Dispositif d'étranglement pour régler l'écoulement d'un fluide. La présente invention a pour objet un dispositif d'étranglement pour régler l'écoule ment dun fluide.
<B>Il</B> existe nombre de cas dans lesquels il est nécessaire de régler le débit d'un fluide <B>à</B> travers une conduite. Dans bien des cas, ceci est effectué manuellement, dans d'autres automatiquement au moyen de dispositifs électropneuniatiques, par exemple. Dans le cas de fluides non corrosifs et purs, l'éta blissement de dispositifs d'étranglement ne présente pas de -difficultés sérieuses, n'im porte quel type de soupape d'étranglement pouvant être utilisé. Le problème est toute fois rendu difficile lorsqu'il s'agit d'un fluide corrosif et lorsque celui-ci n'est pas pur, mais contient des particules solides en suspension.
Dans de tels cas, le problème s'avère diffi- cile lorsqu'il. est nécessaire d'obtenir le réglage clé petits vol-Limes. Dans la plupart des cas, le problème du réglage d'écoulement se pose plutôt pour des liquides que pour des gaz. Lorsque l'on -utilise desdispositifs d'étran glement pour régler l'écoulement de liquides <B>,à</B> effet corrosif consistant en des sou papes, il sera nécessaire de construire ces soupapes en matières résistant<B>à</B> la corrosion. Or,<B>de</B> telles matières possèdent souvent des propriétés physiques non appropriées, et ces soupapes en caoutchouc dur et autres sont généralement d'un prix élevé.
En outre, l'em- ploi de ces soupapes avec des liquides com prenant clés particules solides en suspension devient difficile lorsqu'il s'agit de petites# quantités de liquide, puisque avec un petit espace de passage formé dans la. soupape et nécessaire pour obtenir un petit écoulement, il existe une tendance prononcée d'obstrue- tion lorsque de grandes particules sont pré sentes dans le liquide. Des difficultés sem blables sont rencontrées dans le cas de faibles écoulements lorsque des bulles de gaz sont présentes ou lorsqu'il s'agit de liquides con tenant des substances gommeuses.
Le maniement de liquides corrosifs dans le laboratoire est un problème comparative ment simple. Un tabe résistant<B>à</B> la corrosion et élastique, tel quun tube en caoutchouc ou en matière plastique, peut être rendu réglable au moyen d'un robinet,<B>à</B> pinee. Ce dispositif d'étranglement #cst suffisant dans le cas de matières corrosives, mais présente des diffi- cultés sérieuses d'obstruction lorsqu'il s'agit de faibles écoulements, et ceci en présence d'une certaine quantité plus ou moins eonsidé- rable de matière solide suspendue dans le liquide.
Un contrôle serré et un réglage ma nuel permettent d'obtenir un résultat satis faisant, mais lorsque l'on emploie un réglage automatique, particulièrement lorsque le dis positif d'étranglement se trouve en position inaccessible, l'obstruction devient un faeteur très grave pouvant. provoquer -des interrup tions nuisibles. La présente invention a pour but d'éviter les désavantages des dispositifs d'étrangle ment connus pour régler l'écoulement dun fluide.
Le dispositif d'étranglement objet de l'invention est caractérisé en<B>ce</B> qu'il com prend un tube élastique disposé hélicoïdale- ment en plusieurs spires autour d'un man drin rigide, le fluide s'écoulant<B>à</B> travers ledit tube une plaque mobile disposée extérieure ment le lon- de l'hélice formée par ile tube, ,de manière<B>à</B> toucher une portion de chacune de ses spires, et des moyens permettant de faire varier la distance entre ladite plaque et ledit mandrin pour serrer entre ceux-ci les dites portions des spires du tube en défor mant et diminuant leur section transversale.
Lorsque le tube élastique présente un nom bre suffisant de spires, aucun étranglement en lui seul n'est suffisant pour provoquer un danger d'obstruction et le gTand nombre d'étranglements en série introduit un effet d'étranglement suffisant, de manière qu'un faible écoulement réglé avec précision puisse être obtenu.
Le dispositif objet de l'invention résoud le problème d'obturation, même dans le cas d'écoulements faibles et fournit -une excel lente solution des problèmes de corrosion puisqu'il est possible d'utiliser n'importe quel tube élastique et puisqu'on peut choisir une matière non corrosive appropriée pour ce tube. De préférence, le tube ne sera étranglé que légèrement en chaque spire, ce qui aug mentera sa durée de vie puisqu'il ne sera pas déformé aussi considérablement que si l'on ne devait se servir que d'une seule spire.
