EP0794333A1 - Pilot by-pass valve for liquid pumps - Google Patents
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- EP0794333A1 EP0794333A1 EP97400494A EP97400494A EP0794333A1 EP 0794333 A1 EP0794333 A1 EP 0794333A1 EP 97400494 A EP97400494 A EP 97400494A EP 97400494 A EP97400494 A EP 97400494A EP 0794333 A1 EP0794333 A1 EP 0794333A1
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- F04D15/0005—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by using valves
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- F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
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- F04B2207/02—External pressure
Definitions
- the present invention relates to a controlled bypass device for a pump for fluid or viscous liquids, for example a centrifugal or volumetric pump, that is to say an automatic regulation device mounted in bypass or in parallel with respect to the pump and intended protect the latter against overpressure and cavitation.
- Such a bypass device can be internal or external to the pump and comprises, in the simplest normal case, a movable valve which is applied to a fixed seat under the effect of a calibrated return spring acting against the differential pressure existing between the discharge and the suction of the pump.
- a calibrated return spring acting against the differential pressure existing between the discharge and the suction of the pump.
- compensated type bypass devices in which an attempt is made to maintain the hydraulic pressure independent of the flow rate or relatively constant while the valve moves away from its seat, by determining an increase in the application surface as a function of the movement of the valve, that is to say an increase in the useful cross-section of the valve in the same proportions as the increase in the spring force.
- This can be achieved by adding a straight outer cylindrical wall to the valve and a slightly tapered, flared outer cylindrical wall to the seat, so that the increased valve-seat distance causes a slight radial separation of the two walls, which allows a gradual increase in the flow as the spring is compressed.
- the effectiveness of the compensation depends on the shape of the seat cone, which is particularly difficult to achieve, and also depends on the size of the diameter of the right cylinder of the valve, which imposes a passage diameter and very important piping.
- the absolute pressure at its suction port must be sufficient to avoid any cavitation phenomenon, which is manifested by the formation of pockets of gas in the suction area of the pump. These gas pockets pass with the liquid towards the delivery zone where they disappear, generating noise, vibrations, or even relatively rapid destruction of the equipment.
- the present invention aims to remedy the aforementioned drawbacks and to provide a solution to the problems mentioned by providing a pilot-operated bypass device constantly and automatically slaving the differential pressure of the pump to a set value, by hydraulic means only, and also allowing purely hydraulic regulation of the relative suction pressure.
- the pilot-operated bypass device for a pump for fluid or viscous liquids is of the type comprising a body having an inner wall defining inlet and outlet cavities respectively connected to the discharge and suction sides of the pump and separated l '' from each other by a sealing assembly, which comprises a valve, its seat and its return spring having the same axis of symmetry, the seat being formed in the interior wall of the body, the valve stem being mounted sliding in the body and the return spring being mounted concentric with the valve stem and between the head of said valve and a stop, and which is intended to open to put the cavities in communication when the differential pressure discharge - suction is higher than that of the spring.
- a sealing assembly which comprises a valve, its seat and its return spring having the same axis of symmetry, the seat being formed in the interior wall of the body, the valve stem being mounted sliding in the body and the return spring being mounted concentric with the valve stem and between the head of said valve and a stop, and which is intended to open to put the cavities in communication when the differential pressure discharge
- the stop associated with the return spring of the valve is made integral with the piston rod of a double-acting cylinder, which is housed in the body parallel to the axis of symmetry of the '' sealing assembly and the two orifices forming inlet and outlet and located on either side of the piston are respectively connected to one and / or the other of two regulating distributors, namely a regulating distributor pressure, the drawer of which is sensitive to the difference between the pressures prevailing in the inlet and outlet cavities respectively, and a vacuum regulation distributor, the drawer of which is sensitive to the difference between atmospheric pressure and the pressure prevailing in the outlet cavity.
- the piston rod of the double-acting cylinder is coaxial with the axis of symmetry of the sealing assembly and the valve is mounted to slide relative to said rod.
- the pressure regulating distributor comprises a first end cavity subjected to the discharge pressure, a second end cavity subjected to the suction pressure and containing a pressure spring disposed between the drawer pressure and an adjustable support forming part of a pressure setpoint adjustment device, said drawer comprising first and second annular grooves respectively subjected permanently to the discharge and suction pressures and each capable of being connected to one or the other of two hydraulic circuits depending on one or the other of two opposite extreme positions of the pressure slide.
- the vacuum regulation distributor has a first cavity terminal, containing the pushing member of a piston - membrane subjected on one side to external atmospheric pressure and on the other side to suction pressure, a second terminal cavity subjected to suction pressure and containing a vacuum spring arranged between the vacuum drawer and an adjustable support forming part of a vacuum setpoint adjustment device, the drawer comprising first and second annular grooves respectively subjected permanently to the discharge and suction pressures and capable each to be connected to one or the other of two hydraulic circuits according to one or the other of two opposite extreme positions of the vacuum drawer.
- the pressure and vacuum regulating distributors are hydraulically mounted in cascade.
- the pressure regulation distributor is disposed at the head of the cascade and when its pressure slide occupies a first extreme position, its two annular grooves, which are respectively permanently subjected to the discharge pressures and are respectively connected to the grooves associated annulars formed in the vacuum drawer of the vacuum control distributor, so that when said vacuum drawer occupies a first extreme position, its two associated grooves are respectively subjected to the discharge and suction pressures and are respectively connected to the orifices of the double-acting cylinder so that its piston tends to cause the valve to close, while when said vacuum slide occupies a second extreme position, its two associated grooves are directly and respectively subject to discharge and suction pressures and are respectively connected to the orifices of the double-acting cylinder so that its piston tends to cause the opening of the valve.
- the vacuum regulation distributor is disposed at the head of the cascade and when its vacuum drawer occupies a first extreme position, its two annular grooves, which are respectively subjected permanently to the pressures of discharge and suction, are respectively connected to the associated annular grooves formed in the pressure drawer of the pressure regulation distributor, so that when said pressure drawer occupies a first extreme position, its two associated grooves are respectively subjected to pressures discharge and suction and are respectively connected to the orifices of the double-acting cylinder so that its piston tends to cause the valve to close, while when said pressure slide occupies a second extreme position, its two associated grooves are directly and respectively subject to discharge pressures and suction and are respectively connected to the orifices of the double-acting cylinder so that its piston tends to cause the opening of the valve.
- FIG. 1 this schematically illustrates a first possible embodiment of the assembly of a bypass device according to the invention, for centrifugal or volumetric pump for example, controlled by a pressure regulation distributor .
- this device is of the type comprising a body generally designated by 1 and having an inner wall 2 delimiting inlet cavities 3 and outlet 4.
- the cavity inlet 3 is connected to the downstream or discharge side of the pump, which is represented by a discharge arrow 5, while the outlet cavity 4 is connected to the upstream or suction side of the pump, which is represented by a suction arrow 6, the pump itself not being shown for the sake of simplification.
- the pressures prevailing in the inlet 3 and outlet 4 cavities therefore correspond respectively to the discharge pressures, P.ref, and suction, P.asp, of the pump.
- the inlet 3 and outlet 4 cavities are separated from each other by a sealing assembly, which is generally designated by 7 and which comprises a valve 8, its associated seat 9 and its spring return 10, having the same axis of symmetry 11.
- the seat 9 is formed in the inner wall 2 of the body 1, while the stem 12 of the valve 8 is slidably mounted in the body 1 and that the return spring 10 is mounted concentric with the stem 12 of the valve 8 and disposed between the head 13 of the latter and a stop 14.
- the sealing assembly 7 is intended to open to put the two cavities 3 and 4 in communication, according to the arrow 15 shown in FIG. 3, when the differential hydraulic pressure discharge - suction is greater to the mechanical pressure exerted by the spring 10.
- the stop 14 associated with the return spring 10 of the valve 8 is made integral with the rod 16 of the piston 17 of a double-acting cylinder 18.
- This jack 18 is itself associated with the body 1 and is preferably housed in the latter, parallel to the axis of symmetry 11 of the sealing assembly 7.
- any movement of the piston 17 of the jack 18 and of its associated rod 16 results in a corresponding movement of the end stop 14 which directly controls the opening or closing of the valve 8.
- the connection between the stop 14 and the rod 16 of the piston 17 can be produced by any means as soon as the tail 12 of the valve 8 is parallel to the said rod 16 and that any movement of this rod 16 is fully reflected on the stop 14 and, more precisely, on the valve 8.
- the return spring 10 is in fact an extremely stiff safety spring which is intended to crash only when a large discharge overpressure suddenly appears in the inlet cavity 3.
- connection between the stop 14 and the rod 16 of the piston 17 it is possible in particular to envisage rigid connection devices of the non-deformable parallelogram type or else articulated connection devices of the rack type or other type of deflection, but all these devices are subject to wear and require precise adjustments which are often difficult to carry out. Consequently, according to a preferred embodiment of the invention, the rod 16 of the piston 17 of the double-acting cylinder 18 is coaxial with the axis of symmetry 11 of the sealing assembly 7 and the valve 8 is mounted at sliding relative to said rod 16.
