Brevet FR2838839A1 — publié le 20031024

La presente invention concerne un dispositif de regulation du debit et/ou de la pression d'un fluide transfere d'un reservoir a haute pression vers un autre reservoir. s Dans certaines applications, il est important de pouvoir, d'une part, connaitre le debit d'un fluide, notamment d'un gaz fourni sous haute pression et, d'autre part, pouvoir reguler ce debit et egalement la pression en fonction de ['application. A titre d'exemple non limitatif, si on prend en consideration le cas de soufflage des recipients en PET, il est important qu'on puisse, par exemple, dans la phase de presoufflage controler le debit d' air en-quite, pendant la phase de soufflage de pouvoir controler la pression a laquelle est soumis le recipient et, enfin, lors de la detente, controler la baisse de pression. Dans cette application particuliere, pouvoir controler aussi bien le debit lors du presoufflage que la pression lors du soufflage est une caracteristique tres importante car une mauvaise gestion de ces deux 2s parametres donne des resultats desastreux au niveau de la fabrication des recipients et une perte de matiere premiere. Le but de la presente invention est de proposer un dispositif de regulation du debit et/ou de la pression d'un fluide transfere d'un reservoir a haute pression vers un autre reservoir. Cd/10245 1 2FRI/dpt Le dispositif selon l' invention est caracterise par le fait qu'il comprend une premiere vanne munie d'une commande montee dans un conduit reliant les deux reservoirs, d'une tuyere de Laval situee en aval de la premiere vanne et munie d'un capteur electrique de perte de charge, d'une seconde vanne munie d'une commande branchee entre la partie avale de la tuyere de Laval et un orifice d'echappement et enfin un systeme lo micro-programme concu pour recevoir les valeurs lues par le capteur de perte de charge et piloter les deux commandes des deux vannes afin d' assurer la regulation du debit et/ou de la pression du fluide transfere du premier reservoir vers le second reservoir. L'avantage de cette solution simple est d'utiliser la tuyere de Laval qui est un dispositif bien connu dans le domaine pour pouvoir, malgre la haute pression, obtenir un regime laminaire permettant la mesure precise d'une pression differentielle aux bornes de la tuyere pour en deduire le debit avec precision et pouvoir ensuite retroagir sur les vannes pour regler le debit sonhaite ainsi que la pression. Selon une variante d' execution, les vannes vent des electrovannes a siege dont la commande est realisee par un dispositif electromecanique et plus precisement des solenoides. Selon une variante d' execution, le fluide est un gaz et la pression de travail est comprise en 1 a 100 bars. Cd/1024512FRI/dpt L' invention concerne egalement l'utilisation de ce dispositif dans le cas precis du soufflage du PET, caracterisee par le fait quail est utilise pour gerer trots phases de soufflage d'un corps creux en PET: - le presoufflage pendant lequel le systeme micro-programme assure la regulation du debit d' air vers le second reservoir a Gravers un orifice de travail en mesurant la perte de charge aux bornes de la tuyere de Laval et en agissant sur la commande de la premiere electrovanne, - le soufflage pendant loquel le systeme micro programme assure la regulation de la pression d' air sur lt orifice de travail relic au second reservoir en se basant sur la lecture de la pression aux bornes de la tuyere de Laval et en agissant sur les deux commandes des electrovannes, et enfin la detente, pendant laquelle le systeme micro programme assure la detente progressive de la pression entre l' orifice de travail et l' orifice d'echappement en se basant sur la lecture de la pression aux bornes de la tuyere de Laval et en pilotant la commande electromecanique de la seconde electrovanne. Selon une variante d'utilisation pendant le presoufflage le debit d'air est synchronise avec le deplacement de la tige d'etirage en lisant le signal de la position de ladite tige d'etirage. Cd/1.0245.12FR.I/dpt L' invention sera decrite plus en detail a ['aide des figures annexees. La figure 1 represente schematiquement les elements principaux d'une installation de soufflage selon l' invention, La figure 2 represente la meme installation avec une synchronisation lors du presoufflage du debit d'air avec la position de la tige d'etirage. Un reservoir a haute pression H communique a travers un orifice d'alimentation P et une conduite 10, 11, 12 avec un reservoir S a travers un orifice de travail A. IS Le reservoir S est un corps creux a l'interieur duquel il sera souffle une quantite de gaz pour la formation du recipient souhaite. Entre les segments 10 et 11 de la conduite, une electrovanne 1 avec son dispositif de commande 2 est intercalee. Sur le segment 11 une toyere de Laval 3 avec un capteur de perte de charge 4 vent montes. Entre les segments 11 et 12, une conduite 14 est reliee a une deuxieme electrovanne 5 et son dispositif de commande 6, une conduite 15 relic l'autre borne de la vanne 5 a un orifice R d'echappement. Enfin, un systeme micro-programme 7 recoit les informations lues par le capteur de perte de