Dispositif de commande d'écoulement de fluide. La présente invention a pour objet un dispositif de commande d'écoulement de fluide.
Le but de la présente invention est de perfectionner le dispositif décrit dans le bre vet suisse No 231839.
En résumé, le dispositif décrit dans ce brevet comporte un corps présentant des pas sages d'entrée et de sortie pour l'écoulement de fluide, un tube en caoutchouc élastique ou matière analogue étant disposé dans ce corps, les extrémités de ce tube formant joint étan che par rapport au corps autour desdits pas sages. Un organe de séparation, de contour circulaire, est disposé dans le tube entre les extrémités de celui-ci, et cet organe présente une surface périphérique avec laquelle le tube peut venir en contact et former un joint étanche.
Des grilles ou moyens analogues s'étendent à partir des côtés opposés de l'or gane de séparation pour empêcher l'écrase ment du tube vers, l'intérieur. Une chambre de fluide est formée autour du tube et, en introduisant du fluide sous pression dans cette chambre ou en déchargeant du fluide à partir de celle-ci, le tube prend des posi tions fermée ou ouverte par rapport à l'or gane de séparation.
La tendance aux vibra tions, en particulier pour un fonctionnement à des pressions d'entrée relativement basses, est entièrement ou grandement maîtrisée en ïnunissant l'organe de séparation d'une série de passages relativement petits qui s'étendent entre le côté de .sortie de l'organe de sépara tion et des points. situés à la périphérie de cet organe, entre les bords d'entrée et de sortie de cet organe.
Dans certaines condi tions:, il a été constaté que, lorsque la pression de commande de fluide provient du côté d'en trée de la soupape, la pression telle qu'elle est appliquée effectivement sur le tube exten sible, peut être considérablement plus faible que la pression d'entrée. Ceci tend à provo quer quelques fuites au lieu de fournir la fermeture hermétique désirée.
Par exemple, cet effet peut se manifester si le dispositif et la tubulure associée sont placés -et dispo sés de telle manière que la pleine charge sur le côté d'entrée ne peut pas, être appliquée dans la chambre de pression ménagée autour du tube, ou que de l'air, enfermé acciden tellement dans la tubulure de commande, ré duise effectivement la pression de commande disponible. La présente invention tend à em pêcher une fuite dans les conditions qui vien nent d'être indiquées et, en particulier,
à rendre possible une fermeture étanche même lorsqu'il existe une différence appréciable entre la pression d'entrée appliquée au dispo sitif et la pression appliquée autour du tube.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispo- sitif selon l'invention: Fig. 1 est une vue en élévation latérale, en quart de coupe, de cette forme d'exécu tion; Fig. 2 est une vue semblable à la fig. 1, mais montrant une variante du dispositif de commande de cette forme d'exécution;
<B>Mg.</B> 3 est une vue de détail, à plus grande échelle, en coupe transversale, représentant une partie de l'organe de séparation, et Fig. 4 est une vue de détail, à plus grande échelle, en coupe transversale semblable à la fig. 3, d'une variante.
Le dispositif représenté à la fig. 1 com prend un corps 10 conformé de manière à fournir des passages de fluide 11 et 12. Le passage 11 est supposé être relié à une tubu lure conduisant à une source de liquide sous pression, telle qu'une pompe centrifuge ou un réservoir à pression de charge, tandis que la sortie 12 débouche dans l'atmosphère ou est reliée, par une tubulure, à un dispositif à basse pression. Un tube extensible 13, en une matière relativement élastique, telle que du caoutchouc vulcanisé ou une matière élastique synthétique équivalente, comme par exemple celle connue sous la désignation com merciale "Buna-Hycar", est monté dans le corps 10.
Le tube est de préférence de forme cylindrique et comporte, venues de fabrica tion avec lui, des brides 14 et 16 tournées vers l'extérieur et vers. l'intérieur respective ment. A l'intérieur du tube 13 est monté un organe de séparation 17, de contour circulaire et présentant une surface périphérique 18 relativement lisse prévue pour former un ,joint étanche avec la partie adjacente du tube extensible. Pour maintenir l'organe de séparation 17 en position correcte entre les extrémités. du tube 13 et pour empêcher l'écrasement intérieur du tube, on prévoit des grilles de retenue 19 et 21.
