Dispositif de réglage du débit d'un fluide La présente invention a pour objet un dis positif de réglage du débit d'un fluide s'écou lant dans une conduite. Ce dispositif de réglage peut notamment trouver son application dans une installation de conditionnement d'air dans laquelle de grands volumes d'air sont fournis par un appareillage central de conditionne ment, à plusieurs groupes distributeurs indivi duels.
Dans les installations de conditionne ment d'air, en particulier celles du type men tionné ci-dessus, les variations de pression dans les conduites de fourniture d'air sont fréquen tes à cause des besoins d'air irréguliers et va riables dans les divers locaux conditionnés, et il est connu qu'une fourniture d'air à débit variable dans des installations de ce genre con tribue à la création de bruits gênants.
On connaît un certain nombre de types et de constructions de dispositifs de réglage de débit que permettent de faire varier les dimen sions d'un orifice en fonction de la -pression régnant dans une conduite de fluide. Cepen dant, ces dispositifs de réglage de débit connus ne donnent pas entière satisfaction lorsqu'on a besoin d'un dispositif autonome, n'utilisant au cune source extérieure de puissance, de faible prix de revient, et qui permette de maintenir de façon sûre un débit de fluide sensiblement cons tant dans des conduites telles que les conduites d'alimentation dans des installations de condi- tionnement d'air, dans lesquelles circulent de grands volumes de fluides sous des pressions variant fréquemment.
La présente invention a pour but de fournir un dispositif de ce genre.
Le dispositif de réglage selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux éléments disposés en travers de la conduite et délimitant entre eux un passage de section va riable pour l'écoulement du fluide, l'un au moins de ces éléments étant mobile et suscep tible d'être déplacé par rapport à l'autre, sous l'effet de la chute de pression du fluide s'écou lant à travers ledit passage, dans le sens d'une diminution de la section de ce passage lorsque cette chute de pression augmente, et au moins un organe élastique susceptible d'exercer une force s'opposant à ce déplacement relatif dudit élément mobile, le tout de manière que la sec tion dudit passage varie en fonction de ladite chute de pression.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ples, des formes d'exécution du dispositif de réglage de débit qui fait l'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe longitudinale ver ticale d'une conduite pourvue d'une première forme d'exécution de ce dispositif ; la fig. 2 est une coupe longitudinale verti cale d'une conduite munie d'une variante de cette forme d'exécution du dispositif ; la fig. 3 est une coupe longitudinale verti cale d'une autre forme d'exécution du disposi tif de réglage ;
la fig. 4 est une vue en perspective de piè ces faisant partie de la forme d'exécution repré sentée à la fig. 3 ; et la<U>fi-'</U> 5 est une coupe longitudinale verti cale d'une autre forme d'exécution. Le dispositif de réglage qui fait l'objet de l'invention peut être appliqué à des conduites de distribution de fluide dans lesquelles passent soit des liquides, soit des gaz, mais les formes d'exécution représentées au dessin sont prévues particulièrement pour des conduites de distri bution d'air du type utilisé dans les installa tions connues de conditionnement d'air.
Ces conduites sont indiquées en 10 et l'écoulement de l'air a lieu dans la direction indiquée par les flèches F.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 1, le dispositif de réglage de débit dési gné d'une façon générale par 11, comporte une chicane fixe 12 qui s'étend transversale ment sur toute la largeur de la conduite et vers le haut à partir du fond de la conduite, sur une partie de la hauteur de la conduite de façon à laisser un passage ouvert 13 au-dessus de la chicane. Une plaque chicane mobile 14 est suspendue à la partie supérieure de la conduite par une charnière 15 pour pouvoir osciller au tour de l'axe fixe 15a de la charnière, par rap port à la chicane 12. La plaque chicane 14 est disposée en amont de la chicane fixe 12 à une certaine distance de cette dernière.