- the two orifices E, F forming the inlet and outlet of the double-acting cylinder 18 and located on either side of the piston 17 are respectively connected to a distributor 19 for regulating pressure.
- the pressure regulating distributor 19 comprises a pressure slide 21 which is sensitive to the difference between the discharge, P.ref, and suction pressures, P .asp, respectively prevailing in the inlet 3 and outlet 4 cavities.
- the pressure regulating distributor 19 is preferably in the form of a cylinder in the bore of which the pressure slide 21 slides freely between two stops (not shown) delimiting two terminal cavities opposite 23 and 24.
- the first terminal cavity 23 has an orifice 25 which is connected by a conduit 26 to an orifice 27 formed in the inlet cavity 3. Thanks to the existence of the first stop not shown at the end of travel of the pressure slide 21, the orifice 25 can never be closed by the latter and the terminal cavity 23 is permanently subjected to the discharge pressure, P. ref.
- the second terminal cavity 24 has an orifice 28 which is connected by a conduit 29 to an orifice 30 formed in the outlet cavity 4. Thanks to the existence of the second stop not shown at the end of the slide travel pressure 21, the orifice 28 can never be closed by said pressure slide and, therefore, the terminal cavity 24 is permanently subjected to the suction pressure, P.asp.
- the second end cavity 24 includes a pressure spring 31 disposed between the pressure slide 21 and an adjustable support 32 forming part of a device 33 for adjusting the pressure setpoint, for example of the type with tight adjustment screw.
- the pressure slide 21 has two annular grooves 34 and 35.
- An orifice A is formed in the bore of the cylinder opposite the groove 34 and is connected to the conduit 26.
- the groove 34 and the orifice A are arranged so that, whatever the position of the pressure slide 21, the latter never closes the orifice A. Consequently, the groove 34 is permanently subjected to the pressure of delivery, P.ref, at the same time as the cavity 23.
- an orifice B is formed in the bore of the cylinder opposite the groove 35 and is connected to the conduit 29.
- the groove 35 and the orifice B are arranged in such a way that the pressure slide 21 never closes the orifice B and that the groove 35 remains permanently subjected to the suction pressure, P.asp, at the same time as the cavity 24.
- Two other orifices A1 and A2, formed in the bore of the cylinder, are arranged symmetrically on either side of the radial plane corresponding to the axis of the orifice A and are separated by a distance just equal to the width of the groove 34. Consequently, when the pressure slide 21 occupies the extreme position shown in FIGS. 1 and 4, the groove 34 is in communication with the orifice A1 and a conduit 36 which is connected to it. On the other hand, when the pressure slide 21 occupies the opposite position shown in FIG. 6, the groove 34 is in communication with the orifice A2 and a conduit 37 associated with the latter. Finally, when the pressure slide 21 occupies the intermediate position shown in FIG. 5, the two openings A1 and A2 are closed by the wall of the slide, the groove 34 being located exactly between said openings.
- conduits 36 and 39 are both connected to a conduit 53 opening into the actuator 18 at the orifice F, while the conduits 37 and 38 are both connected to a conduit 55 opening into the actuator 18 to the level of port E.
- an outlet duct 45 is connected to a second orifice 46 formed in the second terminal cavity 24.
- this conduit 45 and this second orifice 46 do not exist, but their utility will be explained by describing another embodiment of the invention, which is shown in FIG. 11.
- FIGS 7 to 10 these schematically illustrate a second possible embodiment of the assembly of a bypass device according to the invention controlled by a distributor 20 for vacuum regulation.
- This vacuum regulation distributor 20 has a vacuum drawer 22 which is sensitive to the difference between the external atmospheric pressure, P.atm, and the suction pressure, P.asp, prevailing in the outlet cavity 4.
- the vacuum regulation distributor 20 is preferably, like the pressure regulation distributor 19, in the form of a cylinder in the bore of which the vacuum drawer 22 slides freely between two stops not shown delimiting two opposite end cavities 40 and 41.
- the first terminal cavity 40 has an orifice 60 which is connected by the conduit 29 to the orifice 30 formed in the outlet cavity 4. Thanks to the existence of the first stop, not shown, of the end of travel of the vacuum drawer 22, the orifice 60 can never be closed by the latter and the terminal cavity 40 is permanently subjected to the suction pressure, P.asp.
- this first end cavity 40 contains the thrust member 42 of a piston-membrane 43 which is subjected on one side to the external atmospheric pressure, P.atm, and on the other side to the pressure of suction, P.asp, prevailing in the outlet cavity 4.
- the second terminal cavity 41 has an orifice 44 which is connected by the conduit 29 to the suction pressure, P.asp. Thanks to the existence of the second stop, not shown, of the end of travel of the vacuum drawer 22, the orifice 44 can never be closed by said vacuum drawer and the terminal cavity 41 is permanently subjected to the suction pressure. , P.asp.
- the second end cavity 41 includes a vacuum spring 47 disposed between the vacuum drawer 22 and an adjustable support 48 forming part of a device 49 for adjusting the vacuum setpoint, for example of the type with tight adjustment screw as for the pressure regulation distributor 19.
- the suction pressure acting on both sides of the vacuum drawer 22 in the opposite end cavities 40 and 41 balances said vacuum drawer.
- the section of the piston-membrane 43 is much larger than the section corresponding to the slide in the opposite terminal cavity 41. Consequently, considering the mechanical and hydraulic forces present, it can be seen that the movement of the slide vacuum 22 is mainly due to the force imbalance between the vacuum spring 47 and the diaphragm piston 43, the latter being subjected to the differential pressure between the external atmospheric pressure and the suction pressure.
- the vacuum drawer 22 has two annular grooves 50 and 51, the inlet orifice A being formed opposite the groove 50 and connected to the duct 26, while the inlet orifice B is formed opposite groove 51 and connected to conduit 29.
- the grooves 50, 51 and the orifices A, B are respectively arranged so that, whatever the position of the vacuum slide, there is no never closes the orifices A and B. Consequently the grooves 50 and 51 are respectively permanently subjected to the discharge pressures, P. ref, and of suction, P.asp.
- two pairs of outlet ports A1, A2 and B1, B2 are formed in the bore of the vacuum cylinder, on either side of the median position of the associated groove 50 or 51, which corresponds to the axis of the orifice A or B.
- conduits 36 and 39 are both connected to the conduit 53 opening into the jack 18 at the orifice F, while the conduits 37 and 38 are both connected to the conduit 55 opening into the cylinder 18 at orifice E.
- an outlet duct 45 is connected to a second orifice 46 formed in the second terminal cavity 41.
- These duct 45 and orifice 46 do not exist in the embodiment shown in FIG. 7 and described above, but their utility will be explained by describing other embodiments of the invention, which are shown in FIGS. 11 to 18.
- FIGS 11 to 14 these schematically illustrate a third possible embodiment of the assembly of a bypass device according to the invention controlled by both a pressure regulating distributor 19 and a distributor vacuum regulator 20 hydraulically mounted in cascade.
- the pressure regulating distributor 19 whose pressure slide 21 is sensitive to the difference between the discharge and suction pressures, is placed at the head of the cascade and has already has been described with reference to Figures 1 and 4 to 6. Because the pressure regulating distributors 19 shown in these figures fulfill exactly the same control functions, the same numerical and alphabetical references designate the same constituent elements thereof.
- the vacuum regulation distributor 20 whose vacuum drawer 22 is sensitive to the difference between the external atmospheric pressure and the suction pressure, is arranged at the end of the cascade, has already been mainly described with reference to Figures 7 to 10 and will be described in more detail below as a second element of the cascade with reference to Figures 12 to 14.
- the vacuum regulating distributors 20 represented in these figures are constituted by the same functional elements which are designated by the same reference numerals.
- the vacuum regulation distributor shown in FIG. 11 is dependent on a pressure regulation distributor, it is not hydraulically connected in the same way as that represented in FIGS. 7 to 10 and the alphabetical references already used for the pressure regulating distributor 19 have been modified for the sake of clarity.
- the orifice 44 of the second terminal cavity is connected by a conduit 45 to the suction pressure, P.asp, said conduit preferably being connected to an orifice 46 formed in the second cavity 24 of the distributor 19 for regulating pressure.
- the orifice 60 of the first terminal cavity 40 is itself connected to the conduit 45 via a conduit 61 so that the first and second terminal cavities 40 and 41 are both permanently subjected to the suction pressure, P.asp.
- the two annular grooves 50 and 51 are respectively associated with two series of four inlet and outlet orifices respectively arranged two by two on either side of the median position of the groove in question. More specifically, by considering the slide 22 from the first terminal cavity 40 to the second terminal cavity 41 and by first referring to the extreme position shown in FIGS. 11 and 12, the groove 50 is in communication with a inlet orifice A3 connected to the conduit 36, while the groove 51 is in communication with an inlet orifice B3 connected to the conduit 38.
