EP0647785A1 - Circuit de pilotage d'une vanne commandée - Google Patents

Circuit de pilotage d'une vanne commandée Download PDF

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EP0647785A1
EP0647785A1 EP94490047A EP94490047A EP0647785A1 EP 0647785 A1 EP0647785 A1 EP 0647785A1 EP 94490047 A EP94490047 A EP 94490047A EP 94490047 A EP94490047 A EP 94490047A EP 0647785 A1 EP0647785 A1 EP 0647785A1
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EP
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adjusting
pipe
upstream
shutter
valve
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Withdrawn
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EP94490047A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Mario François Ducommun
Jean-Louis Huveteau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Watts Eurotherm SA
Original Assignee
Watts SFR SA
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/0413—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed in one direction only, with no control in the reverse direction, e.g. check valve in parallel with a throttle valve

Definitions

  • the invention relates to a control circuit for a controlled valve provided with a device for regulating its operating speed.
  • valve shutter is provided with a return means to a preferred position such as the open or closed position of the valve and a control chamber into which a quantity of fluid is introduced which develops a force which thwarts the action of the reminder.
  • connection circuit which takes the fluid upstream of the valve.
  • This connection circuit mainly comprises two pipes, namely an inlet pipe of the shutter control chamber and a so-called exhaust pipe downstream of the valve connected together at the junction point with one end of a mixed pipe, the other end of which is connected to the chamber.
  • the intake pipe is provided with a calibrated or adjustable nozzle controlling the flow of fluid in this pipe and the exhaust pipe is equipped with a pilot device which consists of an adjustable throttle.
  • This pilot device is subjected on the one hand to the action of a calibrated spring and on the other hand to the pressure of a fluid opposing said spring, which fluid is taken upstream of the nozzle.
  • the opening speed of the valve is substantially identical to its closing speed, which has the consequence of causing the valve to flap.
  • control means are mounted in series on said mixed pipe.
  • Each means of controlling the closing or opening speed consists, for example, of a needle valve with a built-in check valve which allows in the direction of flow to open the passage section fully and in the opposite direction to control said passage by reducing the passage section.
  • connection circuit further comprises a filter which protects the pilot circuit and the calibrated nozzle.
  • this check valve is mounted upstream of the filter and, consequently, it is exposed to deposits of impurities contained in the fluid with the disadvantages that this entails.
  • the means used to constitute the circuit are produced by an on-site assembly of the component which is found in commerce. These circuits are tailor-made with the risk of leaks at the various fittings.
  • the installation 1 comprises a valve 2 which controls the flow of a fluid between an upstream pipe 3 and a downstream pipe 4 and comprises, for controlling this valve 2, a shutter 5 which is provided a return means 6 in a preferred position and a control chamber 7 into which a fluid is introduced which develops on the shutter a force which counteracts the action of the return means.
  • the installation 1 is provided with a control circuit 8 which includes a connection circuit 9 which takes the fluid upstream from the valve 2.
  • This connection circuit 9 comprises an intake pipe 10 which has a means 11 for adjusting the intake flow and an exhaust pipe 12 which carries a pilot device 13 such as an adjustable throttle controlling the exhaust flow and connected between they at the junction point J with one end of a mixed pipe 14, the other end 15 of which is connected to the chamber 7 of the shutter.
  • a pilot device 13 such as an adjustable throttle controlling the exhaust flow and connected between they at the junction point J with one end of a mixed pipe 14, the other end 15 of which is connected to the chamber 7 of the shutter.
  • the mixed pipe 14 is provided with means 16, 17 for regulating the speed, one (16) for opening and the other (17) for closing the shutter, each means 16, 17 for regulation comprising a means 16a, 17a for adjusting the passage section.
  • the means 16a, 17a for adjusting the passage section are taps 16a, 17a with light, such as ball valves.
  • the means 11 for adjusting the intake flow rate is also a light valve, such as a ball valve.
  • This type of light tap permanently guarantees and in any adjustment position obtained by rotation through an angle of 90 °, a punctual flow through a light of substantially rectangular section.
  • the height of this light is constant, while the width can vary.
  • the circuit comprises a filter 22 placed upstream of the means for adjusting the intake flow rate and a non-return valve 23 preventing the involuntary emptying of the shutter chamber.
  • the non-return valve 23 preventing involuntary emptying is mounted between the filter 22 and the means 11 for adjusting the intake flow.
  • the portion of the adjustment circuit between the inlet of the filter, the fraction of the intake pipe located downstream of the parallel pipes and a point of the exhaust pipe located upstream of the means 13 for adjusting the the exhaust are produced and mounted in a single solid piece 24.
  • the pipes and housings for the light taps are for example obtained either by machining a single piece, either by several parts which are assembled together for example by screwing, welding or gluing.
  • the means 11, 16a, 17a for adjusting the intake flow rate of the opening and closing speed comprise operating means 11b, 16b, 17b and display means (not shown) of their adjustment positions, which are , according to the invention, accessible on one side of the single piece and in addition it comprises a means 25 for locking all of these operating means, which locking means nevertheless reveals their adjustment positions.
  • the locking means 25 is a transparent plate 25 covering the operating means.
  • the adjustment circuit has auxiliary lines 26, 27 whose outputs are provided with plugs 28 and some of these auxiliary lines are connected upstream of the filter, while the others are downstream of the filter. Certain outputs of these auxiliary conduits comprise connection means and lead to some of the faces of the one-piece part.