Elle s'étend transversalement sur toute la largeur de la conduite et vers le bas jusqu'en des points situés plus bas que le bord supérieur de la chi cane 12, de manière à ne former, entre la chicane fixe et la plaque mobile, qu'un passage restreint 17 à travers lequel se fait l'écoulement du fluide. Le passage est de dimensions varia bles qui dépendent de la position de la plaque 14 par rapport à la chicane 12. Un ressort 16, normalement sans tension, est fixé rigidement par une extrémité à la plaque 14 et est libre à son autre extrémité.
Ce ressort est disposé per pendiculairement au plan de la plaque et il est dirigé vers la chicane fixe 12, cette dernière étant placée dans la trajectoire de l'extrémité libre du ressort de manière que celui-ci vienne la frapper quand la plaque 14 oscille dans sa direction par suite d'une augmentation de la pression du fluide en amont du dispositif. Le ressort sera alors tendu proportionnellement à cette pression qui agit sur la face avant de la plaque 14.
La plaque chicane 14 pend normalement dans une position pour laquelle le passage 17 est entièrement ouvert. Lorsque le débit aug mente, la pression qui agit sur la plaque 14 croit et tend à faire tourner la plaque 14 par rapport à l'axe de charnière 15a et vers la chi cane 12, de façon à diminuer la section du passage 17. Le ressort 16 entre alors en con tact avec la chicane 12 et est comprimé de ma nière à exercer sur la plaque 14 une force qui compense la pression du fluide et limite le mouvement de cette plaque de telle sorte que le passage 17 se ferme à un degré qui com pense l'augmentation du débit, lequel est ainsi maintenu automatiquement à une valeur cons tante à tout instant, quelles que soient les va riations de la pression dans la conduite en amont du dispositif.
Il est visible que le ressort 16, non seulement limite le mouvement de la plaque chicane 14 en fonction de la pression s'exerçant sur elle, mais encore empêche une obturation totale du passage 17. De cette fa çon, le dispositif est protégé contre le collage ou le coincement dans une position de ferme ture puisque le passage 17 ne se ferme jamais complètement, même sous des pressions exces sives, et qu'il reste toujours assez ouvert pour permettre un certain débit d'air.
La forme d'exécution représentée à la fig. 2 est semblable à celle que montre la fig. 1, sauf le dispositif à ressorts. Le dispositif de réglage selon la fig. 2 diffère de celui selon la fig. 1, en ce qu'il comprend un dispositif à deux res sorts qui permet un réglage en deux phases. Une lame ressort flexible 21, fixée à la plaque 14, agit, dans une large gamme de faibles pres sions, de façon à s'opposer à l'inclinaison de la plaque 14 lorsque celle-ci tend à se rappro cher de la chicane fixe 12.
A la limite supé- rieure de la gamme des basses pressions, un ressort 20, moins flexible, bute contre le res sort 21, et agit dans une gamme de pressions plus élevées pour régler le mouvement ultérieur de la plaque chicane 14. Cette disposition per met un réglage précis à volume constant dans une large gamme de fonctionnement.
La fig. 3 représente une autre forme d'exé cution du dispositif de réglage du débit de fluide dans lequel une chicane fixe 30, une pla que mobile 31 et un dispositif à ressort 33 sont disposés dans une conduite de distribution d'air 10 pour entretenir un débit volumétrique constant dans ladite conduite. Cette réalisation est également un dispositif à deux phases. La plaque chicane mobile 31 est suspendue par son bord supérieur à la paroi supérieure de la conduite de manière à pouvoir osciller libre ment. Son extrémité libre inférieure porte un patin 32 espacé du fond de la conduite de façon à permettre un écoulement sous le patin.
La chicane fixe 30 est située en aval de points situés au-dessous du patin et elle est courbée vers l'intérieur à partir du fond de la conduite, de façon à s'approcher graduellement de la trajectoire que décrit le patin 32 lorsque la plaque 31 oscille. Le bord interne de la chi cane 30 est espacé de la paroi supérieure de la conduite 10 et garni d'une bande en feutre 35 tangente à cette trajectoire du patin 32. Le patin 32 est fixé à l'extrémité inférieure de la chicane 31 sous un angle tel que lorsque la chicane 31 approche et atteint sa position an gulaire limite, le patin 32 dépasse le bord in terne de la chicane 30 et s'étend dans l'inter valle entre celui-ci et la paroi supérieure de la conduite.
