieur, vissé dans la portion d'entrée de l'organe d'étranglement 9. L'extrémité 14a de l'obturateur 14 qui est orientée vers la cloison 11 a une fur".e cuiique (Fiy. 3), et sa superficie extérieure, conjointement avec l'ouverture du trou étroit 12 définit un passage portant la référence 15. Les ouvertures d'entrée 2d et de sortie 2e du corps 5 2 sont donc susceptibles de communiquer également à travers les passages définis entre les cannelures 13 de l'organe d'étranglement 9 et-L'obturateur 14, le passage 15, et l'extrémité de sortie de l'organe d'étranglement 9. L'obturateur 14 présente une entaille diamétrale 14b sur la face d'extrémité orientée à l'extérieur du corps 2. Par l'intermédiaire d'un outil, tel que par exemple un tournevis, il est possible de varier le degré de vissage de l'obturateur 14 par rapport à l'organe 15 d'étranglement 9, pour modifier de façon correspondante la lumière du passage 15 défini entre cet obturateur et le trou étroit 12. De la même façon, sur la face orientée vers L'exterieur Cu corps 2, l'organe d'étranglement 9 20 présente une paire d'entailles 9c alignées le long d'un de ses diamètres, lesquelles, lorsqu'elles sont manipulées avec un ustensile adéquat, permettent de modifier la position de cet organe d'étranglement par rapport à l'élément 4, et donc par rapport à l'orifice 25 de l'ouverture de sortie du corps 2. Le dispositif illustré ci-dessus est destiné à réguler le débit d'un fluide qui le traverse, en fonction de la pression de ce fluide, sensiblement selon la courbe A montrée dans le graphique de la Fig. 4. Dans 30 ce graphique, le débit est reporté en ordonnées, en fonction de la pression P indiquée en abscisses. La courbe A présente, aux pressions basses (c'est-à dire en dessous d'une valeur indiquée par P.), une évolution rapidement croissante, alors qu'aux pressions hautes, 35 elle présente des variations de débit très modestes, y compris pour de grandes variations de pression. La courbe de la Fig. 4 représente l'évolution désirée du débit en fonction de la variation de la pression qui doit être déterminée par le dispositif régulateur. Le dispositif régulateur de débit décrit ci-dessus peut être étalonné, à la fin de la ligne de production, de façon très simple et pratique, pour obtenir que son cuiipurt,,i, corresponde effectivement à la courbe 10 caractéristique désirée. Ceci est réalisable de la manière qui va maintenant être décrite. Lorsqu'un fluide, en particulier un liquide sous pression est envoyé à l'ouverture d'entrée du régulateur, la pression agissant sur l'équipement mobile 15 3 détermine le déplacement de ce dernier vers l'ouverture de sortie 2e du corps 2, contre l'action du ressort 6. L'extrémité 9a de l'organe d'étranglement 9 pénètre progressivement dans l'ouverture de sortie 2e. Les profilages de l'extrémité de l'organe d'étranglement 20 et de L'orifice 2f de l'ouverture de sortie du corps 2 sont conçus de teLle sorte que la lumière du passage 10 est maximale lorsque l'équipement mobile se trouve dans la condition de repos montrée à la Fig. 3, et diminue initialement de façon progressive lorsque l'équipement 25 mobile 3 s'éloigne des arrêts 5 sous l'action de la pression du fluide, et donc atteint par la suite une yr'a[ueur iliriiaLtàe sensiblement constante. En effet, la lumière minimale entre l'organe d'étranglement et l'ouverture de sortie 2e du corps 2 est celle qui 30 correspond à la différence entre les diamètres D et d définis ci-dessus. Pour des valeurs basses de la pression du fluide envoyé au régulateur de débit, l'organe d'étranglement 9 est donc en mesure de déterminer des variations notables 35 du débit. Par contre, aux pressions hautes, il résulte que le débit du fluide à travers le régulateur est sensiblement indépendant de la position axiale dans laquelLe se trouve l'organe d'étranglement 9 dans L'ouverture de sortie du corps 2. Le débit du fluide à travers le régulateur est en outre influencé par la position de l'obturateur 14. A ce propos, on observe que la section de passage du trou étroit 12 est, comme il convient, beaucoup plus petite que la section du passage 10 défini au repos entre 10 l'organe d'étranglement 9 et l'ouverture de sortie du corps 2. Pourtant, aux pressions basses, il résulte que le debit à travers le régulateur est sensiblement indépendant de la position dans laquelle se trouve l'obturateur 14, et dépend sensiblement seulement de la 15 position axiale de l'organe d'étranglement 9. La section de passage du trou étroit 12 n'est ceplltuait wàs neuliyeable par rapport à la lumière du passage défini aux pressions hautes entre l'organe d'étranglement 9 et l'ouverture de sortie du corps 2. En 20 conséquence, aux pressions hautes, le débit à travers le dispositif régulateur est sensiblement indépendant de la position axiale de l'organe d'étranglement 9, mais est susceptible d'être modifié à la suite de la variation de position imposée à l'organe obturateur 14 qui est 25 susceptible de réduire de façon appréciable la lumière -du passage 15, et donc d'influencer sensiblement une fraction appréciable du flux de fluide à travers le dispositif régulateur. A partir de ce qui a été décrit plus haut, il 30 apparait évident que le dispositif régulateur selon l'invention permet L'ajustement de la caractéristique débit/pression aux pressions basses et aux pressions hautes, avec deux régulations pratiquement indépendantes. En fait, en modifiant la position axiale 5$ de t'orgarit d'étranglemnent 9 par rapport à l'élément 4, il est possible de modifier la caractéristique de débit du dispositif aux pressions basses, alors que la caractéristique de débit aux pressions hautes peut être