Ces grilles sont venues de fabrication avec l'organe de sépa ration 17 et comportent des barreaux 22 et 23, espacés circonférentiellement, de sorte que le fluide peut s'écouler à travers les fentes 24 et 26 ménagées entre ces: barreaux. Les extrémités des grilles forment des parties annulaires 27 et 28. La partie annulaire 27 comporte une surface annulaire 29 opposée à l'épaulement annulaire 3.1 formé dans le corps 10, de sorte que la bride 16 peut être pressée entre ces parties pour fournir le joint étanche désiré. La face extrême 32 de la partie annulaire 28 vient en prise avec un épaulement 33 formé dans le corps secondaire 34.
Le corps 34 est bloqué sur le corps prin cipal au moyen de boulons: 35 s'engageant dans les brides adjacentes 36 et 37. Il peut avoir la forme d'un raccord à brides, tel que représenté, pour être relié à la tubulure de sortie.
Pour l'étanchéité de la bride 14 par rap port au corps 10, cette bride est serrée entre un épaulement annulaire 38 et une surface annulaire 39 formée sur le corps secondaire. Pour faciliter l'usinage, il est désirable de conformer la surface périphérique 18 de l'or gane de séparation 17 de manière à lui don ner un diamètre un peu plus grand que celui des barres de grilles 22 et 23.
Le corps 10 est conformé autour du tube 13 de manière à fournir une chambre annu laire de fluide 41. La paroi 10a du corps 10, formant la paroi extérieure de la chambre 41,a une section transversale annulaire et sa surface est disposée de telle manière qu'elle forme une butée limitant la dilatation du tube 13. En ,supposant que le dispositif décrit est utilisé pour commander un écoulement de liquide, tel que de l'eau, de l'eau salée, des solutions chimiques, de l'huile ou analogue, avec la pression d'entrée appliquée à la chambre 41, des connexions peuvent être éta blies comme représenté soit à la fig. 1, soit à la fig. 2.
A la fig. 1, une conduite 48 est reliée au corps 10 et mise en communication avec la chambre 41 à travers un orifice d'étranglement 42. Une autre conduite 44 est reliée au côté d'entrée du corps 10 et est asso ciée à la conduite 43 par l'intermédiaire d'un robinet de commande 46.
En actionnant le robinet de commande 46, les conduites 43 et 44 peuvent être mises directement en com- munication ou bien la communication avec la conduite 44 peut être interrompue, tandis que la conduite 43 est reliée à la conduite de décharge 47. A la fig. 2, la conduite 44 est munie d'un écran 48 et d'un orifice d'étranglement de commande 49.
Au delà de l'orifice 49, les conduites 43 et 44 sont re liées ensemble et la conduite 43 peut ' être déchargée dans. l'atmosphère en ouvrant le robinet de commande 51. On comprendra que, dans l'un ou l'autre des cas, le robinet de commande peut être placé à une distance considérable de la soupape principale, par exemple à un niveau bien supérieur au niveau de la soupape principale.
Avec la disposition représentée à la fig. 1, l'actionnement du robinet de commande 46 entre les positions ouverte et fermée sert soit à appliquer une pression d'entrée de liquide à la chambre 41 pour provoquer une ferme ture, soit à décharger la chambre 41 pour provoquer une ouverture. Le même effet est obtenu au moyen du dispositif selon la fig. 2; dans ce cas, une petite quantité de liquide s'écoule toutefois continuellement à travers le robinet de commande 51 alors. que la sou pape principale reste fermée.
Le jeu autour de la périphérie de l'or gane de séparation pour la position d'ouver ture complète de la soupape est relativement petit comparé au diamètre de l'organe de séparation. Dans la pratique actuelle, ce jeu est, par exemple, d'environ %o à environ '/,, du diamètre de l'organe de ,séparation. Des jeux pratiquement plus grands peuvent être utilisés, tels que %, du diamètre de l'organe de séparation,
mais des rapports tels que du diamètre de cet organe tendent à provo quer de sérieuses _ pulsations ou vibrations entre les limites de pression rencontrées nor malement dans les installations à des pres sions d'environ 2,1 kg/cm' à 14 kg/cm2.
Non seulement le jeu ménagé autour de l'organe de séparation est limité comme dé crit ci-dessus, mais la partie périphérique de cet organe est encore munie de petites ouvertures 53, espacées circonférentiellement. Ces ouvertures sont proportionnées de ma nière à fournir dans l'ensemble une aire d'écoulement de section transversale relative ment petite comparée à l'aire d'écoulement totale autour de l'organe de séparation lors que le tube est entièrement dilaté.
