Brevet FR2656401A1 — publié le 19910628

L'invention concerne un obturateur à deux voies auto riglablo pour flux do fluide, p.ex. une vanno Ifmitative de ventilation de bâtiments, comportant au moins deux éléments limiteurs orientables arrangés de telle façon qu'un élément, déformable par son élasticité et en position inactive, laquelle provient d'un manque de différence de pression de part et d'autre de l'obturateur, et dans laquelle J 'élément limiteur est presque plan, pouvant s'appliquer contre une paroi et dispose dans le fluido passalit avec une normale arbitraire de surface proche de Ja perpendiculaire au sens principal du flux du fluide passant, puisse, par un fléchissement provoqué par une diffôrenco do pression, outre place en une position active, où un seul mouvement lui fait obstruer au moins uno partie de la surface do passage du canal de ventilation, et où les normales arbitraires de surface sont essentiellement paralèlles au sons principal du flux du fluide. Un tel obturateur est déjà connu, p.ex. par la description de brevet EP 0 032 447, où l'élément limiteur consiste on un tapis de balais, dont le serrage est suffisant lorsqu'il entre en fonction, pour gêner le passage de l'air de ventilation et où les crins sont pliables par l'action de la pression de cet air de ventilation.Les balais sont alignés devant wie barre qui peut être double en vue d'uni effet à deux voies de l'obturateur, et lors d'un gradient élevé de pression, l'élément limiteur est forcé hors de sa position de repos et va taper contre la barre qui, d'ailleurs, est une partie du dispositif de stoppage. On ne peut donc pas assurer avec ce système un passage presque libre aux faibles flux de fluides, ni effectuer une occlusion efficace pour une vitesse de flux quelconque prise au hasard plus élevée, du fait que d'une part, les balais ne présentent qu'une résistance relativement faible au flux du fluide et d'autre part, ne peuvent pas modérer officaoement le flux, mais seulement le réduire ou lui faire obstacle. En outre, pour l'activation de l'élément limiteur, ce gradient neceesairoment élevé do pression provoque un bruit acoustique à large bande, créé par la torsion relevée de chaque poil do balai. Enfin l'utilisation do cet élément limiteur est restreinte, car il ne peut être employé que dans les canaux rectangulaires de ventilation et non dans les canaux circulaires. Psr la description de brevet DK 108 541 on connait également un obturateur auto-réglable de régulation de ventilation, où l'élément limiteur est une plaque piano et suspendue qui, en présence de gradients de pression, est respectivement stoppée d'un côté et de l'autre par les butée d'arrêt placées sur l'élément limiteur lui-même, où un courant d'air supérieur à une vitesse donnée peut être entièrement arrêté. Un obturateur de ce genre est très volumineux, compliqué å construire, difficile à introduire dans les bâtiments déjA existantes et provoque par ses battements contre les dispositifs de butée des bruits acoustiques tres gênants. Par la description de brevet DE 29 11 211 on connaît un obturateur semblable mais dont l'élément limiteur comprend ici, outre une plaque plane suspendue, uno partie de vanne cylindrique ot circulaire qui, sous l'action du passage de l'air, tourne autour de l'axe de rotation ou axe central du cylindre. Cette exécution assure sans doute une fermeture A peu prôs silencieuse du courant d'air, mais elle est extrêmement volumineuse, difficile A incorporer et peu résistante à l'usure m nique. A cela s'ajoute que cette vanno est coûteuse dans son ensemble et que le temps de sa fabricAtion ainsi que de l'ajustage nécessaire et du réglage des oontre-poids est extrêmement long. Par la description de brevet US 1.623.286, on connait aussi un obturateur éxécuté dons l'essentiel comme décrit nu paragraphe d'introduction ci-dessus. Cet instrument trouve son emploi dans les installations de ventilation ou un bâtiment d'habitation est ventilé par les différences naturelles fortuites de pression. Meme si on ne lui n pas prévu do fonction limitative, il peut fermer l'ouverture de ventilation lors de fortes différences de pression, ccl pour assurer une ventilation naturelle A fonction stable. L'obturateur est équipé de contre-poids qu'l faut régler à la mise en place, et la fermeture du courant d'air se produit quand les différences do pression