Brevet FR2729183A1 — publié le 19960712

DESCRIPTION DETECTEUR DE DIFFERENCE DE PRESSIONS A FORCES REACTRICES DIMINUEES L'invention concerne un détecteur de différence de pressions à forces réactrices diminuées. Elle s'applique en particulier aux systèmes de réglage du débit de carburant pour turbomachines.10 Les régulateurs de carburant pour turbomachines comprennent généralement un doseur de débit dont l'amont est relié à la sortie d'une pompe volumétrique et l'aval à un circuit d'injection, une soupape régulatrice placée en dérivation15 entre la pompe et le doseur, un détecteur de perte de charge destiné à fournir une sortie à pression modulée fonction de la perte de charge entre les pressions mesurées en amont et en aval du doseur, la sortie à pression modulée agissant sur la soupape régulatrice pour ouvrir ou fermer celle-ci quand20 la perte de charge aux bornes du doseur varie afin de maintenir celle-ci constante, et un clapet d'arrêt destiné à arrêter sur commande le débit de carburant injecté dans la turbomachine, les organes précités étant commandés au moyen d'un calculateur de régulation.25 Les détecteurs de perte de charge connus comportent généralement un carter à l'intérieur duquel un pion est mobile en réponse à la pression prépondérante exercée entre deux enceintes reliées respectivement aux pressions amont et30 aval du doseur. Le pion fait face à une restriction de buse munie d'un orifice de sortie de fluide à pression modulée, le niveau de pression modulée étant fonction de la distance relative entre le pion et l'orifice de sortie. Ces détecteurs de perte de charge présentent cependant l'inconvénient de ne pas être suffisamment précis car l'écoulement de fluide au travers de l'orifice de sortie engendre des efforts parasites 2 2729183 qui s'appliquent sur le pion mobile. Ces efforts parasites connus sous le nom de forces hydrauliques dynamiques ou de forces réactrices sont de sens opposé au jet de fluide et proportionnels à la différence de pression de part et d'autre 5 de l'orifice de sortie. Leur influence dans la boucle de régulation provoque une imprécision sur la valeur du débit de carburant dosé. En outre, ce type de détecteur de perte de charge comporte des risques d'endommagement de la restriction de la buse qui peut conduire à un mauvais fonctionnement du10 détecteur de perte de charge et à des erreurs sur le dosage de carburant. Le but de l'invention est de réaliser un détecteur de perte de charge dans lequel l'influence des forces réactrices sur15 le dosage de carburant est diminuée et la précision du dosage est améliorée. Pour cela, l'invention consiste à remplacer l'ensemble constitué d'un pion mobile en face d'une restriction de buse20 par un ensemble constitué d'une douille mobile obturant plus ou moins des orifices latéraux d'un tiroir. Cette disposition permet la circulation de jets de fluide perpendiculaires à la douille qui engendrent des forces réactrices faibles ayant peu d'influence sur la régulation de la perte de charge du25 doseur. Selon l'invention, le détecteur de différence de pressions à forces réactrices diminuées destiné à fournir une sortie à pression modulée fonction de la perte de charge entre les30 pressions mesurées en amont et en aval d'un doseur de carburant est caractérisé en ce qu'il comporte une douille mobile en translation lorsque la perte de charge du doseur varie et un tiroir fixe ayant une extrémité engagée dans un alésage de la douille, le tiroir comportant un alésage35 débouchant dans une chambre à pression modulée et des orifices latéraux à section variable plus ou moins masquée 3 2729183 par la douille durant ses déplacements, ces orifices latéraux mettant en communication une chambre destinée à être reliée à la pression à l'amont du doseur et la chambre à pression modulée. 5 D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront clairement dans la suite de la description donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard des figures annexées qui représentent:10 - la figure 1, une vue suivant une coupe BB d'un détecteur de différence de pressions, selon l'invention; - la figure 2, une vue suivant une coupe AA de la disposition relative de la douille et du tiroir du détecteur de différence de pressions, selon l'invention; - la figure 3, un exemple de bloc hydromécanique de dosage de carburant comportant un détecteur de différence de pressions, selon l'invention. Le détecteur de perte de charge représenté sur la figure 1 comporte dans un alésage de carter 10 une douille 11 mobile en translation et solidaire d'un soufflet 12, et un tiroir25 fixe 13 ayant une extrémité 9 engagée dans un alésage de la douille 11. Le tiroir, la douille et le soufflet forment avec le carter une première chambre 15 reliée par un conduit 16 à la30 pression à l'amont d'un doseur non représenté. Le soufflet comporte un alésage dans lequel est placé un ressort de tarage 17, l'alésage formant une deuxième chambre 18 reliée par un conduit 19 à la pression à l'aval du doseur de carburant.35 Le tiroir 13 comporte d'une part un alésage débouchant dans une troisième chambre 20 à pression modulée reliée par un conduit 21 à une soupape régulatrice non représentée et d'autre part des orifices latéraux 22 à section variable plus ou moins masquée par la douille 11 durant ses déplacements, 5 ces orifices latéraux mettant en communication la chambre 15 et la chambre 20 à pression modulée. La section des orifices 22 découverte permet ainsi de régler la valeur de la pression modulée dans la chambre 20 de façon à réguler la perte de charge du doseur à une valeur fixée.10 Comme le représente la coupe AA sur la figure 2 l'ajustement entre le tiroir 13 et la douille 11 n'est pas continu de façon que la pression dans la chambre 15 égale à la pression à l'amont du doseur puisse s'établir dans les passages 23, 24 situés entre la douille et le tiroir, et atteindre l'enceinte 14 délimitée par la douille et l'extrémité 9 du tiroir 