- the groove 50 is also in communication with an outlet port A4 connected to the conduit 52, itself connected to the conduit 39 and to the conduit 53 opening into the jack 18 at the level of the orifice F, while the groove 51 is also in communication with an outlet orifice B4 connected to the conduit 54, itself connected to the conduit 37 and to the conduit 55 opening into the jack 18 at the level of the orifice E.
- the groove 50 is in communication with an inlet orifice C connected by a conduit 56 to the conduit 26, while the groove 51 is in communication with an inlet orifice D connected by a conduit 57 to the conduit 45.
- the groove 50 is also in communication with an outlet orifice C1 connected by a conduit 58 to the conduits 37, 54 and 55, the latter opening into the orifice E of the jack, while the groove 51 is also in communication with an outlet orifice D1 connected by a conduit 59 to the conduits 39, 52 and 53, the latter opening into the orifice F of the cylinder.
- the pressure regulation distributor 19 being disposed at the head of the cascade, when its pressure drawer 21 occupies the first extreme position shown in FIGS. 4 and 11 and that the vacuum drawer 22 of the vacuum regulation distributor 20 occupies the first extreme position shown in FIGS. 11 and 12, the discharge pressure passes through the channel A, A1, A3, A4, F, while the suction pressure passes through channel B, B1, B3, B4, E, thus causing the valve 8 to close.
- FIGS. 8 to 10 and 15 to 18 show the two distributors in their series or cascade mounting, as shown in FIGS. 8 to 10 and 15 to 18, among which FIGS. 8 to 10 obviously represent the three respective positions of the vacuum regulation distributor 20 mounted at the head of the cascade, while FIGS. 16 to 18 represent the three respective positions of the pressure regulating distributor 19 mounted second in the cascade.
- FIGS. 15 to 18 schematically illustrate a fourth possible embodiment of the assembly of a bypass device according to the invention, in which the vacuum regulation distributor 20 is arranged in head of the cascade, the pressure regulating distributor 19 being mounted under its dependence.
- the vacuum regulation distributor 20 being disposed at the head of the cascade, when its vacuum drawer 22 occupies the first extreme position shown in FIGS. 8 and 14, and that the pressure drawer 21 of the pressure 19 occupies the first extreme position shown in FIGS. 15 and 16, the discharge pressure again passes through channel A, A1, A3, A4, F and the suction pressure passes again through channel B, B1, B3, B4, E to cause the valve 8 to close.
- a bypass device controlled as indicated above can have several uses, in particular the protection of a pump for fluid or viscous liquids and the automatic regulation of its various operating parameters, for example pressure regulation suction, the regulation of a discharge pressure level in the case where the suction pressure is stable, the regulation of both suction and discharge pressures.
- various operating parameters for example pressure regulation suction, the regulation of a discharge pressure level in the case where the suction pressure is stable, the regulation of both suction and discharge pressures.
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif de dérivation piloté pour pompe pour liquides fluides ou visqueux, par exemple une pompe centrifuge ou volumétrique, c'est-à-dire un dispositif à régulation automatique monté en dérivation ou en parallèle par rapport à la pompe et destiné à protéger cette dernière contre les phénomènes de surpression et de cavitation.The present invention relates to a controlled bypass device for a pump for fluid or viscous liquids, for example a centrifugal or volumetric pump, that is to say an automatic regulation device mounted in bypass or in parallel with respect to the pump and intended protect the latter against overpressure and cavitation.
Dans le cas d'une pompe volumétrique, on sait qu'une telle pompe transfère de l'aspiration vers le refoulement une même quantité de produit pour chaque rotation et que tout obstacle apparaissant dans le circuit de refoulement amène la pompe à produire une pression de plus en plus élevée jusqu'à la rupture de l'élément le plus faible de l'installation.In the case of a positive displacement pump, it is known that such a pump transfers from the suction to the discharge the same quantity of product for each rotation and that any obstacle appearing in the discharge circuit causes the pump to produce a pressure of higher and higher until the weakest element of the installation breaks.
Pour protéger les pompes volumétriques contre les surpressions de refoulement, on peut limiter la puissance disponible ou provoquer l'arrêt de la pompe sous l'effet d'une surpression prédéterminée, ou encore utiliser une soupape de décharge tarée, mais on préfère utiliser un dispositif de dérivation qui provoque une recirculation du refoulement vers l'aspiration de la pompe en cas de surpression.To protect positive displacement pumps against overpressure, we can limit the available power or cause the pump to stop under the effect of a predetermined overpressure, or even use a calibrated relief valve, but we prefer to use a device bypass which causes recirculation of the discharge to the pump suction in the event of overpressure.
Un tel dispositif de dérivation peut être interne ou externe à la pompe et comprend, dans le cas normal le plus simple, une soupape mobile qui est appliquée sur un siège fixe sous l'effet d'un ressort de rappel taré agissant à l'encontre de la pression différentielle existant entre le refoulement et l'aspiration de la pompe. Lorsque la pression hydraulique différentielle devient supérieure à la force mécanique du ressort, la soupape s'écarte de son siège en comprimant le ressort, ce qui peut entraîner une nouvelle augmentation de compensation de la force hydraulique.Such a bypass device can be internal or external to the pump and comprises, in the simplest normal case, a movable valve which is applied to a fixed seat under the effect of a calibrated return spring acting against the differential pressure existing between the discharge and the suction of the pump. When the differential hydraulic pressure becomes greater than the mechanical force of the spring, the valve departs from its seat by compressing the spring, which can lead to a further increase in hydraulic force compensation.
En fait, on peut considérer que le fonctionnement du dispositif de dérivation du type normal est du genre par tout ou rien, dont la soupape de décharge précitée n'est qu'un cas particulier.In fact, it can be considered that the operation of the bypass device of the normal type is due kind by all or nothing, of which the aforementioned relief valve is only a special case.
On connaît également des dispositifs de dérivation du type compensé, dans lesquels on tente de maintenir la pression hydraulique indépendante du débit ou relativement constante pendant que la soupape s'écarte de son siège, en déterminant une augmentation de la surface d'application en fonction du mouvement de la soupape, c'est-à-dire une augmentation de la section utile de la soupape dans les mêmes proportions que l'accroissement de l'effort du ressort. Ce résultat peut être obtenu en ajoutant à la soupape une paroi cylindrique extérieure droite et au siège une paroi cylindrique extérieure légèrement conique et évasée, de sorte que l'augmentation de la distance soupape - siège provoque un léger écartement radial des deux parois, ce qui autorise une augmentation progressive du débit au fur et à mesure que le ressort est comprimé. Toutefois, l'efficacité de la compensation dépend de la forme du cône du siège, qui est particulièrement difficile à réaliser, et dépend en outre de l'importance du diamètre du cylindre droit de la soupape, ce qui impose un diamètre de passage et de tuyauterie très important.There are also known compensated type bypass devices, in which an attempt is made to maintain the hydraulic pressure independent of the flow rate or relatively constant while the valve moves away from its seat, by determining an increase in the application surface as a function of the movement of the valve, that is to say an increase in the useful cross-section of the valve in the same proportions as the increase in the spring force. This can be achieved by adding a straight outer cylindrical wall to the valve and a slightly tapered, flared outer cylindrical wall to the seat, so that the increased valve-seat distance causes a slight radial separation of the two walls, which allows a gradual increase in the flow as the spring is compressed. However, the effectiveness of the compensation depends on the shape of the seat cone, which is particularly difficult to achieve, and also depends on the size of the diameter of the right cylinder of the valve, which imposes a passage diameter and very important piping.
Par ailleurs, pour qu'une pompe, par exemple du type centrifuge ou volumétrique, fonctionne correctement, il faut que la pression absolue à son orifice d'aspiration soit suffisante pour éviter tout phénomène de cavitation, qui se manifeste par la formation de poches de gaz dans la zone d'aspiration de la pompe. Ces poches de gaz passent avec le liquide vers la zone de refoulement où elles disparaissent en engendrant du bruit, des vibrations, voire une destruction relativement rapide du matériel.Furthermore, for a pump, for example of the centrifugal or volumetric type, to function correctly, the absolute pressure at its suction port must be sufficient to avoid any cavitation phenomenon, which is manifested by the formation of pockets of gas in the suction area of the pump. These gas pockets pass with the liquid towards the delivery zone where they disappear, generating noise, vibrations, or even relatively rapid destruction of the equipment.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités et à apporter une solution aux problèmes évoqués en fournissant un dispositif de dérivation piloté asservissant constamment et automatiquement la pression différentielle de la pompe à une valeur de consigne, par voie uniquement hydraulique, et autorisant en outre une régulation purement hydraulique de la pression relative d'aspiration.The present invention aims to remedy the aforementioned drawbacks and to provide a solution to the problems mentioned by providing a pilot-operated bypass device constantly and automatically slaving the differential pressure of the pump to a set value, by hydraulic means only, and also allowing purely hydraulic regulation of the relative suction pressure.