charge et commande a travers les lignes 8 et 9 les elements de commande electromecaniques 2 et 6 des vannes 1 et 5. Nous avons entoure d'un trait mixte le dispositif selon l' invention qui correspond physiquement a un corps integrant les elements decrits precedemment. Cd/l024512FRI/dpt s Nous decrirons maintenant brievement la fabrication des recipients PET selon les trots phases particulieres de leur processus, a savoir le presoufflage, le soufflage et la detente. Dans la premiere phase de presoufflage, il est necessaire d' assurer un debit d' air de lt orifice d'alimentation P vers lt orifice de travail A et ceci est realise grace a la lecture de la perte de charge au lo moyen du dispositif 4 aux bornes de la tuyere de Laval 3. En fonction de cette lecture, le systeme micro- programme 7 commande ltelectrovanne 1 afin d' assurer un debit d' air selon un programme preetabli. Lorsque la phase de presoufflage est terminee, on passe a la phase IS de soufflage pendant laquelle il est important que la pression d'alr sur lt orifice de travail A relic au reservoir S soit regulee. Cette regulation est realisee grace a la lecture de la pression aux bornes de la tuyere de Laval 3 et au systeme micro-programme 7 qui en commandant les deux electrovannes 1 et 5 assure la regulation de cette pression selon un programme preetabli. Enfin, la phase de la detente dans laquelle la pression 2s dans le reservoir S doit se detendre d'une maniere progressive se realise de maniere similaire, a savoir quten fonction de la lecture de la pression aux bornes de la tuyere de Laval, le systeme micro-programme 7 commande ltouverture de la vanne 5 ce qui permet de faire baisser la pression a l'interieur du reservoir S entre les orifices A et R. Cd/10245 1 2FRI/dpt En se referent a la figure 2, on a la meme installation que decrite precedemment mais en plus on a introduit la possibilite de synchroniser le debit d'air pendant le presoufflage avec la position de la tige d'etirage 17 de la preforme 16. En effet, il est connu, lors de l'etape de presoufflage du PET, que la preforme 16 en PET introduite dans le corps creux S est etiree selon la direction X par une tige d'etirage 17 tandis que le gaz souffle assure l'etirage radial de la preforme. La presente invention propose de synchroniser le debit de gaz pendant le presoufflage en lisant la perte de charge au moyen du dispositif 4 aux bornes de la tuyere de Laval 3 et le signal 18 de position de la tige d'etirage 16. Ces deux lectures permettent une parfaite IS synchronisation automatisee selon un programme preetabli. Cd/l.0245.12FR.I/dpt Revendications 1. Dispositif de regulation du debit et/ou de la pression d'un fluide transfere d'un reservoir (H) a haute pression vers un reservoir (S), caracterise par le fait qu'il comprend une premiere vanne (1) munie d'une commande (2) montee dans un conduit (10, 11, 12) reliant les deux reservoirs (H. S), d'une tuyere de Laval (3) situee en aval de la premiere vanne (1) et munie d'un capteur electrique de perte de charge (4) , d'une seconde vanne (5) munie d'une commande (6) branchee entre la partie avale de la tuyere de Laval et un orifice d'echappement (R) et enfin un systeme micro-programme (7) concu pour IS recevoir les valeurs lues par le capteur de perte de charge (4) et piloter les deux commandes (2, 6) des deux vannes (1, 5) afin d' assurer la regulation du debit et/ou de la pression du fluide transfere du premier reservoir (H) vers le second reservoir (S). 2. Dispositif selon la revendication 1, caracterise par le fait que lesdites vannes vent des electrovannes a siege et leur dispositif de commande (2, 6) est un dispositif electromecanique. 2s 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caracterise par le fait que le fluide est un gaz dont la pression est comprise en 1 et 100 bars. 4. Utilisation du dispositif selon la revendication 3, caracterise par le fait qu'il est utilise pour gerer trots phases de soufflage d'un corps creux en PET: Cd/l.0245.l2FR.I/dpt - le presoufflage pendant loquel le systeme micro-programme assure la regulation du debit d' air vers le second reservoir (S) a travers un orifice de travail (A) en mesurant la perte de s charge aux bornes de la tuyere de Laval (3) et en agissant sur la commando de la premiere electrovanne (1), - le soufflage pendant lequel le systeme micro programme (7) assure la regulation de la pression d' air sur l' orifice de travail (A) relic au second reservoir (S) en se basant sur la lecture de la pression aux bornes de la tuyere de Laval (3) et en agissant sur les deux commandes (2, 6) des electrovannes (1 a 5), et IS enfin - la detente, pendant laquelle le systeme micro programme assure la detente progressive de la pression entre l' orifice de travail (A) et lt orifice d'echappement (R) en se basant sur la lecture de la pression aux bornes de la tuyere de Laval et en pilotant la commande electromecanique (6) de la seconde electrovanne (5). 2s 5. Utilisation selon la revendication 4, caracterisee par le fait que pendant le presoufflage le debit d' air est synchronise avec le deplacement de la tige d'etirage en lisant le signal de la position de ladite tige d'etirage.