13. La base 25 de la douille 11 liée au soufflet 12 comporte deux orifices 26, 27 longitudinal et transversal communiquant entre eux et permettant au fluide de circuler entre20 l'enceinte 14 et la chambre 15. Ces deux orifices 26, 27 évitent l'amortissement du mouvement de la douille par rapport au tiroir dû à l'évacuation ou l'admission de fluide par les passages 23 et 24 entre la douille et le tiroir. Le positionnement du tiroir dans l'alésage de la douille est25 réglé de façon que la distance d entre l'extrémité du tiroir et la base 25 de la douille soit très faible lorsque la douille obture exactement les orifices 22. La valeur de la distance d correspondant à cette position d'obturation est choisie en tenant compte de la limite élastique du soufflet 12 de manière à éviter une déformation permanente en extension du soufflet 12. La douille 11 subit l'action de la force du ressort 17, l'effort dû à la pression à l'amont du doseur sur ses faces 28, 29, 30 et l'effort dû à la pression à l'aval du doseur 2729183 sur sa face 31. Lorsque la différence de pression entre les pressions amont et aval du doseur s'éloigne d'une valeur fixée, la douille se déplace en translation et découvre plus ou moins les orifices 22. L'ouverture des orifices 22 permet 5 la circulation de jets de fluide entre la chambre 15 et la chambre 20 ce qui modifie le niveau de la pression modulée de façon que la perte de charge du doseur retrouve la valeur fixée. Les jets de fluide étant perpendiculaires à la douille 11, ils engendrent des forces réactrices faibles très inférieures aux forces de pression à l'amont et à l'aval du doseur, ces forces réactrices ayant peu d'influence sur la régulation de la perte de charge du doseur.15 Par ailleurs, la pression à l'amont du doseur, par le biais des orifices 26, 27 anti-amortissement, s'exerce sur toute la surface transversale de la douille. Ces deux avantages permettent d'obtenir un dosage de carburant beaucoup plus20 précis qu'avec un détecteur se composant d'un ensemble buse et pion. En outre, le détecteur selon l'invention ne comportant pas de buse, il ne comporte pas de problème d'endommagement de la restriction de la buse par des chocs sur le pion.25 La figure 3 représente un exemple de bloc hydromécanique de dosage de carburant comportant un détecteur de perte de charge, selon l'invention. Le bloc hydromécanique comporte un conduit 41 d'arrivée du débit total de carburant au niveau haute pression délivré par une pompe non représentée. Ce débit contourne une soupape régulatrice 42 par une gorge 43 et arrive dans une gorge 44 à l'amont d'un doseur de débit 45. Un conduit 46 dirige ce carburant au niveau de haute pression vers une servo-valve 47 qui agit sur la position du piston 48 du doseur 45 par 6 2729183 l'action de deux pressions modulées 49, 50. Le débit de carburant dosé 51 est dirigé vers un clapet d'arrêt 52 et vers des injecteurs de carburant 53. Le débit de carburant excédentaire entre le débit total arrivant par le conduit 41 5 et le débit dosé 51 est acheminé par la soupape régulatrice 42 vers un conduit de sortie à basse pression 52. Pour cela, la soupape régulatrice 42 comporte un piston 53 positionné dans une douille 54 par l'action de la basse pression 52 et, d'une pression modulée 55 dont le niveau est fixé par le10 détecteur de perte de charge 56 et l'action d'un ressort 57. Ainsi, lorsque le niveau de pression modulée 55 s'élève, le piston 53 comprime le ressort 57 et la section de passage 58 du fluide excédentaire vers le conduit à basse pression 52 augmente. Le processus s'inverse lorsque le niveau de la pression modulée 55 s'abaisse. Le niveau de la pression modulée est réglé par le détecteur de perte de charge 56 de la manière décrite en référence à la figure 1. REVENDICATIONS 1. Détecteur de différence de pressions à forces réactrices diminuées destiné à fournir une sortie à pression modulée fonction de la perte de charge entre les pressions mesurées en amont et en aval d'un doseur de carburant, caractérisé en ce qu'il comporte une douille (11) mobile en translation lorsque la perte de charge du doseur varie et un tiroir fixe (13) ayant une extrémité (9) engagée dans un alésage de la douille (11), le tiroir (13) comportant un alésage débouchant dans une chambre (20) à pression modulée et des orifices latéraux (22) à section variable plus ou moins masquée par la douille (11) durant ses déplacements, ces orifices latéraux (22) mettant en communication une chambre (15) destinée à être reliée à la pression à l'amont du doseur et la chambre (20) à pression modulée. 2. Détecteur de différence de pressions selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'ajustement entre la douille (11) et le tiroir (13) n'est pas continu de façon que la pression dans la chambre (15) s'établisse dans une enceinte (14) délimitée par la douille (11) et l'extrémité (9) du tiroir (13). 3. Détecteur de différence de pressions selon la revendication 2, caractérisé en ce que la douille (11) comporte une base (25) pourvue de deux orifices (26, 27) longitudinal et transversal, ces deux orifices communiquant entre eux et permettant la circulation d'un fluide entre30 l'enceinte (14) et la chambre (15). 4. Détecteur de différence de pressions selon la revendication 3, caractérisé en ce que le positionnement du tiroir (13) dans l'alésage de la douille (11) est réglé de35 façon que lorsque la douille obture exactement les orifices (22), l'extrémité (9) du tiroir (13) et la base (25) de la douille (11) sont espacés d'une distance prédéterminée, cette distance étant choisie en tenant compte de la limite élastique du soufflet (12). 5. Détecteur de différence de pressions selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la douille (11) est solidaire d'un soufflet (12) comportant un alésage dans lequel est placé un ressort de tarage (17), l'alésage formant une chambre (18) destinée à être reliée par un conduit (19) à la pression à l'aval du doseur.