FR2479504A1 - FLOW REGULATION VALVE FOR PRESSURE FLUIDS - Google Patents
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Abstract
CE REGULATEUR POSSEDE UN TIROIR 15 EN FORME DE GODET QUI COULISSE DANS UN ALESAGE 11 ET EST APPLIQUE PAR UN RESSORT DE REGLAGE 18 CONTRE UN ELEMENT D'APPUI 13 PAR LE BORD 16 DE SON OUVERTURE. L'INTERIEUR DU TIROIR ET L'ESPACE OU SE TROUVE LE RESSORT 18 SONT DETENDUS A CETTE POSITION. LE FLUIDE DE PRESSION REFOULE DEPUIS UNE SOURCE DE FLUIDE AGIT D'ABORD SEULEMENT SUR LA FACE ANNULAIRE 24 DU COTE OUVERT DU TIROIR. DES QUE LE TIROIR SE DEPLACE, QUAND LE DEBIT DE REFOULEMENT DE FLUIDE AUGMENTE, LE FLUIDE AGIT EGALEMENT SUR L'INTERIEUR DU TIROIR ET, A PARTIR DE CE MOMENT, LE TIROIR REGULE LE DEBIT ENVOYE A L'UTILISATEUR. DE CETTE MANIERE, LE SAUT DE DEMARRAGE, C'EST-A-DIRE LE DEBIT EXCESSIVEMENT ELEVE AU DEBUT DU PROCESSUS DE REGULATION, EST EVITE.THIS REGULATOR HAS A DRAWER 15 IN THE SHAPE OF A BUCKET WHICH SLIDES IN A BORE 11 AND IS APPLIED BY AN ADJUSTING SPRING 18 AGAINST A SUPPORT ELEMENT 13 BY THE EDGE 16 OF ITS OPENING. THE INSIDE OF THE DRAWER AND THE SPACE IN WHICH THE SPRING 18 IS LOCATED ARE EXPANDED AT THIS POSITION. THE PRESSURE FLUID DELIVERS FROM A SOURCE OF FLUID FIRST ACTS ONLY ON THE ANNULAR FACE 24 OF THE OPEN SIDE OF THE DRAWER. AS SOON AS THE DRAWER MOVES, WHEN THE FLUID DISCHARGE RATE INCREASES, THE FLUID ALSO ACTS ON THE INSIDE OF THE DRAWER AND, FROM THIS MOMENT, THE DRAWER REGULATES THE FLOW SENT TO THE USER. IN THIS WAY, THE STARTING JUMP, THAT IS TO SAY THE EXCESSIVELY HIGH FLOW RATE AT THE START OF THE REGULATION PROCESS, IS AVOIDED.
Description
L'invention part d'une valve de régulation de débit comprenant un tiroirThe invention starts with a flow control valve comprising a drawer
de distribution qui est à peu près en distribution which is roughly in
forme de godet et est guidé dans un alésage, chargé par un res- bucket shape and is guided in a bore, loaded by a spring
sort de réglage et pourvu d'un étranglement doseur parcouru de fluide de pression, lequel s'écoule d'une arrivée à au moins un orifice de raccordement d'utilisateur, cette valve de régulation de débit supprimant à peu près complètement le "saut de démarrage" adjustment spell and provided with a metering throttle traversed by pressure fluid, which flows from an inlet to at least one user connection orifice, this flow control valve almost completely eliminates the "jump from start-up"
produisant un brusque mouvement de départ de l'appareil utilisa- producing a sudden start movement of the device used
teur au début de son alimentation en fluide de pression. at the start of its supply of pressure fluid.
Une valve connue de ce type doit comporter deux pistons de commande et deux ressorts de réglage pour remplir la A known valve of this type must have two control pistons and two adjusting springs to fill the
fonction indiquée, ce qui lui donne une construction très coûteuse. indicated function, which gives it a very expensive construction.
L'invention vise notamment à éviter cet inconvénient. The invention aims in particular to avoid this drawback.