Conformément à l'invention, le dispositif de dérivation piloté pour pompe pour liquides fluides ou visqueux est du type comportant un corps ayant une paroi intérieure délimitant des cavités d'entrée et de sortie respectivement raccordées aux côtés refoulement et aspiration de la pompe et séparées l'une de l'autre par un ensemble d'étanchéité, qui comprend une soupape, son siège et son ressort de rappel présentant le même axe de symétrie, le siège étant ménagé dans la paroi intérieure du corps, la queue de la soupape étant montée à coulissement dans le corps et le ressort de rappel étant monté concentrique à la queue de la soupape et entre la tête de ladite soupape et une butée, et qui est destiné à s'ouvrir pour mettre les cavités en communication lorsque la pression différentielle refoulement - aspiration est supérieure à celle du ressort.In accordance with the invention, the pilot-operated bypass device for a pump for fluid or viscous liquids is of the type comprising a body having an inner wall defining inlet and outlet cavities respectively connected to the discharge and suction sides of the pump and separated l '' from each other by a sealing assembly, which comprises a valve, its seat and its return spring having the same axis of symmetry, the seat being formed in the interior wall of the body, the valve stem being mounted sliding in the body and the return spring being mounted concentric with the valve stem and between the head of said valve and a stop, and which is intended to open to put the cavities in communication when the differential pressure discharge - suction is higher than that of the spring.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la butée associée au ressort de rappel de la soupape est rendue solidaire de la tige du piston d'un vérin à double effet, qui est logé dans le corps parallèlement à l'axe de symétrie de l'ensemble d'étanchéité et dont les deux orifices formant entrée et sortie et situés de part et d'autre du piston sont respectivement reliés à l'un et/ou l'autre de deux distributeurs de régulation, à savoir un distributeur de régulation de pression, dont le tiroir est sensible à la différence entre les pressions régnant respectivement dans les cavités d'entrée et de sortie, et un distributeur de régulation de vide, dont le tiroir est sensible à la différence entre la pression atmosphérique et la pression régnant dans la cavité de sortie.According to an essential characteristic of the invention, the stop associated with the return spring of the valve is made integral with the piston rod of a double-acting cylinder, which is housed in the body parallel to the axis of symmetry of the '' sealing assembly and the two orifices forming inlet and outlet and located on either side of the piston are respectively connected to one and / or the other of two regulating distributors, namely a regulating distributor pressure, the drawer of which is sensitive to the difference between the pressures prevailing in the inlet and outlet cavities respectively, and a vacuum regulation distributor, the drawer of which is sensitive to the difference between atmospheric pressure and the pressure prevailing in the outlet cavity.
De préférence, la tige du piston du vérin à double effet est coaxiale avec l'axe de symétrie de l'ensemble d'étanchéité et la soupape est montée à coulissement par rapport à ladite tige.Preferably, the piston rod of the double-acting cylinder is coaxial with the axis of symmetry of the sealing assembly and the valve is mounted to slide relative to said rod.
Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, le distributeur de régulation de pression comporte une première cavité terminale soumise à la pression de refoulement, une seconde cavité terminale soumise à la pression d'aspiration et contenant un ressort de pression disposé entre le tiroir de pression et un appui réglable faisant partie d'un dispositif de réglage de consigne de pression, ledit tiroir comportant des première et seconde gorges annulaires respectivement soumises en permanence aux pressions de refoulement et d'aspiration et susceptibles chacune d'être raccordée à l'un ou l'autre de deux circuits hydrauliques en fonction de l'une ou l'autre de deux positions extrêmes opposées du tiroir de pression.According to another essential characteristic of the invention, the pressure regulating distributor comprises a first end cavity subjected to the discharge pressure, a second end cavity subjected to the suction pressure and containing a pressure spring disposed between the drawer pressure and an adjustable support forming part of a pressure setpoint adjustment device, said drawer comprising first and second annular grooves respectively subjected permanently to the discharge and suction pressures and each capable of being connected to one or the other of two hydraulic circuits depending on one or the other of two opposite extreme positions of the pressure slide.
Lorsque le tiroir du distributeur de régulation de pression occupe une première position extrême, ses deux gorges annulaires sont respectivement raccordées aux orifices du vérin à double effet de telle sorte que son piston tend à provoquer la fermeture de la soupape.When the pressure regulator distributor drawer occupies a first extreme position, its two annular grooves are respectively connected to the orifices of the double-acting cylinder so that its piston tends to cause the valve to close.
Lorsque le tiroir du distributeur de régulation de pression occupe une seconde position extrême, ses deux gorges annulaires sont respectivement raccordées aux orifices du vérin à double effet de telle sorte que son piston tend à provoquer l'ouverture de la soupape.When the drawer of the pressure regulation distributor occupies a second extreme position, its two annular grooves are respectively connected to the orifices of the double-acting cylinder so that its piston tends to cause the opening of the valve.
Selon encore une autre caractéristique essentielle de l'invention, le distributeur de régulation de vide comporte une première cavité terminale, contenant l'organe de poussée d'un piston - membrane soumis d'un côté à la pression atmosphérique extérieure et de l'autre côté à la pression d'aspiration, une seconde cavité terminale soumise à la pression d'aspiration et contenant un ressort de vide disposé entre le tiroir de vide et un appui réglable faisant partie d'un dispositif de réglage de consigne de vide, le tiroir comportant des première et seconde gorges annulaires respectivement soumises en permanence aux pressions de refoulement et d'aspiration et susceptibles chacune d'être raccordée à l'un ou l'autre de deux circuits hydrauliques en fonction de l'une ou l'autre de deux positions extrêmes opposéess du tiroir de vide.According to yet another essential characteristic of the invention, the vacuum regulation distributor has a first cavity terminal, containing the pushing member of a piston - membrane subjected on one side to external atmospheric pressure and on the other side to suction pressure, a second terminal cavity subjected to suction pressure and containing a vacuum spring arranged between the vacuum drawer and an adjustable support forming part of a vacuum setpoint adjustment device, the drawer comprising first and second annular grooves respectively subjected permanently to the discharge and suction pressures and capable each to be connected to one or the other of two hydraulic circuits according to one or the other of two opposite extreme positions of the vacuum drawer.
Lorsque le tiroir du distributeur de régulation de vide occupe une première position extrême, ses deux gorges annulaires sont respectivement raccordées aux orifices du vérin à double effet de telle sorte que son piston tend à provoquer la fermeture de la soupape.When the drawer of the vacuum regulation distributor occupies a first extreme position, its two annular grooves are respectively connected to the orifices of the double-acting cylinder so that its piston tends to cause the valve to close.
Lorsque le tiroir du distributeur de régulation de vide occupe une seconde position extrême, ses deux gorges annulaires sont respectivement raccordées aux orifices du vérin à double effet de telle sorte que son piston tend à provoquer l'ouverture de la soupape.When the drawer of the vacuum regulation distributor occupies a second extreme position, its two annular grooves are respectively connected to the orifices of the double-acting cylinder so that its piston tends to cause the opening of the valve.
Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, les distributeurs de régulation de pression et de vide sont montés hydrauliquement en cascade.According to another preferred characteristic of the invention, the pressure and vacuum regulating distributors are hydraulically mounted in cascade.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le distributeur de régulation de pression est disposé en tête de la cascade et lorsque son tiroir de pression occupe une première position extrême, ses deux gorges annulaires, qui sont respectivement soumises en permanence aux pressions de refoulement et d'aspiration, sont respectivement raccordées aux gorges annulaires associées ménagées dans le tiroir de vide du distributeur de régulation de vide, de telle sorte que lorsque ledit tiroir de vide occupe une première position extrême, ses deux gorges associées sont respectivement soumises aux pressions de refoulement et d'aspiration et sont respectivement raccordées aux orifices du vérin à double effet de sorte que son piston tend à provoquer la fermeture de la soupape, tandis que lorsque ledit tiroir de vide occupe une seconde position extrême, ses deux gorges associées sont directement et respectivement soumises aux pressions de refoulement et d'aspiration et sont respectivement raccordées aux orifices du vérin à double effet de sorte que son piston tend à provoquer l'ouverture de la soupape.According to an essential characteristic of the invention, the pressure regulation distributor is disposed at the head of the cascade and when its pressure slide occupies a first extreme position, its two annular grooves, which are respectively permanently subjected to the discharge pressures and are respectively connected to the grooves associated annulars formed in the vacuum drawer of the vacuum control distributor, so that when said vacuum drawer occupies a first extreme position, its two associated grooves are respectively subjected to the discharge and suction pressures and are respectively connected to the orifices of the double-acting cylinder so that its piston tends to cause the valve to close, while when said vacuum slide occupies a second extreme position, its two associated grooves are directly and respectively subject to discharge and suction pressures and are respectively connected to the orifices of the double-acting cylinder so that its piston tends to cause the opening of the valve.