La soupape décrite jusqu'ici est la même que celle décrite dans le brevet suisse No 237839 déjà mentionné. Des exemples sont donnés dans cette demande au sujet de la dimension des trous 53 en vue d'obtenir de bons résultats.
Ces trous ont un effet utile marqué du fait qu'ils diminuent les vi brations qui ont tendance à apparaître à des pressions d'entrée relativement basses, telles que, par exemple, des- pressions d'entrée de l'ordre d'environ 0;.7 kg/cm@ à 1,4 kg/cm', qui ne sont pas beaucoup supérieures à la pression requise pour dilater le tube.
La -périphérie de l'organe de séparation, au lieu d'être une surface unie, comme dans le brevet susmentionné, est munie d'un épaulement annulaire 54. En pratique, cet épaulement est formé en tournant à un dia mètre légèrement plus petit la partie de la périphérie sur le côté de sortie qui est inter rompue par les orifices extérieurs des trous i 53.
En d'autres mots:, l'épaulement et dis posé à proximité immédiate des orifices exté rieurs de ces trous, et entre ces trous et le bord d'entrée de l'organe de séparation. La. hauteur de cet épaulement peut varier; elle i peut être de l'ordre d'environ 0,8 mm pour des organes de séparation d'environ 38 mm à 330 mm de diamètre.
La manière suivant laquelle le tube 13 se déplace entre les positions ouverte et fer- mée suivant la pression du fluide appliquée dans la chambre 41, a été décrite dans le brevet susmentionné. En général, lorsque l'espace 41 est déchargé dans l'atmosphère ou dans un dispositif à basse pression, la pres sion d'entrée dilate le tube vers l'extérieur pour fournir un jeu maximum autour de l'or gane de séparation. Inversement, lorsqu'une pression d'entrée est appliquée à la chambre 41, le tube se contracte de manière à serrer l'organe de séparation, l'action finale de fer meture comprenant l'interruption de l'écoule ment à travers les petits trous 53.
La fig. 3 représente la manière suivant laquelle se pro duit la fermeture finale sur le bord de l'épaulement 54 plutôt que sur les orifices extérieurs des trous 53, comme c'est le cas dans le brevet suisse No 237839. Ceci permet d'obtenir une fermeture plus efficace en rai son du fait que le joint étanche est formé sur le bord lisse et circulaire de l'épaulement. 54.
Le tube en caoutchouc, lorsqu'il est en position complètement. fermée, tend, en même temps, à faire pont à travers un espace an nulaire 55 adjacent à l'épaulement 54, cet espace étant en communication avec les ori fices extérieurs des trous 53. II résulte de ceci que la force tendant à presser le tube en caoutchouc sur le bord de l'épaulement 54 est augmentée du fait que l'espace 55 est déchargé vers, le côté de sortie. En d'autres mots, pour une pression donnée à l'intérieur de la ichambre 41, le tube est maintenu fermé d'une façon plus efficace, sans qu'il y ait tendance à des fuites.
Dans la pratique actuelle, on a remarqué que la pression dans la chambre 41 peut être abaissée -considérable ment au-dessous de celle appliquée sum le côté d'entrée de la soupape sans provoquer de fuite en position fermée, tandis que dans les mêmes conditions, sans l'épaulement 54, des. fuites apparaîtraient.
Bien que les dimensions des pièces puis sent varier, l'épaulement 54 redoit pas pfré- senter une hauteur telle que l'effet de pont décrit soit empêché. Cet effet de pont ne doit toutefois pas, permettre au tube de fléchir sur une distance telle que les trous. 53 soient fer més.
On a. en outre constaté que les dispositifs du type décrit travaillent sans à-coup et sont dépourvus de toute tendance à des vibrations ou pulsations.
La fig. 4 représente une variante dans la- quelle, au lieu de trous 53 espacés circonfé- rentiellement, on a, des rainures régulièrement -espacées 53a,, relativement petites, ménagées dans l'or ,gane de séparation. Ces- rainures fournissent une aire de section transversale totale comparable à celle des ouvertures 5:3.
Dans ce cas, l'organe ,de séparation est égale ment muni d'un épaulement ,circulaire 54 à proximité des extrémités: arrière des rainures 53a. Le fonctionnement de cette variante est pratiquement le même que celui de l'exemple de fiz. 3.