Brevet FR2934027A1 — publié le 20100122

Dispositif de régulation du débit d'un fluide et utilisation d'un tel dispositif. L'invention porte sur un dispositif de régulation de débit d'un fluide, en particulier d'un fluide caloporteur au sein d'un circuit hydraulique. L'invention est particulièrement adaptée aux circuits hydrauliques de refroidissement embarqués à bord des aéroporteurs par exemple des avions. Classiquement, les avions incorporent des appareils de contre-mesure ainsi que des circuits électroniques de forte puissance, nécessitant d'être refroidis. Pour ce faire, on utilise des circuits hydrauliques au sein desquels circule un fluide caloporteur, par exemple une huile minérale. Le débit de ce fluide est ajusté selon la pièce à refroidir et les différents embranchements du circuit hydraulique. Classiquement, la régulation du débit entre deux branches ou pièces hydrauliques, assemblées se fait à l'aide de deux dispositifs : -un diaphragme sous forme d'une pièce alésée vissée ou collée sur les branches pour modifier le débit du fluide, et - un joint sous forme de rondelle par exemple, disposé entre les deux branches couplées au diaphragme. Un des inconvénients du diaphragme est qu'il nécessite de nombreuses opérations de montage et d'usinage compliquant son installation au sein des circuits hydrauliques, notamment lorsqu'un grand nombre de diaphragmes est utilisé. Par ailleurs, pour assurer une bonne étanchéité, il est nécessaire que le joint torique soit parfaitement plat, et que ses dimensions correspondent avec celles des pièces hydrauliques et du diaphragme auquel il est associé. Ces conditions sont extrêmement difficile à atteindre, d'où une certaine perte du fluide calorifique. Par ailleurs, l'étanchéité n'est plus assurée dès qu'un mouvement de translation d'une pièce hydraulique par rapport à l'autre survient. Un but de l'invention est de résoudre ces problèmes. Selon un premier aspect, il est proposé un dispositif de régulation 5 du débit d'un fluide entre deux branches assemblées au sein d'un circuit hydraulique. Selon une caractéristique générale de ce premier aspect, ledit dispositif est inséré pour moitié au sein de la première branche, et pour moitié au sein de la deuxième branche, et il comprend : 10 - une pièce tubulaire comportant un évidement en forme de diabolo, et sur la surface externe de chacune de ses extrémités, une gorge creusée le long de chaque ouverture, et - une paire de joints toriques, chacun étant disposé dans une gorge. 15 En d'autres termes, la juxtaposition diaphragme/joint torique entre les deux branches, est remplacé par un dispositif inséré dans les deux pièces hydrauliques concernées. L'évidement en forme de diabolo assure l'ajustement du débit, l'étanchéité étant assurée par les joints toriques. De par la forme et la disposition des joints toriques entre la pièce 20 tubulaire et les branches hydrauliques, l'étanchéité est assurée dans n'importe quelles circonstances, notamment lors d'un désalignement des deux branches hydrauliques. Par ailleurs, le dispositif peut être adapté très simplement à n'importe quelle valeur de débit, par un simple alésage de l'évidement en 25 forme de diabolo. Le dispositif peut comprendre en outre deux paires de chanfreins montées à chaque extrémité desdites branches du circuit hydraulique. Par exemple, les joints toriques peuvent être en silicone fluoré. Par exemple, la pièce tubulaire peut être en aluminium. 30 De préférence, la pièce tubulaire peut également avoir la forme d'un diabolo. Selon un autre aspect, il est proposé une utilisation d'un dispositif tel que décrit ci-dessus, au sein d'un aéroporteur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre d'un 5 procédé selon l'invention ainsi que d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, la figure 2 illustre plus précisément une pièce du mode de 10 réalisation représenté sur la figure 1, et - la figure 3 illustre une autre configuration du mode de réalisation représenté sur la figure 1. On se réfère à la figure 1. Celle-ci illustre une portion d'un circuit hydraulique CIR embarqué par exemple à bord d'un aéroporteur. 15 Cette portion de circuit comprend deux pièces hydrauliques PA et PB juxtaposées. Un fluide caloporteur circule entre les deux pièces PA et PB selon une direction DIR. De façon à ajuster le débit du fluide entre les deux pièces, est monté un dispositif de régulation du débit DIS. 20 Celui-ci comprend une pièce tubulaire PTU, représentée plus en détail sur la figure 2. Comme illustré sur la figure la pièce tubulaire PTU comprend un évidement EVD en forme de diabolo, c'est-à-dire comportant deux cônes disposés tête-bêche, reliés par un cylindre. Les cônes d'entrée et de sortie 25 minimisent les pertes de charges hydrauliques, lors de la circulation du fluide. Par exemple, la pièce tubulaire PTU peut être réalisée en aluminium, qui est un matériau particulièrement léger. En effet, obtenir une masse la plus faible possible est particulièrement avantageux pour les 30 éléments embarqués à bord des aéroporteurs. Par ailleurs, l'aluminium peut être anodisé pour mieux résister au passage du fluide caloporteur. La forme de l'évidement permet de réaliser un dispositif de régulation de débit relativement compact. Par ailleurs, la forme de diabolo étant réversible mécaniquement et hydrauliquement, le dispositif de régulation DIS n'a pas de sens de montage, évitant d'éventuelles erreurs lors de l'assemblage. Sur le pourtour de la surface externe de chaque extrémité de la pièce tubulaire PTU, est creusée une gorge, respectivement référencées 10 GE1 et GE2 sur la coupe A-A. Chaque gorge GE1 et GE2 fait le tour complet des deux extrémités de la pièce tubulaire PTU, comme on peut le voir sur la vue de face. On se réfère à nouveau à la figure 1. 