De la même manière, lorsque le distributeur de régulation de pression est disposé en tête de la cascade et que son tiroir de pression occupe une seconde position extrême, ses deux gorges annulaires, qui sont respectivement soumises en permanence aux pressions de refoulement et d'aspiration, sont respectivement raccordées directement aux orifices du vérin à double effet de sorte que son piston tend à provoquer l'ouverture de la soupape, indépendamment de la position du tiroir de vide qui, lorsqu'il occupe une première position extrême a ses deux gorges annulaires ne recevant aucun fluide provenant des gorges annulaires associées du tiroir de pression, et qui, lorsqu'il occupe une seconde position extrême a ses deux gorges annulaires directement et respectivement soumises aux pressions de refoulement et d'aspiration et respectivement raccordées aux orifices du vérin à double effet de sorte que son piston tend également à provoquer l'ouverture de la soupape.In the same way, when the pressure regulation distributor is placed at the head of the cascade and its pressure slide occupies a second extreme position, its two annular grooves, which are respectively permanently subjected to the discharge and suction pressures , are respectively connected directly to the orifices of the double-acting cylinder so that its piston tends to cause the opening of the valve, regardless of the position of the vacuum slide which, when it occupies a first extreme position has its two annular grooves not receiving any fluid from the associated annular grooves of the pressure slide, and which, when it occupies a second extreme position, has its two annular grooves directly and respectively subjected to the discharge and suction pressures and respectively connected to the orifices of the cylinder to double effect so that its piston also tends to cause the opening of the valve.
Selon encore une autre caractéristique essentielle de l'invention, le distributeur de régulation de vide est disposé en tête de la cascade et lorsque son tiroir de vide occupe une première position extrême, ses deux gorges annulaires, qui sont respectivement soumises en permanence aux pressions de refoulement et d'aspiration, sont respectivement raccordées aux gorges annulaires associées ménagées dans le tiroir de pression du distributeur de régulation de pression, de telle sorte que lorsque ledit tiroir de pression occupe une première position extrême, ses deux gorges associées sont respectivement soumises aux pressions de refoulement et d'aspiration et sont respectivement raccordées aux orifices du vérin à double effet de sorte que son piston tend à provoquer la fermeture de la soupape, tandis que lorsque ledit tiroir de pression occupe une seconde position extrême, ses deux gorges associées sont directement et respectivement soumises aux pressions de refoulement et d'aspiration et sont respectivement raccordées aux orifices du vérin à double effet de sorte que son piston tend à provoquer l'ouverture de la soupape.According to yet another essential characteristic of the invention, the vacuum regulation distributor is disposed at the head of the cascade and when its vacuum drawer occupies a first extreme position, its two annular grooves, which are respectively subjected permanently to the pressures of discharge and suction, are respectively connected to the associated annular grooves formed in the pressure drawer of the pressure regulation distributor, so that when said pressure drawer occupies a first extreme position, its two associated grooves are respectively subjected to pressures discharge and suction and are respectively connected to the orifices of the double-acting cylinder so that its piston tends to cause the valve to close, while when said pressure slide occupies a second extreme position, its two associated grooves are directly and respectively subject to discharge pressures and suction and are respectively connected to the orifices of the double-acting cylinder so that its piston tends to cause the opening of the valve.
De la même manière, lorsque le distributeur de régulation de vide est disposé en tête de la cascade et que son tiroir de vide occupe une seconde position extrême, ses deux gorges annulaires, qui sont respectivement soumises en permanence aux pressions de refoulement et d'aspiration, sont respectivement raccordées directement aux orifices du vérin à double effet de sorte que son piston tend à provoquer l'ouverture de la soupape, indépendamment de la position du tiroir de pression qui, lorsqu'il occupe une première position extrême a ses deux gorges annulaires ne recevant aucun fluide provenant des gorges annulaires associées du tiroir de vide, et qui, lorsqu'il occupe une seconde position extrême a ses deux gorges annulaires directement et respectivement soumises aux pressions de refoulement et d'aspiration et respectivement raccordées aux orifices du vérin à double effet de sorte que son piston tend également à provoquer l'ouverture de la soupape.In the same way, when the vacuum regulation distributor is placed at the head of the cascade and its vacuum drawer occupies a second extreme position, its two annular grooves, which are respectively permanently subjected to the discharge and suction pressures , are respectively connected directly to the orifices of the double-acting cylinder so that its piston tends to cause the opening of the valve, independently of the position of the pressure slide which, when it occupies a first extreme position has its two annular grooves not receiving any fluid from the associated annular grooves of the vacuum drawer, and which, when it occupies a second extreme position has its two annular grooves directly and respectively subjected to the discharge and suction pressures and respectively connected to the orifices of the double-acting cylinder so that its piston also tends to cause the opening of the valve .
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs formes possibles de réalisation, faite en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente une vue schématique de l'ensemble d'un dispositif de dérivation selon l'invention piloté par un distributeur de régulation de pression ;
- les figures 2 et 3 représentent des vues schématiques du corps à soupape de dérivation et du vérin associé, ce dernier étant respectivement en position de fermeture et d'ouverture de la soupape ;
- les figures 4, 5 et 6 représentent des vues schématiques du distributeur de régulation de pression, dont le tiroir est respectivement en position de fermeture, de régulation et d'ouverture de la soupape ;
- la figure 7 représente une vue schématique de l'ensemble d'un dispositif de dérivation selon l'invention piloté par un distributeur de régulation de vide ;
- les figures 8, 9 et 10 représentent des vues schématiques du distributeur de régulation de vide, dont le tiroir est respectivement en position de fermeture, de régulation et d'ouverture de la soupape ;
- la figure 11 représente une vue schématique de l'ensemble d'un dispositif de dérivation selon l'invention piloté par des distributeurs de régulation de pression et de vide montés en cascade ;
- les figures 12, 13 et 14 représentent des vues schématiques du distributeur de régulation de vide de la figure 11, dont le tiroir est respectivement en position de fermeture, de régulation et d'ouverture de la soupape ;
- la figure 15 représente une vue schématique de l'ensemble d'un dispositif de dérivation selon l'invention piloté par des distributeurs de régulation de vide et de pression intervertis ou montés en cascade inverse par rapport à la cascade représentée sur la figure 11 ;
- les figures 16, 17 et 18 représentent des vues schématiques du distributeur de régulation de pression de la figure 15, dont le tiroir est respectivement en position de fermeture, de régulation et d'ouverture de la soupape.
- FIG. 1 represents a schematic view of the assembly of a bypass device according to the invention controlled by a pressure regulation distributor;
- Figures 2 and 3 show schematic views of the bypass valve body and associated cylinder, the latter being respectively in the closed and open position of the valve;
- Figures 4, 5 and 6 show schematic views of the pressure regulating distributor, the slide is respectively in the closed, regulating and opening position of the valve;
- FIG. 7 represents a schematic view of the assembly of a bypass device according to the invention controlled by a vacuum regulation distributor;
- Figures 8, 9 and 10 show schematic views of the vacuum regulating distributor, the slide is respectively in the closed, regulating and opening position of the valve;
- FIG. 11 represents a schematic view of the assembly of a bypass device according to the invention controlled by pressure and vacuum regulating distributors mounted in cascade;
- Figures 12, 13 and 14 show schematic views of the vacuum control valve of Figure 11, the slide is respectively in the closed, regulated and open position of the valve;
- FIG. 15 represents a schematic view of the assembly of a bypass device according to the invention controlled by vacuum and pressure regulation distributors reversed or mounted in reverse cascade with respect to the cascade shown in FIG. 11;
- Figures 16, 17 and 18 show schematic views of the pressure control valve of Figure 15, the slide is respectively in the closed, regulated and open position of the valve.
Sur ces dessins, les mêmes références désignent les mêmes éléments.In these drawings, the same references designate the same elements.
En se référant à la figure 1, celle-ci illustre schématiquement une première forme de réalisation possible de l'ensemble d'un dispositif de dérivation selon l'invention, pour pompe centrifuge ou volumétrique par exemple, piloté par un distributeur de régulation de pression.Referring to Figure 1, this schematically illustrates a first possible embodiment of the assembly of a bypass device according to the invention, for centrifugal or volumetric pump for example, controlled by a pressure regulation distributor .