La durée de vie du tube est considérablement augmentée, ainsi -que la sécurité, ce qui est de grande importance dans le cas de dispo sitifs d'étranglement -utilisés en -des endroits inaecessibles. Un autre avantage réside dans le fait que seulement la partie du dispositif exposée<B>à</B> l'i--tsure ou au contact avec des liquides corrosifs doit être remplacée, ce qui s'effectue facilement.
Des formes d'exécution de l'objet de l'in vention sont décrites,<B>à</B> titre -d'exemple, en regard du dessin annexé dans lequel: la fig. <B>1</B> est une vue en élévation d'une première forme d'exécution; la fig. 2 est une vue de dessous du dis positif représenté dans la fig. <B>1;</B> la fig. <B>3</B> est une coupe transversale selon la ligne<B>3-3</B> de la fig. <B>1;</B> la fig. 4 est une vue de dessus d'une deuxième forme d'exécution, et la fig. <B>5</B> est une vite en élévation du dis positif d'étranglement représenté dans la fig. 4.
Le dispositif cFétranglement pour régler l'écoulement d'un fluide représenté dans les fig. <B>1 à 3</B> -comprend un cadre constitué par deux plaques stationnaires<B>1</B> sur lesquelles sont fixées les extrémités de tiges de guidage 2. Une plaque mobile 4 est montée de manière <B>à</B> pouvoir coulisser sur ces tiges de guidage.
Une plaque mobile<B>3</B> est disposée librement dans le cadre, de manière qu'elle ne soit pas en contact avec les tiges de guidage pour pouvoir se déplacer sans être empêchée par une friction avec ces tiges. Un mandrin ri gide<B>5</B> est monté librement entre la plaque<B>3</B> et la plaque inférieure<B>1</B> du cadre et de f a- çon <B>à</B> pouvoir se déplacer librement entre les tiges de guidage 2, son axe est perpendicu laire<B>à</B> ces tiges de gLiidage 2.
La plaque mo bile<B>3</B> peut se déplacer perpendiculairement <B>à</B> l'axe du mandrin<B>5.</B> Un tube élastique<B>6,</B> en matière plastique, est disposé hélicoïdale- ment en plusieurs spires autour de ce man- -drin. <B>A</B> travers ce tube passe le liquide dont l'écoulement doit être réglé.
Entre les plaques<B>3</B> et 4 est monté un tube<B>7</B> en matière élastique dont une extré mité est fermée et dont l'extrémité ouverte se trouve en liaison au moyen du tuyau<B>8</B> avec un dispositif de commande pneuma tique d'écoulement de construction connue (non indiqué). La limite supérieure du mouvement,de la plaque 4 est fixée par la vis de réglage<B>9</B> qui détermine l'espace entre la plaque 4 et ila, plaque stationnaire supérieure <B>1.</B> La vis<B>9</B> est fixée par l'écrou de serrage<B>10.</B>
Lorsque le dispositif se trouve en fonc tion, le liquide coule<B>à</B> travers le tube<B>6</B> et la plaque 4 est aj nstée a.-Li moyen de la vis<B>9</B> dans une position permettant un écoulement maximum du liqaide avec une pression mini mum du -dispositif de -commande pneuma tique d'écoulement. Cette pression est main tenue dans le tube<B>7</B> et une pression est ap pliquée<B>à</B> la plaque<B>3</B> suivant la position de la plaque 4. Une fois le réglage pour un écoulement maximum effectué, l'écrou<B>10</B> est serré.
Le dispositif de commande pneumatique est réglé pour obtenir un écoulement cons tant du liquide et il fonctionne d'une manière connue pour augmenter la pression d'air dans le tube<B>7</B> jusqu'à ce que la plaque<B>3</B> se soit déplacée suffisamment par rapport au man drin<B>5,</B> afin de serrer les spires du tube<B>6</B> en les déformant et en diminuant leur sec tion transversale, jusqu'à ce que l'écoulement du liquide soit réduit<B>à</B> un volume déter miné pour lequel le dispositif de commande a été réglé.