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Abstract

L'invention se rapporte à un circuit de pilotage d'une vanne commandée qui contrôle l'écoulement d'un fluide entre une conduite amont (3) et une conduite aval (4) et comprend des moyens (16, 17) de régulation de la vitesse d'ouverture et de fermeture de l'obturateur caractérisé en ce que la conduite mixte (14) se divise localement en deux conduites (18, 19) montées en parallèle et dites conduites parallèles et l'une 18 d'elles porte le moyen (16) de réglage de la vitesse d'ouverture et l'autre (19) porte le moyen (17) de réglage de la vitesse de fermeture. <IMAGE>

Description

  • L'invention se rapporte à circuit de pilotage d'une vanne commandée pourvue d'un dispositif de régulation de sa vitesse de fonctionnement.
  • Il est classique de commander le déplacement d'un obturateur d'une vanne à l'aide d'un circuit de pilotage.
  • Pour cela, l'obturateur de la vanne est pourvu d'un moyen de rappel vers une position préférentielle telle la position ouverte ou fermée de la vanne et d'une chambre de commande dans laquelle on introduit une quantité de fluide qui développe une force qui contrarie l'action du moyen de rappel.
  • Pour cette introduction du fluide, on fait appel à un circuit de liaison qui prélève le fluide en amont de la vanne.
  • Ce circuit de liaison comprend principalement deux conduites à savoir une conduite d'admission de la chambre de commande de l'obturateur et une conduite dite d'échappement vers l'aval de la vanne reliées entre elles au point de jonction avec une extrémité d'une conduite mixte dont l'autre extrémité est reliée à la chambre.
  • La conduite d'admission est pourvue d'un ajutage calibré ou réglable contrôlant le débit de fluide dans cette conduite et la conduite d'échappement est équipée d'un dispositif pilote qui consiste en un étranglement réglable.
  • Ce dispositif pilote est soumis d'une part à l'action d'un ressort taré et d'autre part à la pression d'un fluide contrariant ledit ressort, lequel fluide est prélevé en amont de l'ajutage.
  • Ainsi, lorsqu'on ouvre le pilote on augmente le débit d'échappement qui est alors supérieur au débit d'admission, de sorte que le fluide contenu dans la chambre de commande s'échappe et, pour un sens de travail du ressort de rappel et de la chambre de commande de l'obturateur, provoque l'ouverture de la vanne et lorsqu'on ferme le pilote c'est le contraire qui se produit.
  • En fonctionnement stabilisé, il se produit un équilibre entre le débit d'admission et le débit d'échappement.
  • Dans la pratique on constate que la vitesse d'ouverture de la vanne est sensiblement identique à sa vitesse de fermeture ce qui a pour conséquence de provoquer le battement de la vanne.
  • Pour minimiser ce problème de battement, il est connu d'équiper la conduite mixte de liaison de la chambre de commande de deux moyens de contrôle des vitesses respectivement d'ouverture et de fermeture de la vanne.
  • Dans ce circuit connu, ces moyens de contrôle sont montés en série sur ladite conduite mixte.
  • Chaque moyen de contrôle de la vitesse de fermeture ou d'ouverture consiste par exemple en un robinet à pointeau avec un clapet de retenue incorporé qui permet dans le sens de l'écoulement d'ouvrir la section de passage intégralement et dans le sens inverse de contrôler ledit passage par diminution de la section de passage.
  • Cette solution peut paraître intéressante, mais de manière évidente, le réglage d'un des robinets à pointeau modifie le comportement de l'autre robinet.