Plus précisément, en se référant aux figures 1 à 3, ce dispositif est du type comportant un corps désigné d'une façon générale par 1 et ayant une paroi intérieure 2 délimitant des cavités d'entrée 3 et de sortie 4. La cavité d'entrée 3 est raccordée au côté aval ou refoulement de la pompe, qui est représenté par une flèche de refoulement 5, tandis que la cavité de sortie 4 est raccordée au côté amont ou aspiration de la pompe, qui est représenté par une flèche d'aspiration 6, la pompe elle-même n'étant pas représentée à des fins de simplification. Les pressions régnant dans les cavités d'entrée 3 et de sortie 4 correspondent donc respectivement aux pressions de refoulement, P.ref, et d'aspiration, P.asp, de la pompe.More specifically, with reference to Figures 1 to 3, this device is of the type comprising a body generally designated by 1 and having an
Les cavités d'entrée 3 et de sortie 4 sont séparées l'une de l'autre par un ensemble d'étanchéité, qui est désigné d'une façon générale par 7 et qui comprend une soupape 8, son siège associé 9 et son ressort de rappel 10, présentant le même axe de symétrie 11. Le siège 9 est ménagé dans la paroi intérieure 2 du corps 1, alors que la queue 12 de la soupape 8 est montée à coulissement dans le corps 1 et que le ressort de rappel 10 est monté concentrique à la queue 12 de la soupape 8 et disposé entre la tête 13 de cette dernière et une butée 14.The
De façon connue en soi, l'ensemble d'étanchéité 7 est destiné à s'ouvrir pour mettre les deux cavités 3 et 4 en communication, selon la flèche 15 représentée sur la figure 3, lorsque la pression hydraulique différentielle refoulement - aspiration est supérieure à la pression mécanique exercée par le ressort 10.In a manner known per se, the
Selon une particularité essentielle de l'invention, la butée 14 associée au ressort de rappel 10 de la soupape 8 est rendue solidaire de la tige 16 du piston 17 d'un vérin 18 à double effet. Ce vérin 18 est lui-même associé au corps 1 et est de préférence logé dans ce dernier, parallèlement à l'axe de symétrie 11 de l'ensemble d'étanchéité 7.According to an essential feature of the invention, the
Dans ces conditions, tout déplacement du piston 17 du vérin 18 et de sa tige associée 16 entraîne un déplacement correspondant de la butée d'extrémité 14 qui commande directement l'ouverture ou la fermeture de la soupape 8. La liaison entre la butée 14 et la tige 16 du piston 17 peut être réalisée par tout moyen dès lors que la queue 12 de la soupape 8 est parallèle à la dite tige 16 et que tout mouvement de cette tige 16 est répercuté intégralement sur la butée 14 et, plus précisément, sur la soupape 8. A cet effet, le ressort de rappel 10 est en fait un ressort de sécurité extrêmement raide qui est destiné à s'écraser uniquement lorsqu'une surpression de refoulement importante apparaît brutalement dans la cavité d'entrée 3.Under these conditions, any movement of the
En ce qui concerne la liaison entre la butée 14 et la tige 16 du piston 17, on peut en particulier envisager des dispositifs de liaison rigides du genre parallélogramme non déformable ou encore des dispositifs de liaison articulés du genre à crémaillère ou autre type de renvoi, mais tous ces dispositifs sont sujets à usure et nécessitent des réglages précis souvent difficiles à effectuer. Par conséquent, selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la tige 16 du piston 17 du vérin 18 à double effet est coaxiale avec l'axe de symétrie 11 de l'ensemble d'étanchéité 7 et la soupape 8 est montée à coulissement par rapport à ladite tige 16.As regards the connection between the
Selon encore une autre particularité essentielle de l'invention et en se référant plus particulièrement à la figure 1, les deux orifices E, F formant entrée et sortie du vérin 18 à double effet et situés de part et d'autre du piston 17 sont respectivement reliés à un distributeur 19 de régulation de pression.According to yet another essential feature of the invention and with particular reference to Figure 1, the two orifices E, F forming the inlet and outlet of the double-acting
Comme cela sera expliqué plus en détail dans la suite de la présente description, le distributeur 19 de régulation de pression comporte un tiroir de pression 21 qui est sensible à la différence entre les pressions de refoulement, P.ref, et d'aspiration, P.asp, régnant respectivement dans les cavités d'entrée 3 et de sortie 4.As will be explained in more detail in the remainder of this description, the
En se référant aux figures 1 et 4 à 6, le distributeur 19 de régulation de pression se présente de préférence sous la forme d'un cylindre dans l'alésage duquel le tiroir de pression 21 coulisse librement entre deux butées non représentées délimitant deux cavités terminales opposées 23 et 24.Referring to Figures 1 and 4 to 6, the
La première cavité terminale 23 comporte un orifice 25 qui est relié par un conduit 26 à un orifice 27 ménagé dans la cavité d'entrée 3. Grâce à l'existence de la première butée non représentée de fin de course du tiroir de pression 21, l'orifice 25 ne peut jamais être obturé par ce dernier et la cavité terminale 23 est soumise en permanence à la pression de refoulement, P.ref.The first
De la même manière, la seconde cavité terminale 24 comporte un orifice 28 qui est relié par un conduit 29 à un orifice 30 ménagé dans la cavité de sortie 4. Grâce à l'existence de la seconde butée non représentée de fin de course du tiroir de pression 21, l'orifice 28 ne peut jamais être obturé par ledit tiroir de pression et, par conséquent, la cavité terminale 24 est soumise en permanence à la pression d'aspiration, P.asp.In the same way, the second
En outre, la seconde cavité terminale 24 comporte un ressort de pression 31 disposé entre le tiroir de pression 21 et un appui réglable 32 faisant partie d'un dispositif 33 de réglage de consigne de pression, par exemple du type à vis de réglage étanche.In addition, the
Par ailleurs, le tiroir de pression 21 présente deux gorges annulaires 34 et 35. Un orifice A est ménagé dans l'alésage du cylindre en regard de la gorge 34 et est raccordé au conduit 26. La gorge 34 et l'orifice A sont disposés de telle sorte que, quelle que soit la position du tiroir de pression 21, ce dernier n'obture jamais l'orifice A. Par conséquent, la gorge 34 est soumise en permanence à la pression de refoulement, P.ref, en même temps que la cavité 23. De la même manière, un orifice B est ménagé dans l'alésage du cylindre en regard de la gorge 35 et est raccordé au conduit 29. La gorge 35 et l'orifice B sont disposés de telle sorte que le tiroir de pression 21 n'obture jamais l'orifice B et que la gorge 35 reste soumise en permanence à la pression d'aspiration, P.asp, en même temps que la cavité 24.Furthermore, the
Deux autres orifices A1 et A2, ménagés dans l'alésage du cylindre, sont disposés symétriquement de part et d'autre du plan radial correspondant à l'axe de l'orifice A et sont séparés par une distance juste égale à la largeur de la gorge 34. Par conséquent, lorsque le tiroir de pression 21 occupe la position extrême représentée sur les figures 1 et 4, la gorge 34 est en communication avec l'orifice A1 et un conduit 36 qui lui est raccordé. Par contre, lorsque le tiroir de pression 21 occupe la position opposée représentée sur la figure 6, la gorge 34 est en communication avec l'orifice A2 et un conduit 37 associé à ce dernier. Enfin, lorsque le tiroir de pression 21 occupe la position intermédiaire représentée sur la figure 5, les deux orifices A1 et A2 sont obturés par la paroi du tiroir, la gorge 34 se trouvant exactement entre lesdits orifices.Two other orifices A1 and A2, formed in the bore of the cylinder, are arranged symmetrically on either side of the radial plane corresponding to the axis of the orifice A and are separated by a distance just equal to the width of the
De la même manière, deux autres orifices B1 et B2 sont ménagés dans l'alésage du cylindre, de part et d'autre de la position médiane de la gorge 35, qui correspond à l'axe de l'orifice B. Il en résulte que lorsque le tiroir de pression 21 occupe successivement les positions représentées sur les figures 4 à 6, la gorge 35 est d'abord en communication avec l'orifice B1 et un conduit 38 qui lui est associé, puis est isolée par rapport aux deux orifices B1 et B2 qui sont tous deux obturés, et est enfin en communication avec l'orifice B2 auquel est raccordé un conduit 39.In the same way, two other orifices B1 and B2 are formed in the bore of the cylinder, on either side of the median position of the
Par ailleurs, les conduits 36 et 39 sont tous deux raccordés à un conduit 53 débouchant dans le vérin 18 au niveau de l'orifice F, tandis que les conduits 37 et 38 sont tous deux raccordés à un conduit 55 débouchant dans le vérin 18 au niveau de l'orifice E.Furthermore, the
Par conséquent, lorsque le tiroir de pression 21 occupe la première position extrême représentée sur les figures 1 et 4, ses deux gorges annulaires 34, 35 sont respectivement raccordées aux orifices F, E du vérin 18 à double effet de telle sorte que son piston 17 tend à provoquer la fermeture de la soupape 8.Consequently, when the
Inversement, lorsque le tiroir de pression 21 occupe la seconde position extrême représentée sur la figure 6, ses deux gorges annulaires 34, 35 sont respectivement raccordées aux orifices E, F du vérin à double effet de telle sorte que son piston 17 tend à provoquer l'ouverture de la soupage 8.Conversely, when the