Depuis ce moment, ce dernier fonctionnera de manière connue, une augmen tation de pression du liquide produisant une augmentation de la pression d'air dans le tube<B>7</B> du dispositif de commande pneuma tique qui réagit jusqu'à ce que l'étrangle ment du tube<B>6</B> par la plaque<B>3</B> soit suffi sant pour réduire l'écoulement<B>à</B> la valeur voulue. Egalement, une réduction de la pres sion du liquide produit une réduction de la pression d'air dans le tube<B>7</B> du dispositif de commande, ce qui permettra<B>à</B> la plaque<B>3</B> de monter et de réduire l'étranglement<B>du</B> tube<B>6</B> jusqu'à ce qu'un écoulement normal soit de nouveau rétabli.
Le dispositif de commande pneumatique d'écoulement n'est pas représenté du fait que n'importe quel dispositif de commande pneumatique d'écoulement peut être em ployé. Egalement, le fluide du dispositif de commande n'est pas limité<B>à</B> l'air ou<B>à</B> un autre gaz.<B>Il</B> est également possible d'em ployer des liquides puisque le tube élastique <B>7</B> réagira aux changements de pression d'un liquide exactement de même manière que pourdes changements de pression d'air.
Lorsque de grandes fluctuations de pres sion du liquide se produisent, il est préfé- rable d'employer le dispositif d'étranglement pour régler l'écoulement d'un fluide repré senté dans les fig. 4 et<B>5.</B> Ce dispositif com prend un cadre, des plaques stationnaires<B>1,</B> des tigesde guidage 2, -des plaques mobiles<B>3</B> et 4, une vis de réglage<B>9,</B> un tube<B>6</B> et un mandrin<B>5</B> comme dans le dispositif montré aux fig. <B>1 à 3.</B> La compensation de ces grandes fluctuations est obtenue au moyen d'un tube additionnel élastique<B>11,</B> dont une extrémité est fermée, et lequel est disposé entre les plaques<B>3</B> et 4 et au centre d'un tube élastique 12 en<B>U,
</B> dont l'une des extré mités est fermée, et lequel est relié au dispo sitif -decommande pneumatique d'écoulement. Ce tube en<B>U</B> remplace le tube droit<B>7</B> du dispositif des fig. <B>1 à 3.</B> L'extrémité ouverte du tube additionnel<B>11</B> sera mise en liaison au moyen du tuyau<B>13</B> avec une source de fluide dont la pression est proportionnelle<B>à</B> la pression d'admission du fluide dans le tube<B>6;</B> dans le cas particulier, cette extré mité se trouve en liaison au moyen -du tuyau<B>1-3</B> avec le tube<B>6</B> au point d'admission du liquide, la direction du mouvement du liquide<B>à</B> travers le tube<B>6</B> étant indiquée par des flèches.
Le dispositif est réglé avec une pression normale du liquide pour un écoulement ma ximum, exactement comme décrit en se réfé rant au dispositif des fig. <B>1 à 3.</B> L'écoule ment est alors maintenu<B>à</B> une valeur déter minée par le dispositif de commande pneuma tique d'écoulement par la pression d'air dans le tube élastique 12 en<B>U.</B> Ainsi, la position de la plaque mobile<B>3</B> sera déterminée par la somme des forces appliquées parle tube addi tionnel<B>11</B> et par le tube 12.
Une augmenta- tionde pression du fluide<B>à</B> l'entrée du tube <B>6</B> produira une augmentation de pression dans le tube additionnel<B>11,</B> ce qui provo quera un mouvement de la plaque<B>3</B> et une augmentation du degré d'étranglement du tube<B>6,</B> produisant ainsi, au moins partielle ment, une compensation de l'augmentation de la pression du liquide. Le degré de compen sation dépendra naturellement des dimen sions relatives des tubes élastiques<B>11</B> et 12.
Une compensation suffisante peut être néces saire afin ide neutraliser en grande partie l'effet des fluctuations de pression, de ma nière, que le dispositif de commande pneu matique d'écoulement. ne fonctionne que par les petits changements résiduels d'écoulé- ment et par des changements résultant de va riations des conditions de circulation en aval dit dispositif d'étranglement.
Restriction device for regulating the flow of a fluid. The present invention relates to a throttling device for regulating the flow of a fluid.
<B> There </B> are a number of cases in which it is necessary to regulate the flow of a fluid <B> through </B> through a pipe. In many cases this is done manually, in others automatically by means of electro-pneumatic devices, for example. In the case of non-corrosive and pure fluids, the establishment of throttling devices does not present serious difficulties, no matter what type of throttle valve can be used. The problem is however made difficult when it comes to a corrosive fluid and when the latter is not pure, but contains solid particles in suspension.