15 Une paire de joints toriques JT1 et JT2 sont respectivement insérés au sein des gorges 0E1, GE2. Dans cet exemple, chaque joint torique JT1, JT2 possède un très faible encombrement, par exemple ayant un diamètre inférieur à 12mm pour une largeur de 16mm. 20 Les joints toriques JT1, JT2 sont de préférence réalisés en silicone fluoré pour ne pas être dégradé par le fluide caloporteur. Le dispositif de réalisation assure ainsi une excellente étanchéité du circuit hydraulique, notamment du fait de leur compression entre la gorge de la pièce tubulaire et la pièce hydraulique. Cette étanchéité est assurée 25 pour des valeurs de pression pouvant aller jusqu'à 14 bars. Cette étanchéité est assurée également lors de variations : climatiques (pouvant entraîner une dilatation des matériaux) et/ou, - mécaniques (engendré par les vibrations de 30 l'aéroporteur à bord duquel le circuit hydraulique de refroidissement est embarqué). De façon à faciliter le montage du dispositif DIS, des chanfreins CF1, CF2 peuvent être montés sur chaque pièce de façon que les joints toriques ne soit pas abîmés par les arêtes des pièces hydrauliques PA, PB. En effet, les joints toriques JT1, JT2 peuvent être réalisés dans des matériaux relativement fragiles, et une égratignure de leur surface pourrait altérer la qualité de l'étanchéité. Le réglage du débit est assuré par un seul élément simplement inséré au sein des pièces hydrauliques, à savoir la pièce tubulaire TBU et plus particulièrement par l'évidement EVD en forme de diabolo. Plus précisément, la valeur du débit est fixée par la taille de l'évidement EVD. Ainsi, à partir d'un même tube, il est possible de réaliser des dispositifs de régulation correspondant à différentes valeurs de débit, selon la façon dont est alésé l'évidement EVD de la pièce tubulaire PTU. Ainsi, Il est aisé de s'adapter au cahier des charges d'un constructeur, déclinant les différentes valeurs de débit rencontrées au sein de ses circuits hydrauliques. Par ailleurs, l'évidement EVD est mécaniquement très facile à reproduire, assurant ainsi une bonne reproductibilité du dispositif de régulation DIS. De par son architecture, le dispositif de régulation DIS possède de nombreux avantages mécaniques, outre le faible encombrement de ses éléments. Tout d'abord, il est facile à monter et démonter grâce aux joints toriques JT1 et JT2. Une pièce tubulaire PTU générique peut être utilisée pour tous les dispositifs de régulation DIS, l'alésage de son évidement EVD permettant à lui seul d'ajuster le dispositif à la valeur du débit du fluide souhaité. Les traitements de surface des éléments du dispositif (anodisation...) sont tout à fait compatibles avec les fluides caloporteurs classiquement utilisés. Par ailleurs, la simplicité de sa conception permet une fabrication en série au sein d'un centre d'usinage, générant un faible coût de fabrication. La disposition des joints toriques, entre la pièce tubulaire TBU et les pièces hydrauliques PCA, PCB évitent que qu'elles soient oubliées lors du montage. En effet, lorsque des joints toriques à intercaler directement entre les deux pièces sont utilisés, il est fréquent qu'ils soient oubliés au montage, entrainant de graves problèmes d'étanchéité. Par ailleurs, dans ce mode de réalisation, un mince espace ESP subsiste entre les deux pièces hydrauliques. Celui-ci permet une légère io rotation du dispositif DIS comme représenté sur la figure 3. En effet, si les pièces hydrauliques ne sont pas parfaitement alignées ou si elles subissent un léger déplacement en translation du fait de vibration du l'aéroporteur par exemple, l'étanchéité est maintenue, grâce à la possibilité de rotation du dispositif DIS. 15 Pour faciliter que la pièce tubulaire PTU suive au plus près la translation des deux pièces PA et PB, elle peut avoir une forme de diabolo. Autrement dit, la pièce tubulaire PTU possède un léger renfoncement en son centre, entre les deux gorges G1 et G2. Ce renfoncement autorise une plus grande amplitude dans le décalage des deux pièces PA et PB. 20 25 REVENDICATIONS1. Dispositif (DIS) de régulation du débit d'un fluide entre deux branches assemblées au sein d'un circuit hydraulique (CIR), caractérisé par le fait que ledit dispositif est inséré pour moitié au sein de la première branche (PCA), et pour moitié au sein de la deuxième branche (PCB), et qu'il comprend : - une pièce tubulaire (PTU) comportant un évidement (EVD) en io forme de diabolo, et sur la surface externe de chacune de ses extrémités, au moins une gorge (GE1, GE2) creusée le long de chaque ouverture, et - une paire de joints toriques (JT1, JT2), chacun étant disposé dans une gorge (GE1, GE2). 2. Dispositif selon la revendication précédente, comprenant en 15 outre deux paires de chanfreins (CF1, CF2) montées à chaque extrémité desdites branches du circuit hydraulique (CIR). 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les joints toriques (JT1, JT2) sont en silicone fluoré. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans 20 lequel la pièce tubulaire (PTU) est en aluminium. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la pièce tubulaire (PTU) a la forme d'un diabolo. 6. Utilisation d'un dispositif (DIS) selon l'une des revendications précédentes, au sein d'un aéroporteur.