La partie du patin 32, qui s'étend du côté aval de la plaque 31 est perforée en 34 et elle est plus longue que ledit intervalle, de sorte que lorsque le patin vient se placer en travers de celui-ci une quantité limitée puisse toujours traverser le patin aussi bien au- dessous qu'au-dessus du bord de la chicane 31. On comprend que, normalement, l'air passe sous la plaque 31 puis sur la chicane 30. Lors que le débit augmente, la poussée accrue qui en résulte et s'exerce sur la plaque 31 tend à faire dévier celle-ci vers l'aval en diminuant ainsi la section du passage entre la chicane 30 et le patin 32.
On remarquera que cette sec tion décroît graduellement à mesure que la plaque 31 est déviée graduellement de sa posi tion verticale normale, par une pression crois sante dans la conduite, jusqu'à ce que le patin 32 frotte contre la garniture arrière en feutre 35 du bord de la chicane fixe 30. Ceci peut être considéré comme étant la phase basse pression de l'opération.
Une fois que le passage entre les chicanes fixe et mobile est fermé par le patin 32, de l'air continue à s'écouler à travers les perforations 34 et à travers le passage 36 situé au-dessus du bord de la chicane fixe 30. Lorsque la plaque 31 est déviée davantage par des pressions plus élevées, l'écoulement à travers le passage 36 est alors obturé lorsque le patin 32 pénètre dans l'intervalle entre le bord 35 de la chicane 30 et la paroi supérieure. On remarquera qu'une certaine quantité d'air s'écoulera toujours à tra vers le dispositif régulateur, car une quantité d'air limitée continue à traverser les perfora tions 34 dans la partie du patin qui s'étend en travers du passage 36.
Le mouvement de la plaque chicane 31 est limité par un élément à ressort réglable 33 qui est soumis à un effort proportionnel à la pres sion qui agit sur la face amont de la plaque 31 de façon à maintenir un débit constant. Cet élément à ressort a la forme d'un ressort à dou ble lame comportant une lame flexible princi pale 37 et une lame secondaire moins flexible 38 qui sont montées dans une position qui leur permet d'être soumises l'une après l'autre à la force exercée sur la plaque chicane 31 quand cette dernière sera déviée vers l'aval.
Afin de faire varier le débit de l'air dans une installation de distribution d'air utilisant le dispositif de réglage de la fig. 3, le dispositif à ressort 33 comporte plusieurs moyens de ré glage dont un ou plusieurs peuvent être ajus tés pour obtenir un débit désiré. Une vis de réglage 39, vissée dans une console 40, porte contre la patte 41, pendant librement, d'une charnière 42 qui supporte les ressorts-lames 37 et 38.
En agissant sur la vis de réglage 39, on peut faire varier l'angle entre les pattes de la charnière, un déplacement de la patte 41 vers la droite, en considérant la fig. 3, augmente l'angle et déplace les ressorts 37 et 38 et la chicane 31 vers la droite, augmentant ainsi la force nécessaire pour amener la plaque 31 dans une position déterminée contre l'action des ressorts, en déplaçant cette plaque chicane 31 dans le sens voulu pour réduire la section de passage du fluide.
On voit donc qu'en faisant tourner vers la droite la patte 41, on augmente le débit pour des conditions de pression données, car la sec tion du passage entre la chicane 30 et le patin 32 pour une flexion donnée des ressorts 37 et 38 sera augmentée par cette rotation de la patte 41. Un mouvement de la vis de réglage 39 vers la gauche, en regardant la fig. 3, ra mènera les ressorts 37 et 38 à leur position précédente.
La position des ressorts 37 et 38 et, par conséquent, leur tension, pour une position dé terminée de la plaque 31 et du patin 32, peut aussi être réglée en déplaçant la charnière 42 suivant l'axe de la conduite ou en déplaçant les ressorts 37 et 38 par rapport à la patte 41 de la charnière 42 qui les porte. A cet effet, des fentes 44 et 45 sont prévues dans les pattes 41 et 43, respectivement, de la charnière 42. La fente 45 reçoit une vis à écrou 46 par laquelle la charnière 42 est fixée de façon réglable sur la paroi supérieure de la conduite, et la fente 44 reçoit des vis à écrou 47 qui, traversant les ressorts-lames 37 et 38 et les entretoises dis posées entre eux, pour tenir ces derniers élé ments assemblés sur la patte 41 de charnière.