In such cases, the problem becomes difficult when it is. is necessary to obtain the small vol-Limes key adjustment. In most cases, the problem of flow control arises more with liquids than with gases. When restricting devices are used to regulate the flow of corrosive <B>, </B> liquids consisting of valves, it will be necessary to construct these valves of materials resistant <B> to < / B> corrosion. However, <B> </B> such materials often have inappropriate physical properties, and these hard rubber valves and the like are generally expensive.
Furthermore, the use of these valves with liquids comprising suspended solid particles becomes difficult when dealing with small amounts of liquid, since with a small passage space formed in the. valve and necessary to achieve a small flow, there is a pronounced tendency for clogging when large particles are present in the liquid. Similar difficulties are encountered in the case of low flow when gas bubbles are present or in the case of liquids containing gummy substances.
Handling corrosive liquids in the laboratory is a comparatively simple problem. A corrosion-resistant and elastic <B> </B> tabe, such as a rubber or plastic tube, can be made adjustable by means of a valve, <B> to </B> pinee. This throttling device #cst sufficient in the case of corrosive materials, but presents serious difficulties of obstruction when it comes to weak flows, and this in the presence of a certain more or less considerable quantity. of solid matter suspended in the liquid.
Tight control and manual adjustment will achieve a satisfactory result, but when automatic adjustment is employed, especially when the throttle device is in an inaccessible position, the obstruction becomes a very serious problem that can cause damage. . cause harmful interruptions. The object of the present invention is to avoid the disadvantages of the known throttling devices for regulating the flow of a fluid.
The throttling device which is the subject of the invention is characterized in <B> ce </B> that it comprises an elastic tube arranged helically in several turns around a rigid sleeve, the fluid flowing < B> through said tube a movable plate disposed outside the length of the helix formed by the tube, so as to <B> </B> touch a portion of each of its turns, and means making it possible to vary the distance between said plate and said mandrel in order to clamp therebetween said portions of the turns of the tube by deforming and reducing their cross section.
When the elastic tube has a sufficient number of turns, no constriction by itself is sufficient to cause a danger of obstruction and the large number of constrictions in series introduces a sufficient constriction effect, so that a Precisely regulated low flow can be obtained.
The device which is the subject of the invention solves the blockage problem, even in the case of weak flows and provides an excellent solution to corrosion problems since it is possible to use any elastic tube and since it is possible to use any elastic tube. a suitable non-corrosive material can be chosen for this tube. Preferably, the tube will be constricted only slightly in each turn, which will increase its service life since it will not be deformed as considerably as if only one turn were to be used.
The service life of the tube is considerably increased, as well as the safety, which is of great importance in the case of throttling devices -used in -inaccessible places. Another advantage lies in the fact that only the part of the device exposed to <B> to </B> damage or to contact with corrosive liquids must be replaced, which is easily done.
Embodiments of the object of the invention are described, <B> to </B> by way of example, with reference to the appended drawing in which: FIG. <B> 1 </B> is an elevational view of a first embodiment; fig. 2 is a bottom view of the positive device shown in FIG. <B> 1; </B> fig. <B> 3 </B> is a cross section taken along the line <B> 3-3 </B> of fig. <B> 1; </B> fig. 4 is a top view of a second embodiment, and FIG. <B> 5 </B> is a quick elevation of the throttle device shown in fig. 4.
The throttle device for regulating the flow of a fluid shown in FIGS. <B> 1 to 3 </B> -includes a frame consisting of two stationary plates <B> 1 </B> on which the ends of guide rods are fixed 2. A movable plate 4 is mounted so <B> to </B> be able to slide on these guide rods.
A movable plate <B> 3 </B> is disposed freely in the frame, so that it is not in contact with the guide rods in order to be able to move without being prevented by friction with these rods. A guided mandrel <B> 5 </B> is freely mounted between the plate <B> 3 </B> and the lower plate <B> 1 </B> of the frame and so <B> to </B> be able to move freely between the guide rods 2, its axis is perpendicular to <B> to </B> these guiding rods 2.
The movable plate <B> 3 </B> can move perpendicularly <B> to </B> the axis of the mandrel <B> 5. </B> An elastic tube <B> 6, </B> made of plastic, is arranged helically in several turns around this mandrel. <B> A </B> through this tube passes the liquid whose flow must be regulated.