étalonnée en agissant sur l'obturateur 14. De cette 5 façon, il est possible d'étalonner parfaitement le régulateur, en compensant les effets dos aux inévitables tolérances de fabrication. En ce qui concerne l'étalonnage du débit aux pressions basses, on peut observer que celui-ci peut 10 être obtenu avec des profils de l'organe obturateur et de l'orifice de l'ouverture de sortie du corps différents de ceux illustrés et décrits. En outre, l'étalonnage de la caractéristique aux pressions basses peut être réalisé en modifiant le degré de compression 15 du ressort 6, plutôt que la position axiale de l'organe d'étranglement 9. En outre, l'extrémité de l'organe obturateur 14 et l'orifice du trou étroit 12 peuvent eux aussi avoir des formes différentes de celles illustrées. Naturellement, l'invention s'étend à toutes les réalisations qui permettent des utilisations comparables du fait du même concept innovateur. REVENDICATIONS 1. Régulateur de débit, en particulier pour machines à laver, caractérisé par le fait qu'il comprend un corps (2) avec une ouverture d'entrée (2d) et une 5 ouverture de sortie (2e), et muni de moyens d'arrêt (5) adjacents à l'ouverture d'entrée (2d), et un équipement (3) mobile dans le corps (2) entre les moyens d'arrêt (5) et l'ouverture de sortie (2e) sous l'action du fluide envoyé à l'entrée dudit corps (2) et 10 à l'encontre de moyens élastiques de contraste (6) tendant à le pousser vers lesdits moyens d'arrêt (5); ledit équipement mobile (3) définissant au moins une ouverture (7) qui met en communication l'ouverture d'entrée (2d) avec l'ouverture de sortie (2e) du corps 15 (2) et comprenant un organe d'étranglement (9) coopérant avec l'ouverture de sortie (2e) du corps (2); l'organe d'étranglement (9) et ladite ouverture de sortie (2e) présentant des surfaces respectives travaillant ensemble, profilées de telle manière que la lumière du 20 passage (10) définie entre elles est variable entre un maximum et un minimum selon des modalités préétablies en fonction de la pression du fluide envoyé à l'entrée dudit corps (2). 2. Régulateur de débit selon la revendication 1, 25 caractérisé par le fait que les superficies travaillant ensemble de l'organe d'étranglement (9) et de l'.ouverture de sortie (2e) du corps (2) sont profilées de telle manière que la lumière du passage (10) définie entre elles est maximale lorsque l'équipement mobile (3) 30 est à une distance minimale par rapport aux moyens d'arrêt (5), diminue initialement de façon progressive lorsque l'équipement mobile (3) s'éloigne des moyens d'arrêt (5) sous l'action de la pression du fluide, et atteint donc ensuite une grandeur minimale sensiblement 35 constante. 3. RéguLateur de débit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de régulation à entraînement manuel (9, 9c) , capables de modifier la caractéristique de variation de la lumière 5 du passage (10) entre les superficies profilées coopérantes de l'organe d'étranglement (9) et de l'ouverture- de sortie (2e) du corps (2) en fonction de la pression du fluide envoyé en entrée audit corps (2). 4. Régulateur de débit selon la revendication 3, 10 caractérisé par le fait que ledit équipement mobile (3) comprend un élément (4) bloqué en rotation mais pouvant étre axialement déplacé dans le corps (2) entre lés moyens d'arrêt (5) et l'ouve'rture de sortie (2e) contre l'action desdits moyens élastiques de contraste (6), et 15 par le fait que ledit organe d'étranglement (9) est monté dans Ledit élément (4) de manière à pouvoir être déplacé axialement de façon réglable. 5. Régulateur de débit selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'organe d'étranglement (9) 20 est vissé en position réglable dans une ouverture axiale filetée (8) dudit élément mobile (4), 6. Régulateur de débit selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens de régulation comprennent des moyens pouvant modifier le degre de 25 compression desdits moyens élastiques de contraste (6). 7. Régulateur de débit selon n'importe laquelle des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit équipement mobile (3) présente en outre au moins un trou étroit (12) qui met en communication l'ouverture 30 d'entrée (2d) avec l'ouverture de sortie (2e) du corps (2) susdit. 8. Régulateur de débit selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'équipement mobile (3) cmprend un second organe d'étranglement (15) coopérant 35 avec ledit trou étroit (12); des moyens de régulation à 260 1 749 entraînement manuel (14, 14b) étant prévus pour rodifier la position dudit organe d'étranglement (15) par rapport à l'orifice dudit trou étroit (12). 9. Régulateur de débit selon La revendication 7 ou 8, 5 caractérisé par le fait que ledit premier organe d'étranglement (9) présente une ouverture axiale dans laquelle est défini un orifice calibré (12) constituant ledit trou étroit. 10. Régulateur de débit selon les revendications 8 et 9, 10 caractérisé par le fait que ledit second organe d'étranglement (15) est vissé en position réglable dans une portion filetée (9b) de l'ouverture axiale du premier organe d'étranglement (9). 11. RéguLateur de débit selon n'importe laquelle des 15 revendications précédentes caractérisé par le fait que le susdit corps (2) présente une forme tubulaire avec une section de sortie (2b) à diamètre intérieur réduit, définissant un épaulement annulaire intérieur (2c), et par le fait que lesdits moyens élastiques incluent un 20 ressort (6) disposé entre le susdit équipement mobile (3) et ledit épaulement (2c). 12. Régulateur de débit, en particulier pour machines à laver, sensiblement selon ce qui a été décrit et illustré, et pour les buts spécifiés.