En outre, en se référant aux seules figures 4 à 6, un conduit de sortie 45 est raccordé à un second orifice 46 ménagé dans la seconde cavité terminale 24. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1 et décrite jusqu'ici, ce conduit 45 et ce second orifice 46 n'existent pas, mais leur utilité sera expliquée en décrivant une autre forme de réalisation de l'invention, qui est représentée sur la figure 11.Furthermore, with reference only to FIGS. 4 to 6, an
En se référant maintenant aux figures 7 à 10, celles-ci illustrent schématiquement une seconde forme de réalisation possible de l'ensemble d'un dispositif de dérivation selon l'invention piloté par un distributeur 20 de régulation de vide. Ce distributeur 20 de régulation de vide comporte un tiroir de vide 22 qui est sensible à la différence entre la pression atmosphérique extérieure, P.atm, et la pression d'aspiration, P.asp, régnant dans la cavité de sortie 4.Referring now to Figures 7 to 10, these schematically illustrate a second possible embodiment of the assembly of a bypass device according to the invention controlled by a
Le distributeur 20 de régulation de vide se présente de préférence, comme le distributeur 19 de régulation de pression, sous la forme d'un cylindre dans l'alésage duquel le tiroir de vide 22 coulisse librement entre deux butées non représentées délimitant deux cavités terminales opposées 40 et 41.The
La première cavité terminale 40 comporte un orifice 60 qui est relié par le conduit 29 à l'orifice 30 ménagé dans la cavité de sortie 4. Grâce à l'existence de la première butée non représentée de fin de course du tiroir de vide 22, l'orifice 60 ne peut jamais être obturé par ce dernier et la cavité terminale 40 est soumise en permanence à la pression d'aspiration, P.asp.The first
En outre, cette première cavité terminale 40 contient l'organe de poussée 42 d'un piston-membrane 43 qui est soumis d'un côté à la pression atmosphérique extérieure, P.atm, et de l'autre côté à la pression d'aspiration, P.asp, régnant dans la cavité de sortie 4.In addition, this
La seconde cavité terminale 41 comporte un orifice 44 qui est relié par le conduit 29 à la pression d'aspiration, P.asp. Grâce à l'existence de la seconde butée non représentée de fin de course du tiroir de vide 22, l'orifice 44 ne peut jamais être obturé par ledit tiroir de vide et la cavité terminale 41 est soumise en permanence à la pression d'aspiration, P.asp.The second
En outre, la seconde cavité terminale 41 comporte un ressort de vide 47 disposé entre le tiroir de vide 22 et un appui réglable 48 faisant partie d'un dispositif 49 de réglage de consigne de vide, par exemple du type à vis de réglage étanche comme pour le distributeur 19 de régulation de pression.In addition, the
A cet égard, on peut considérer que la pression d'aspiration agissant des deux côtés du tiroir de vide 22 dans les cavités terminales opposées 40 et 41 équilibre ledit tiroir de vide. Toutefois, il faut noter que la section du piston-membrane 43 est beaucoup plus importante que la section correspondant au tiroir dans la cavité terminale opposée 41. Par conséquent, en considérant les forces mécanique et hydraulique en présence, on constate que le mouvement du tiroir de vide 22 est dû essentiellement au déséquilibre d'effort entre le ressort de vide 47 et le piston-membrane 43, ce dernier étant soumis à la pression différentielle entre la pression atmosphérique extérieure et la pression d'aspiration.In this regard, it can be considered that the suction pressure acting on both sides of the
Du fait que les distributeurs de régulation de pression 19 et de vide 20 remplissent des fonctions de pilotage similaires vis-à-vis du dispositif de dérivation, on a conservé les mêmes références alphabétiques pour désigner les mêmes orifices d'entrée et de sortie ménagés dans les alésages respectifs des cylindres de pression et de vide.Because the
Plus précisément, le tiroir de vide 22 présente deux gorges annulaires 50 et 51, l'orifice d'entrée A étant ménagé en regard de la gorge 50 et raccordé au conduit 26, tandis que l'orifice d'entrée B est ménagé en regard de la gorge 51 et raccordé au conduit 29. Comme pour le tiroir de pression 21, les gorges 50, 51 et les orifices A, B sont respectivement disposés de telle sorte que, quelle que soit la position du tiroir de vide, il n'obture jamais les orifices A et B. Par conséquent les gorges 50 et 51 sont respectivement soumises en permanence aux pressions de refoulement, P.ref, et d'aspiration, P.asp.More specifically, the
Comme dans le cas du tiroir de pression 21, deux paires d'orifices de sortie A1, A2 et B1, B2 sont ménagés dans l'alésage du cylindre de vide, de part et d'autre de la position médiane de la gorge associée 50 ou 51, qui correspond à l'axe de l'orifice A ou B. Il en résulte que lorsque le tiroir de vide 22 occupe successivement la position extrême représentée sur les figures 7 et 8, puis la position intermédiaire représentée sur la figure 9 et enfin la position extrême opposée représentée sur la figure 10, les gorges 50 et 51 sont respectivement en communication avec les orifices A1 et B1 et les conduits 36 et 38 qui leurs sont associés, puis les gorges 50 et 51 sont toutes deux isolées et les orifices de sortie A1, A2, B1 et B2 obturés par la paroi du tiroir de vide 22, et enfin les gorges 50 et 51 sont respectivement en communication avec les orifices A2 et B2 et les conduits 37 et 39 qui leurs sont associés.As in the case of the
Comme dans la forme de réalisation précédente, les conduits 36 et 39 sont tous deux raccordés au conduit 53 débouchant dans le vérin 18 au niveau de l'orifice F, tandis que les conduits 37 et 38 sont tous deux raccordés au conduit 55 débouchant dans le vérin 18 au niveau de l'orifice E.As in the previous embodiment, the
Par conséquent, lorsque le tiroir de vide 22 occupe la première position extrême représentée sur les figures 7 et 8, ses deux gorges annulaires 50, 51 sont respectivement raccordées aux orifices F, E du vérin 18 à double effet de telle sorte que son piston 17 tend à provoquer la fermeture de la soupape 8.Consequently, when the
Inversement, lorsque le tiroir de vide 22 occupe la seconde position extrême représentée sur la figure 10, ses deux gorges annulaires 50, 51 sont respectivement raccordées aux orifices E, F du vérin 18 à double effet de telle sorte que son piston 17 tend à provoquer l'ouverture de la soupape 8.Conversely, when the
En outre, en se référant aux seules figures 8 à 10, un conduit de sortie 45 est raccordé à un second orifice 46 ménagé dans la seconde cavité terminale 41. Ces conduit 45 et orifice 46 n'existent pas dans la forme de réalisation représentée sur la figure 7 et décrite ci-dessus, mais leur utilité sera expliquée en décrivant d'autres formes de réalisation de l'invention, qui sont représentées sur les figures 11 à 18.Furthermore, with reference only to FIGS. 8 to 10, an
En se référant maintenant aux figures 11 à 14, celles-ci illustrent schématiquement une troisième forme de réalisation possible de l'ensemble d'un dispositif de dérivation selon l'invention piloté à la fois par un distributeur de régulation de pression 19 et un disbributeur de régulation de vide 20 montés hydrauliquement en cascade.Referring now to Figures 11 to 14, these schematically illustrate a third possible embodiment of the assembly of a bypass device according to the invention controlled by both a
Plus précisément, en se référant à la figure 11, le distributeur de régulation de pression 19, dont le tiroir de pression 21 est sensible à la différence entre les pressions de refoulement et d'aspiration, est disposé en tête de la cascade et a déjà été décrit en se référant aux figures 1 et 4 à 6. Du fait que les distributeurs de régulation de pression 19 représentés sur ces figures remplissent exactement les mêmes fonctions de pilotage, les mêmes références numériques et alphabétiques désignent les mêmes éléments constitutifs de ces derniers.More precisely, with reference to FIG. 11, the
En se référant encore à la figure 11, le distributeur de régulation de vide 20, dont le tiroir de vide 22 est sensible à la différence entre la pression atmosphérique extérieure et la pression d'aspiration, est disposé en fin de cascade, a déjà été décrit pour l'essentiel en se référant aux figures 7 à 10 et sera décrit plus en détail ci-après en tant que second élément de la cascade en se référant aux figures 12 à 14. Les distributeurs de régulation de vide 20 représentés sur ces figures sont constitués par les mêmes éléments fonctionnels qui sont désignés par les mêmes références numériques. Toutefois, du fait que le distributeur de régulation de vide représenté sur la figure 11 est sous la dépendance d'un distributeur de régulation de pression, il n'est pas raccordé hydrauliquement de la même manière que celui représenté sur les figures 7 à 10 et les références alphabétiques déjà employées pour le distributeur de régulation de pression 19 ont été modifiées à des fins de clarté.With further reference to FIG. 11, the
En se référant à nouveau aux figures 11 à 14, l'orifice 44 de la seconde cavité terminale est relié par un conduit 45 à la pression d'aspiration, P.asp, ledit conduit étant de préférence raccordé à un orifice 46 ménagé dans la seconde cavité 24 du distributeur 19 de régulation de pression. De préférence, l'orifice 60 de la première cavité terminale 40 est lui-même relié au conduit 45 par l'intermédiaire d'un conduit 61 de sorte que les première et seconde cavités terminales 40 et 41 sont toutes deux soumises en permanence à la pression d'aspiration, P.asp.Referring again to FIGS. 11 to 14, the