sont suffisamment élevées pour pousser le clapet de vanne contre les dispositifs d'arret, ce qui provoque à nouveau des gants acoustiques. Cette vanne est très volumineuse comparée b son débit et difficile à placer dans des bâtiments existants. La présente invention a donc pour but do présenter un obturateur auto-réglable à deux voies, pour flux de fluides, dans le genre décrit au paragraphe d'introduction ci-dessus, lequel peut, p.ex., être utilisé comme vanne limitative pour une ventilation de bâtiment où cette vanne non volumineuse ost simple à fabriquor, faoile A intégrer dans des bâtiments existants, ne demandant aucun réglage et de fonction presque silencieuse. Cotto tache est accomplie selon l'invention, par une vanne dont la particularité est le fnJt, que l'élément limiteur se constitue d'une feuille imperméable, que les éléments limiteurs sont notamment placés 8 la verticale, symétriques avec les parois en position centrale dans le canal de ventilation, que les éléments limiteurs et la paroi arrière sont poses symétriquement par rapport A la butée d'arrêt et que la butée est exécutée avec uno tringle qui s'allonge le long de la paroi placée derrière la feuille des éléments limiteurs et presquo au miliou de celle-ci. Grâce à la forme et à l'emplacement des éléments limiteurs selon l'invention, on obtient graduellement une fermeture presque totale de la section de passage du canal de ventilation, on assurant en même temps un flux maximum de passage de l'air correspondant A la dimension prévue indépendamment des vitesses fortuites du vent à l'extérieur, et où la réduction de la surface de passage de l1air n'occasionne ni battements ni gênes acoustiques particuliers en comparaison avec les éléments limiteurs déjA connus.En outre, 11 emploi des éléments limiteurs est rendu plus aisé, p.ex. dans un- canal cylindrique de ventilation, et la fabrication devient oins onéreuse, quand on utiliss des éléments symétriques, pouvant être dos composants standard. Par une création spécialement rationnelle de l'obturateur auto-réglable A deux voies pour flux de fluide, l'élément limiteur se compose d'au moins 2 couches de feuilles, où les couches internes des feuilles sont, au fléchissement, formées en pointe dans une direction perpendiculaire à l'axe de fléchissement. On obtient ainsi, aussi bien un facteur variable progressif de fléchissement pour les éléments limiteurs, que la possibilité de dimensionner au choix le flux maximum d'air, lequel peut se choisir entre 4 1/sec ot 8 1/sec pour un canal de ventilation de 80 mm dc diamètre. Dans le cas où la paroi placée au centre forme une unité avec la butée qui peut s'assembler à l'aide p.ex. d'un verrou 8 ressort, où la paroi est placée perpendiculairement à la butée d'arrêt, et oU la feuille de l'élément limiteur est fixée à la jonction de la butée avec la paroi, on obtient un assemblage simple et rapide des divers éléments de 11 obturateur de flux do fluide. Afin de qarantir une fonction fiable de l'élément limiteur, l'invention propose une exécution spéciale, où la paroi contre laquelle les feuilles vont s'appliquer soit munie d'au moins un évidement sur les bords qui sont tournés contre les sens de flux du fluide. De cotte façon, même les courants d'air faibles pourront soulever l'élément limiteur, mamie si celui-oi ost presque colle à la paroi en raison d'électricité statique. En exécution améliorée, la paroi peut aussi consister en une plaque perfore, ce qui réduira encore plus les liaisons électrostatiques éventuelles entre la paroi et la feuille de ment limiteur.On peut obtenir un effet équivalent si l'on fixe,sur les deux côtés des bords, des saillies qui empêchent que l'élément limiteur vionno se plaquer totalement la paroi Pour s'assurer contre le soufflage de la fouille d'élément limiteur au delà de la butée d'arrêt, celle-ci peut être unie d'une butée auxiliaire partant du milieu de la tringle de paroi et qui1 en cas de canal circulaire de ventilation, peut aussi entre assistée d'une butée coaxiale circulaire. L'invention est davantage expliquée dans ce qui suit à l'aide des exemples d'ex6oution montrés sur le dessin, d'oW ressortent plusieurs détails et avantages. Se trouvent sur le dessin fig. 1. un obturateur à deux voies conforme à l'invention sous une vue de perspective et monté dans un canal carré de ventilation. fig. 2. un élément limiteur selon