Le déplacement des ressorts-lames 37 et 38 dans les sens amont et aval, par déplacement longitudinal de la charnière 42, augmente et diminue respectivement le débit de façon ana logue au réglage des ressorts obtenu par la vis de réglage 39, comme précédemment décrit. Le déplacement des lames 37 et 38 vers le bas relativement à la patte 41 de charnière, comme l'indique la flèche A, déplace vers l'amont la position d'équilibre de la plaque 31 sur laquelle les ressorts appliquent une force antagoniste à la poussée due à la pression de l'air de façon à augmenter le débit de l'air pour une valeur donnée de cette pression.
Un déplacement vers le haut des ressorts-lames dans la direction de la flèche B produit une diminution du débit en déplaçant vers l'aval la position d'équilibre de la plaque 31 sur laquelle les ressorts appli quent cette force antagoniste.
Une autre forme d'exécution du dispositif, représentée dans la fig. 5, comporte des pla ques 50 et 51, montées de façon à s'étendre en travers de la conduite 10, leurs faces en regard appuyant l'une contre l'autre. La plaque 51 est un matériau rigide, par exemple en mé tal, et elle comporte des perforations 53 et la plaque 50 est en une substance semi-perméable aux fluides, par exemple un tissu solide, et elle présente des perforations 52. Une chicane pleine 54, en tissu, est disposée en amont de la plaque 50 dont elle recouvre la partie supé rieure pour limiter le nombre de perforations ouvertes 52. La plaque 50 et la chicane 54 sont suspendues à une console fixe 55 dont un bras 56, en forme d'Y, s'adapte sur le dessus de la plaque 50 et de la chicane 54.
Ces der niers éléments peuvent être fixés dans la rai nure du bras, par frottement ou autrement. La plaque métallique 51 est pourvue à son bord supérieur d'un crochet accroché sur un pivot horizontal fixe 57 et sur lequel il peut osciller librement. On remarquera que, normalement, les plaques 50 et 51 sont suspendues dans une position verticale, et que les ouvertures 52 et 53 sont disposées de façon à être alignées dans cette position. Celle-ci est la position de basse pression.
Lorsque la pression dans la conduite aug mente, les plaques 50 et 51 dévient vers l'aval et glissent l'une sur l'autre ; les ouvertures sont alors graduellement écartées de leur alignement jusqu'à ce que les ouvertures 53 soient finale ment couvertes par les parties pleines de la plaque 50. Puisque celle-ci est en tissu ou autre matériau semi-perméable approprié, un peu d'air continuera à passer à travers les ouver tures 53 à tout instant.
Une chicane 58 en forme d'arc ayant un rayon de courbure sensiblement égal à celui du parcours décrit par le bord inférieur de la pla que 51 est placée de façon à obturer l'espace existant entre ce bord inférieur et le fond de la conduite, lorsque le bord se déplace vers l'aval sous l'action de la pression de l'air, hors de sa position normale.
Le mouvement des plaques 50 et 51 est réglé par un dispositif à ressorts 33 construit et fonctionnant de la même façon que le dis positif à ressorts représenté dans la fig. 3. On peut faire varier le nombre des lames de ressort selon la gamme de fonctionnement de l'ensem ble.
Par exemple, la figure représente un dispo sitif à trois phases de réglage qui comprend trois lames 59, 60 et 61 de flexibilités dé croissantes dans l'ordre indiqué, de façon que chacun des ressorts entre en contact avec la plaque 51 à partir d'une position déterminée de celle-ci afin de pouvoir régler avec précision la position d'équilibre des plaques en fonction de la pression qui agit contre la face amont de la plaque 50, dans le but de maintenir un débit sensiblement constant, quelle que soit la pres sion dans la conduite.