  • On n'a donc pas de réglage du robinet indépendamment de l'autre.
  • Egalement, dans certaines conditions, par exemple de pression, il faut modifier le débit d'admission.
  • Dans le cas d'un ajutage calibré, il faut démonter l'ensemble et le remplacer par un autre ajutage calibré, ce qui est long à réaliser.
  • Dans le cas d'un robinet à pointeau, le réglage est beaucoup plus facile, mais la conception de ce robinet favorise la formation de dépôt calcaire entre le siège et le pointeau, d'où des risques d'obturation à court terme.
  • Classiquement, le circuit de liaison comprend en outre un filtre qui protège le circuit pilote et l'ajutage calibré.
  • Pour certains montages on a besoin d'utiliser le fluide filtré comme fluide moteur pour une commande auxiliaire.
  • Dans les systèmes connus, soit on prévoit des modifications sur le moyen de filtrage, d'où un surcoût de celui-ci, ou alors on prévoit un répartiteur en Té sur la tubulure d'échappement du pilote, ce qui à pour inconvénient de modifier le comportement de la vanne.
  • Pour éviter une éventuelle vidange incontrôlée de la chambre de commande, il est nécessaire de prévoir un clapet anti retour.
  • Généralement, ce clapet anti retour est monté en amont du filtre et, en conséquence, il est exposé aux dépôts des impuretés contenues dans le fluide avec les désavantages que cela comporte.
  • Dans les réalisations connues, les moyens mis en oeuvre pour constituer le circuit sont réalisés par un assemblage sur place du composant que l'on trouve dans le commerce. Ces circuits sont faits sur mesure avec des risques de fuites aux différents raccords.
  • Un des résultats que l'invention vise à obtenir est un circuit de pilotage du type précité qui remédie aux inconvénients énoncés plus haut.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un tel circuit de pilotage notamment caractérisé en ce que la conduite mixte se divise localement en deux conduites montées en parallèle et dites conduites parallèles et :
    • d'une part, l'une d'elles porte le moyen de réglage de la vitesse d'ouverture et l'autre porte le moyen de réglage de la vitesse de fermeture et,
    • d'autre part, se rejoignent en amont de la chambre de l'obturateur et, en outre,
    • chacun de ces moyens de réglage de la vitesse d'écoulement comprend un moyen de contrôle du sens de circulation du fluide, tel un clapet anti retour.
  • L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement :
    • figure 1 : vue schématique d'un circuit de pilotage,
    • figure 2 : vue en coupe d'une réalisation,
    • figure 3 : vue de dessus de la réalisation.
  • En se reportant au dessin on voit que l'installation 1 comprend une vanne 2 qui contrôle l'écoulement d'un fluide entre une conduite amont 3 et une conduite aval 4 et comprend, pour commander cette vanne 2, un obturateur 5 qui est pourvu d'un moyen 6 de rappel dans une position préférentielle et d'une chambre 7 de commande dans laquelle on introduit un fluide qui développe sur l'obturateur une force qui contrarie l'action du moyen de rappel.
  • En outre, l'installation 1 est pourvue d'un circuit 8 de pilotage qui comprend un circuit 9 de liaison qui prélève le fluide en amont de la vanne 2.
  • Ce circuit 9 de liaison comprend une conduite d'admission 10 qui présente un moyen 11 de réglage du débit d'admission et une conduite 12 d'échappement qui porte un dispositif 13 pilote tel un étranglement réglable contrôlant le débit d'échappement et reliées entre elles au point de jonction J avec une extrémité d'une conduite mixte 14 dont l'autre extrémité 15 est reliée à la chambre 7 de l'obturateur.