l'invention constitué d'une feuille imperméable, où une autre feuille est présentée schématiquement et en coupe. fig. 3. un obturateur comme sur la fig. 1, monté dans un canal cylindrique do ventilation et, fig. 4. une mesure tomparative effectuée sur un clapet ordinaire d'air frais et sur un obturateur à flux dirige. En relation avec l'évaluation des obturateurs, on emploie les notions de blocage et do fuite, toutes deux s'exprimant en pourcent de la surface de passage du flux non entravé dans le canal, c'est & dire sans obturateur. Le blocage est l'expression de la partie do la surface de passage qui est fermée par l'obturateur tout ouvert, et la fuite exprime combien l'obturateur ferme le flux, ce qui veut dire que la fuite est la surface disponible de passaqe qui est présente quand l'obturateur est totalement fermé, par rapport a' la surface de passage non entravée.Le chiffre de pourcentage de fuite nc donna pas de conclusions quantitatives sur les conditions de passage du flux, car celui-ci dépend d'une série de paramètres tels que le nombre de Reynold, le degré de turbulence ô la fermeture, la forme de l'élément limiteur et la fréquence de torsion par tourbillonnement, ce qui influe, à nouveau sur la formation du bruit. La fig. l montro un obturateur limitatif selon l'invention, où l'élément limiteur consiste en une fouille de silicone. Dans l'exécution présentée, cette feuille a une épaisseur ds 0,65 mm, niais cette épaisseur peut varier selon les dimensions physiques do l'obturateur ou bien sn capacité de fermeture, p.ex. 8 l/sec. L'élément limiteur (1) est fixé dans un cadre (2) qui agit comme butée d'arrêt, le long d'une paroi médiane de l'obturateur. Pour assurer Un fléchissement correct, la paroi (6) ne présents pas, sur le bord (7) tourne contre le flux, d'évidement ni de saillie supplémentaires perpendiculaires au plan de la paroi, qui font en sorte que l'élément limitour (1) ne se colle pas a la paroi (6) en raison de charges électriques ou statiques, et que cet élément limiteur (1) sait en état de commencer une fermeture, même avec un faible: flux. L'on peut voir, par ailleurs que le cadre (2) porte dans le plan symétrique la tringle (8), sur laquelle les parois (6, 6') et les éléments limiteurs (1) sont fixés. La fixation se montre par un nombre indéterminé de points qui figurent les assemblages.Par ailleurs, le cadre (2) est muni de contreforts (4, 5) en diagonale dont le but est d'éviter que l1air traverse l'élément limiteur dans de cas do gradients de pression très élevés au travers de l'obturateur. A l'intérieur du pliage, l'élément limiteur peut être équipé d'un renfort (3) , lequel serait une feuille supplémentaire devant servir 9 consolider l'élément. Ce renfort (3) peut avoir différentes formes qui influent sur le facteur d'élasticité, c'est A dire la souplesse de l'élément limiteur et sa faculté de fermeture.La forme présentée sur la fig. 2 favorise une occlusion modérée pour les faibles différences de pression, alors quo la fermeture ne se produit qu'en cas de gradients de pression sensiblement plus élevés. Dans 11 exécution présentée, le blocage ne représente que quelques pourcent, alors que la fuite pour des gradients naturels do pression peut s'ajuster par un choix correct de l'épaisseur de la feuille et/ou un renforcement dans la zone de fléchissement. Le dessin montre schématiquement comment l'élément limiteur se déplace, lorsque l'obturateur est soumis à des gradients de pression qui progressent dans l'axe du canal de ventilation. La fig. 2 présente la mise au point d'un élément limiteur selon l'invention, où un renfort (3) est placé attenant à l'élément (1). > Le renfort (3) est placé dans la zone de fléchissement et, suivant sa longueur, sa largour, sa forme et son épaisseur, il est possible avec ce renfort (3) , de calculer le facteur de fléchisseinent pour un nombre de zones tel gue l'on peut déterminer n'importe quelle limite de fermeture pour un élément limiteur (1) .Le principe est d'ailleurs connu par les ressorts elliptiques à lames, mais n a pas encore été utilisé en relation avec un obturateur auto-réglable A deux voies pour fluides du genre décrit dans le paragrapho d'introduction. La présentation on coupe sur la fig. 2, de la section A - A de l'élément liinjteur n'est apposée que pour parfaire la compréhension. La fig. 3 montre une exécution circulaire de