Between the plates <B> 3 </B> and 4 is mounted a tube <B> 7 </B> of elastic material, one end of which is closed and the open end of which is connected by means of the pipe <B > 8 </B> with a pneumatic flow control device of known construction (not shown). The upper limit of the movement of plate 4 is fixed by the adjustment screw <B> 9 </B> which determines the space between plate 4 and ila, upper stationary plate <B> 1. </B> The screw <B> 9 </B> is fixed by the clamping nut <B> 10. </B>
When the device is in operation, the liquid flows <B> through </B> through the tube <B> 6 </B> and the plate 4 is attached a.-Li by means of the screw <B> 9 </B> in a position allowing maximum flow of the liquid with minimum pressure from the pneumatic flow control device. This pressure is held by hand in the tube <B> 7 </B> and pressure is applied <B> to </B> the plate <B> 3 </B> depending on the position of the plate 4. Once When the adjustment for maximum flow is made, the nut <B> 10 </B> is tightened.
The pneumatic control device is adjusted to obtain a constant flow of liquid and it operates in a known manner to increase the air pressure in the tube <B> 7 </B> until the plate <B > 3 </B> has moved sufficiently in relation to the man drin <B> 5, </B> in order to tighten the turns of the tube <B> 6 </B> by deforming them and reducing their cross section, until the liquid flow is reduced <B> to </B> a specified volume for which the controller has been adjusted.
From that moment, the latter will operate in a known manner, an increase in the pressure of the liquid producing an increase in the air pressure in the tube <B> 7 </B> of the pneumatic control device which reacts until that the constriction of the tube <B> 6 </B> by the plate <B> 3 </B> is sufficient to reduce the flow <B> to </B> the desired value. Also, a reduction in the pressure of the liquid produces a reduction in the air pressure in the tube <B> 7 </B> of the controller, which will allow <B> </B> the plate <B > 3 </B> to move up and reduce the constriction of <B> tube </B> 6 </B> until normal flow is restored again.
The pneumatic flow control device is not shown because any pneumatic flow control device can be employed. Also, the control device fluid is not limited to <B> </B> air or <B> </B> any other gas. <B> It </B> is also possible to use liquids since the elastic tube <B> 7 </B> will react to changes in pressure of a liquid in exactly the same way as to changes in air pressure.
When large fluctuations in liquid pressure occur, it is preferable to employ the throttling device to regulate the flow of a fluid shown in Figs. 4 and <B> 5. </B> This device comprises a frame, stationary plates <B> 1, </B> guide rods 2, -movable plates <B> 3 </B> and 4, an adjusting screw <B> 9, </B> a tube <B> 6 </B> and a mandrel <B> 5 </B> as in the device shown in fig. <B> 1 to 3. </B> Compensation for these large fluctuations is obtained by means of an additional elastic tube <B> 11, </B>, one end of which is closed, and which is placed between the plates < B> 3 </B> and 4 and in the center of an elastic tube 12 in <B> U,
</B> one of the ends of which is closed, and which is connected to the pneumatic flow control device. This <B> U </B> tube replaces the straight tube <B> 7 </B> of the device of fig. <B> 1 to 3. </B> The open end of the additional tube <B> 11 </B> will be connected by means of the tube <B> 13 </B> with a source of fluid whose pressure is proportional <B> to </B> the inlet pressure of the fluid in the tube <B> 6; </B> in the particular case, this end is in connection with the pipe <B> 1 -3 </B> with the tube <B> 6 </B> at the point of liquid admission, the direction of movement of the liquid <B> to </B> through the tube <B> 6 </B> being indicated by arrows.
The device is set with normal liquid pressure for maximum flow, exactly as described with reference to the device of Figs. <B> 1 to 3. </B> The flow is then maintained <B> at </B> a value determined by the pneumatic flow control device by the air pressure in the elastic tube 12 in <B> U. </B> Thus, the position of the movable plate <B> 3 </B> will be determined by the sum of the forces applied by the additional tube <B> 11 </B> and by the tube 12.
An increase in fluid pressure <B> at </B> the inlet of tube <B> 6 </B> will produce an increase in pressure in the additional tube <B> 11, </B> which will cause a movement of the plate <B> 3 </B> and an increase in the degree of constriction of the tube <B> 6, </B> thus producing, at least partially, a compensation for the increase in the pressure of the liquid. The degree of compensation will naturally depend on the relative dimensions of the elastic tubes <B> 11 </B> and 12.
Sufficient compensation may be needed in order to largely neutralize the effect of pressure fluctuations, such as the pneumatic flow control device. works only through small residual changes in flow and through changes resulting from variations in downstream traffic conditions known as the throttle device.