  • La conduite mixte 14 est pourvue de moyens 16, 17 de régulation de la vitesse, l'un (16) d'ouverture et l'autre (17) de fermeture de l'obturateur, chaque moyen 16, 17 de régulation comprenant un moyen 16a, 17a de réglage de la section de passage.
  • Selon l'invention, la conduite mixte 14 se divise localement en deux conduites 18, 19 montées en parallèle et dites conduites parallèles et :
    • d'une part, l'une 18 d'elles porte le moyen 16 de réglage de la vitesse d'ouverture et l'autre 19 porte le moyen 17 de réglage de la vitesse de fermeture et,
    • d'autre part, se rejoignent en amont de la chambre de l'obturateur et, en outre,
    • chacun de ces moyens 16, 17 de réglage de la vitesse d'écoulement comprend un moyen 20, 21 de contrôle du sens de circulation du fluide, tel un clapet anti retour.
  • Le montage en parallèle de ces moyens de contrôle de la vitesse d'ouverture et de fermeture permet de régler ces vitesses d'ouverture et de fermeture indépendamment l'une de l'autre.
  • De préférence, les moyens 16a, 17a de réglage de la section de passage sont des robinets 16a, 17a à lumière, tels des robinets à boisseau.
  • Avantageusement, le moyen 11 de réglage du débit d'admission est également un robinet à lumière, tel un robinet à boisseau.
  • Ce type de robinet à lumière garantit en permanence et dans toute position de réglage obtenue par rotation sur un angle de 90°, un écoulement ponctuel au travers d'une lumière de section sensiblement rectangulaire. La hauteur de cette lumière est constante, tandis que la largeur peut varier.
  • De manière connue, le circuit comprend un filtre 22 placé en amont du moyen de réglage du débit d'admission et un clapet 23 anti-retour interdisant la vidange involontaire de la chambre de l'obturateur.
  • Selon l'invention, le clapet anti-retour 23 interdisant la vidange involontaire est monté entre le filtre 22 et le moyen 11 de réglage du débit d'admission.
  • Selon l'invention la portion du circuit de réglage comprise entre l'entrée du filtre, la fraction de la conduite d'admission située en aval des conduites parallèles et un point de la conduite d'échappement situé en amont du moyen 13 de réglage de l'échappement sont réalisés et montés dans une pièce massive 24 unique.
  • Les conduites et logements pour les robinets à lumière sont par exemple obtenus soit par usinage d'une pièce monobloc, soit par plusieurs pièces qui sont assemblées entre elles par exemple par vissage, soudage ou collage.
  • Les moyens 11, 16a, 17a de réglages du débit d'admission de la vitesse d'ouverture et de fermeture comprennent des moyens llb, 16b, 17b de manoeuvre et des moyens de visualisation (non représentés) de leurs positions de réglage, lesquels sont, selon l'invention, accessibles sur une seule face de la pièce monobloc et en outre celle-ci comporte un moyen 25 de verrouillage de l'ensemble de ces moyens de manoeuvre, lequel moyen de verrouillage laisse néanmoins apparaître leurs positions de réglage.
  • Selon l'invention, le moyen 25 de verrouillage est une plaque 25 transparente couvrant les moyens de manoeuvre.
  • Dans une forme préférentielle de réalisation, le circuit de réglage présente des conduites auxiliaires 26, 27 dont les sorties sont pourvues de bouchons 28 et certaines de ces conduites auxiliaires sont reliées en amont du filtre, tandis que les autres le sont en aval du filtre. Certaines sorties de ces conduites auxiliaires comprennent des moyens de connexion et débouchent sur certaines des faces de la pièce monobloc.