Par ailleurs, les deux gorges annulaires 50 et 51 sont respectivement associées à deux séries de quatre orifices d'entrée et de sortie disposés respectivement deux par deux de part et d'autre de la position médiane de la gorge en cause. Plus précisément, en considérant le tiroir 22 depuis la première cavité terminale 40 jusqu'à la seconde cavité terminale 41 et en se référant tout d'abord à la position extrême représentée sur les figures 11 et 12, la gorge 50 est en communication avec un orifice d'entrée A3 raccordé au conduit 36, tandis que la gorge 51 est en communication avec un orifice d'entrée B3 raccordé au conduit 38. Dans cette même position du tiroir 22, la gorge 50 est en outre en communication avec un orifice de sortie A4 raccordé au conduit 52, lui-même raccordé au conduit 39 et au conduit 53 débouchant dans le vérin 18 au niveau de l'orifice F, tandis que la gorge 51 est en outre en communication avec un orifice de sortie B4 raccordé au conduit 54, lui-même raccordé au conduit 37 et au conduit 55 débouchant dans le vérin 18 au niveau de l'orifice E.Furthermore, the two
En se référant ensuite à la position extrême opposée du tiroir 22, qui est représentée sur la figure 14, la gorge 50 est en communication avec un orifice d'entrée C raccordé par un conduit 56 au conduit 26, tandis que la gorge 51 est en communication avec un orifice d'entrée D raccordé par un conduit 57 au conduit 45. Dans cette même position du tiroir 22, la gorge 50 est en outre en communication avec un orifice de sortie C1 raccordé par un conduit 58 aux conduits 37, 54 et 55, ce dernier débouchant dans l'orifice E du vérin, tandis que la gorge 51 est en outre en communication avec un orifice de sortie D1 raccordé par un conduit 59 aux conduits 39, 52 et 53, ce dernier débouchant dans l'orifice F du vérin.Referring next to the extreme opposite position of the
En se référant enfin à la position intermédiaire du tiroir 22, telle qu'elle est représentée sur la figure 13, tous les orifices d'entrée successifs A3, C, B3 et D sont obturés, et tous les orifices de sortie successifs A4, C1, B4 et D1 sont également obturés.Referring finally to the intermediate position of the
Lors du fonctionnement, le distributeur de régulation de pression 19 étant disposé en tête de la cascade, lorsque son tiroir de pression 21 occupe la première position extrême représentée sur les figures 4 et 11 et que le tiroir de vide 22 du distributeur de régulation de vide 20 occupe la première position extrême représentée sur les figures 11 et 12, la pression de refoulement passe par la voie A, A1, A3, A4, F, tandis que la pression d'aspiration passe par la voie B, B1, B3, B4, E, provoquant ainsi la fermeture de la soupape 8.During operation, the
Lorsque le tiroir de pression 21 occupe encore la première position extrême représentée sur les figures 4 et 11, mais que le tiroir de vide 22 occupe la seconde position extrême représentée sur la figure 14, la pression de référence passe par la voie C, C1, E tandis que la pression d'aspiration passe par la voie D, D1, F pour provoquer l'ouverture de la soupape 8.When the
Enfin, lorsque le tiroir de pression 21 occupe la seconde position extrême représentée sur la figure 6, la pression de refoulement passe par la voie directe A, A2, E, tandis que la pression d'aspiration passe par la voie directe B, B2, F, provoquant ainsi l'ouverture de la soupape 8 indépendamment de la position du tiroir de vide 22, qui ne reçoit plus de fluide hydraulique lorsqu'il occupe la première position extrême et qui participe à l'ouverture de la soupape 8 lorsqu'il occupe la seconde position extrême, la pression de refoulement passant alors par la voie C, C1, E, tandis que la pression d'aspiration passe par la voie D, D1, F.Finally, when the
Par ailleurs, il paraît difficile de monter les deux distributeurs 19 et 20 en parallèle, en particulier du fait de la complexité des circuits hydrauliques et du risque de déséquilibre des pressions. Par contre, il est tout à fait envisageable de permuter les deux distributeurs dans leur montage en série ou en cascade, comme le montrent les figures 8 à 10 et 15 à 18, parmi lesquelles les figures 8 à 10 représentent évidemment les trois positions respectives du distributeur de régulation de vide 20 monté en tête de la cascade, tandis que les figures 16 à 18 représentent les trois positions respectives du distributeur de régulation de pression 19 monté en second dans la cascade.Furthermore, it seems difficult to mount the two
Plus précisément, en se référant aux figures 15 à 18, celles-ci illustrent schématiquement une quatrième forme de réalisation possible de l'ensemble d'un dispositif de dérivation selon l'invention, dans laquelle le distributeur de régulation de vide 20 est disposé en tête de la cascade, le distributeur de régulation de pression 19 étant monté sous sa dépendance.More specifically, with reference to FIGS. 15 to 18, these schematically illustrate a fourth possible embodiment of the assembly of a bypass device according to the invention, in which the
Du fait que ces distributeur de régulation de vide 20 et de pression 19 remplissent exactement les mêmes fonctions de pilotage que ceux de la cascade inverse représentée sur les figures 11 à 14, on a conservé les mêmes références numériques et alphabétiques pour désigner les mêmes éléments et les voies empruntées par les pressions hydrauliques s'écrivent de façon identique dans l'une et l'autre cascade.Due to the fact that these vacuum and
Lors du fonctionnement, le distributeur de régulation de vide 20 étant disposé en tête de la cascade, lorsque son tiroir de vide 22 occupe la première position extrême représentée sur les figures 8 et 14, et que le tiroir de pression 21 du distributeur de régulation de pression 19 occupe la première position extrême représentée sur les figures 15 et 16, la pression de refoulement passe à nouveau par la voie A, A1, A3, A4, F et la pression d'aspiration passe à nouveau par la voie B, B1, B3, B4, E pour provoquer la fermeture de la soupape 8.During operation, the
De la même manière que précédemment, lorsque le tiroir de vide 22 occupe encore la première position extrême représentée sur les figures 8 et 4, mais que le tiroir de pression 21 occupe la seconde position extrême représentée sur la figure 18, la pression de refoulement passe par la voie C, C1, E, tandis que la pression d'aspiration passe par le voie D, D1, F, pour provoquer l'ouverture de la soupape 8.In the same way as previously, when the
Enfin, lorsque le tiroir de vide 22 occupe la seconde position extrême représentée sur la figure 10, la pression de refoulement passe par la voie directe A, A2, E, tandis que la pression d'aspiration passe par la voie directe B, B2, F, pour provoquer l'ouverture de la soupape 8 indépendamment de la position du tiroir de pression, qui ne reçoit plus de fluide hydraulique lorsqu'il occupe la première position extrême et qui participe à l'ouverture de la soupape 8 lorsqu'il occupe la seconde position extrême, la pression de refoulement passant alors par la voie C, C1, E, tandis que la pression d'aspiration passe par la voie D, D1, F.Finally, when the
En ce qui concerne le fonctionnement de l'une ou l'autre des cascades, il y a lieu de considérer tous les cas possibles représentés par la combinaison des diverses positions des deux tiroirs de pression 21 et de vide 22, telles qu'elles sont déterminées par les pressions différentielles et de consignes relatives aux deux couples respectifs de pressions :With regard to the operation of one or the other of the cascades, it is necessary to consider all the possible cases represented by the combination of the various positions of the two
Ces différents cas sont résumés dans le tableau ci-après, dans lequel on a indiqué à la fois l'essentiel des voies empruntées par les pressions de refoulement et d'aspiration, les figures représentant les positions des tiroirs, et le résultat final obtenu sur la soupape et la régulation.
De façon générale, un dispositif de dérivation piloté comme indiqué ci-dessus peut avoir plusieurs utilisations, en particulier la protection d'une pompe pour liquides fluides ou visqueux et la régulation automatique de ses différents paramètres de fonctionnement, par exemple la régulation de la pression d'aspiration, la régulation d'un niveau de pression de refoulement dans le cas où la pression d'aspiration est stable, la régulation à la fois des pressions d'aspiration et de refoulement.In general, a bypass device controlled as indicated above can have several uses, in particular the protection of a pump for fluid or viscous liquids and the automatic regulation of its various operating parameters, for example pressure regulation suction, the regulation of a discharge pressure level in the case where the suction pressure is stable, the regulation of both suction and discharge pressures.
Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif mais nullement limitatif et qu'on pourra y apporter toute modification utile, notamment dans le domaine des équivalences techniques, sans sortir de son cadre.It is understood that the present invention has been described and shown for explanatory purposes but in no way limitative and that any useful modification may be made to it, in particular in the field of technical equivalences, without going beyond its ambit.
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