l'obturateur selon l'invention, où chacun des composants a les mêmes numéros de renvoi que sur les figures précédentes. Et ici, la butée de secours n'est montrée que pour le principe, car elle peut avoir n'importe quelle forme, à condition qu'elle n'augmente pas le blocage ni ne provoque de bruit. La fiche do courbes de la fig. 4 montre que l ' obturateur a l'effet prévu, car le volume de passage est exprimé en M oome une fonction de la différence de pression exprimée en Pa, de chaque côté de l'obturateur, où la courbe supérieure qui est presque une ligne droite, est portée pour un clapet d'air frais, alors que la courbe inférieure exprime les. mesures effectuées sur un obturateur selon l'invention. L'on peut voir qu'aux différences faibles de pression, soit en dessous de 10 Pa, il t'y a pas d'occlusion notoire, ce qui signifie un blocago minimal. Au dessus de 10 Pa, la courbe inférieure commence à fléchir, indiquant que l'élément (1) entre te fonction. Au dessus de 20 Pa se produit un changement radical du flux qui se ferme totalement enréalité, c'est à dire que la fuite est très faible. La valeur limite présentée de 20 Pa exprime que le point d'action de l'obturateur mesuré est choisi à 20 Pa, mais ce point d'action, à l'aide de l'élément de renforcement (3) peut être déplacé une valeur quelconque de pression entre p.ex. 5 Pa et 50 Fa. REVENDICATIONS 1. Un obturateur auto-réglable à deux voies pour flux de fluides, p.ex. une vanne limitative de ventilation pour bâtiments, comportant au moins deux éléments limiteurs orientables arrangés do telle façon qu'un élément, déformable par son élasticité et en position inactive, laquelle provient d'un manque de différence de pression de part et d'autre de l'obturateur, et dans laquelle l'élément limiteur est presque plan, pouvant s'appliquer contre une paroi (6, 6') et dispos dans le fluide de passage avec une normale arbitraire de surface proche do la perpendiculaire au sens principal du flux du fluide passant, puisse, par un fléchissement provoque par une différence de pression, & re placé en une position activer où un seul mouvement lui fait obstruer au oins une partie de la surface de passage du canal de ventilation, et ou les normales arbitraires de surface sont essentiellement paralèlles au sens principal du flux du fluido, c n r a c t é r i s é par le faits, que l'élément limiteur (1) consiste en une feuille imperméable, que les éléments limiteurs (1) sont notamment placés à la verticale, symétriques avec les parois (6, 6') en position centrale dans le canal de ventilation, que les éléments limiteurs (1) et la paroi arrière (6, 6') sont posés symétriquement par rapport ô la butée d'arrêt (2) et que la butée (2) est exécutée avec une tringle (8) qui s'allonge le long de la paroi (6, 6') placée derrière la feuille des éléments limiteurs et presque au milieu de celle-ci. 2. Un obturateur auto-réglable A deux voies pour flux de fluide, conforme à la revendication 1, o a r a c t ô r i s 6 par le fait que l'élément limiteur (i) se compose d'au moins 2 couches de feuilles, où les couches internes des feuilles (3) sont, au fléchissement, formées en pointe dans une direction perpendiculaire à l'axe du fléchissement. 3. Un obturateur auto-réglable à deux voies pour flux de fluides conforme aux revendications 1 ou 2, et qui est c a r a c t é r 5 s é par le fait guo la paroi (6, 6') forme un corps avec la butée (2, 4, 5) qui peut s'assembler à l'aide p.ex. d'un verrou à ressort, où la paroi (6, 6') est placée perpendiculairement à la butée d'arrêt (2, 4, 5), et où la feuille de l'élément limiteur (1) est fixée à la jonction de la butée d'arrêt (2, 4, 5) avec la paroi (6). 4, Un obturateur auto-réglable à deux voies pour flux de fluides conforme à la revendication 3, c a x a c t 6 r i s 6 par le fait que les parois (6, 6') sont munies d'au moins un évidement sur les bords (7, 7') qui sont tournois dans ou contre les sens de flux du fluide. 5, Un obturateur auto-réglable à deux voies pour flux de fluides conforme à chacune dos revendications précédentes c a r a c t é r i s é par le fait que la paroi (6, 6') consiste en une plaque perforée. 6. Un obturateur auto-réglable A deux voies pour flux de fluides conforme à chacune des revendications précédentes et c a r a c t Q r i s 6 par le iait que les bords (7, 7') portent des saillies des deux côtés de la paroi (6, 6').