Claims (7)

  1. Circuit de pilotage d'une vanne commandée qui contrôle l'écoulement d'un fluide entre une conduite amont (3) et une conduite aval (4) et comprend, pour commander cette vanne (2), un obturateur (5) qui est pourvu d'un moyen (6) de rappel dans une position préférentielle et d'une chambre (7) de commande dans laquelle on introduit un fluide qui développe sur l'obturateur une force qui contrarie l'action du moyen de rappel,
       lequel circuit de pilotage comprend un circuit (9) de liaison qui prélève le fluide en amont de la vanne (2),
       ce circuit (9) de liaison comprend une conduite d'admission (10) qui présente un moyen (11) de réglage du débit d'admission et une conduite (12) d'échappement qui porte un dispositif (13) pilote tel un étranglement réglable contrôlant le débit d'échappement et reliées entre elles au point de jonction J avec une extrémité d'une conduite mixte (14) dont l'autre extrémité (15) est reliée à la chambre (7) de l'obturateur,
       la conduite mixte (14) est pourvue de moyens (16, 17) de régulation de la vitesse, l'un (16) d'ouverture et l'autre (17) de fermeture de l'obturateur, chaque moyen (16, 17) de régulation comprenant un moyen (16a, 17a) de réglage de la section de passage caractérisé en ce que la conduite mixte (14) se divise localement en deux conduites (18, 19) montées en parallèle et dites conduites parallèles et :
    - d'une part, l'une (18) d'elles porte le moyen (16) de réglage de la vitesse d'ouverture et l'autre (19) porte le moyen (17) de réglage de la vitesse de fermeture et,
    - d'autre part, se rejoignent en amont de la chambre de l'obturateur et, en outre,
    - chacun de ces moyens (16, 17) de réglage de la vitesse d'écoulement comprend un moyen (20, 21) de contrôle du sens de circulation du fluide, tel un clapet anti retour.
  2. Circuit de pilotage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens (16a, 17a) de réglage de la section de passage sont des robinets (16a, 17a) à lumière.
  3. Circuit de pilotage selon la revendication 1 ou 2 comprenant un filtre (22) placé en amont du moyen de réglage du débit d'admission et un clapet (23) anti-retour interdisant la vidange involontaire de la chambre de l'obturateur caractérisé en ce que le clapet anti-retour (23) interdisant la vidange involontaire est monté entre le filtre (22) et le moyen (11) de réglage du débit d'admission.
  4. Circuit de pilotage selon la revendication 1 ou 2 comprenant un filtre (22) placé en amont du moyen de réglage du débit d'admission caractérisé en ce que la portion du circuit de réglage comprise entre l'entrée du filtre, la fraction de la conduite d'admission située en aval des conduites parallèles et un point de la conduite d'échappement situé en amont du moyen (13) de réglage de l'échappement sont réalisés et montés dans une pièce massive (24) unique.
  5. Circuit de pilotage selon la revendication 4 avec des moyens (11, 16a, 17a) de réglage du débit d'admission de la vitesse d'ouverture et de fermeture comprenant des moyens (llb, 16b, 17b) de manoeuvre et des moyens de visualisation de leurs positions de réglage, caractérisé en ce que les moyens de manoeuvre sont accessibles sur une seule face de la pièce (24) et en outre celle-ci comporte un moyen (25) de verrouillage de l'ensemble de ces moyens de manoeuvre, lequel moyen de verrouillage laisse néanmoins apparaître leurs positions de réglage.
  6. Circuit de pilotage selon la revendication 5 caractérisé en ce que le moyen (25) de verrouillage est une plaque (25) transparente couvrant les moyens de manoeuvre.
  7. Circuit de pilotage selon la revendication 4 caractérisé en ce que le circuit de réglage présente des conduites auxiliaires (26, 27) dont les sorties sont pourvues de bouchons (28) et certaines de ces conduites auxiliaires sont reliées en amont du filtre, tandis que les autres le sont en aval du filtre.
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