Selon l'invention, une valve comme définie ci-dessus est caractérisée en ce que le tiroir en position de repos s'applique seulement, pour l'essentiel, par un bord annulaire de son c6té ouvert contre un élément d'appui disposé dans l'arrivée, de sorte que, à cette position, le fluide de pression n'agit pratiquement que sur According to the invention, a valve as defined above is characterized in that the drawer in the rest position is applied only, essentially, by an annular edge of its side open against a support element disposed in the arrival, so that, at this position, the pressure fluid acts practically only on
une face annulaire du tiroir.an annular face of the drawer.
Une telle valve a l'avantage qu'elle est de cons- Such a valve has the advantage that it is of
truction très simple du fait qu'elle ne demande qu'un seul tiroir, comme les régulateurs de débit ordinaires incapables d'empêcher le truction very simple because it requires only one drawer, like ordinary flow regulators unable to prevent the
brusque mouvement de départ ou saut de démarrage de l'appareil uti- sudden start movement or jump start of the device used
lisateur en aval. Malgré la simplicité d'une valve de régulation de débit selon l'invention, elle conserve intégralement l'avantage que représente la suppression pratiquement complète de ce mouvement brusque. downstream editor. Despite the simplicity of a flow control valve according to the invention, it fully retains the advantage of practically complete suppression of this sudden movement.
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- Other features and advantages of the invention
tion ressortiront plus clairement de la description qui va suivre tion will emerge more clearly from the description which follows
de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale d'une valve de régulation de débit selon l'invention; - la figure 2 est une coupe axiale d'une valve selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention several non-limiting exemplary embodiments, as well as the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is an axial section of a flow control valve according to the invention; - Figure 2 is an axial section of a valve according to a second embodiment of the invention
2 24795042 2479504
- les figures 3 et 4 représentent des variantes d'un détail d'une telle valve; - les figures 5 et 6 montrent des variantes de l'exemple de réalisation de la figure 2; et - la figure 7 est un graphique. La valve de l'exemple, représenté sur la figure 1 constitue un régulateur dit à trois voies. Elle possède un corps 10 traversé d'un alésage longitudinal Il qui est fermé d'un cÈté par une vis 12. Dans l'extrémité opposée de l'alésage 11 est vissé un raccord d'arrivée 13 qui présente un orifice d'admission 14 situé sur le même axe que l'alésage longitudinal 11. Dans ce dernier est guidé et peut coulisser un tiroir de distribution 15 qui est à peu près en forme de godet. A son extrémité ouverte, ce tiroir possède un bord annulaire intérieur 16 qui est légèrement biseauté et par - Figures 3 and 4 show variants of a detail of such a valve; - Figures 5 and 6 show variants of the embodiment of Figure 2; and - Figure 7 is a graph. The valve of the example, represented in FIG. 1 constitutes a so-called three-way regulator. It has a body 10 traversed by a longitudinal bore II which is closed on one side by a screw 12. In the opposite end of the bore 11 is screwed an inlet connector 13 which has an inlet orifice 14 located on the same axis as the longitudinal bore 11. In the latter is guided and can slide a dispensing drawer 15 which is roughly in the form of a bucket. At its open end, this drawer has an inner annular edge 16 which is slightly bevelled and by
lequel le tiroir est appliqué sous la for'e d'un ressort de ré- which the drawer is applied under the form of a return spring
glage 18 contre une surface tronconique 19 à l'extrémité intérieure du raccord d'arrivée 131 Près de l'extrémité intérieure de l'orifice d'admission 14, le raccord d'arrivée présente plusieurs perçages radiaux traversants 20 qui débouchent dans un espace 21 formé entre l'alésage 11 et la surface tronconique 19. La forme.en godet du tiroir 15 résulte du fait qu'il présente un alésage central borgne 23, de sorte que le coté ouvert du distributeur, dirigé vers le raccord d'arrivée 13, présente une face annulaire 24. L'alésage borgne 23 présente près de cette face un écran d'étranglement 25 qui est maintenu en place par un jonc 26. Près de son extrémité fermée, le tiroir présente plusieurs perçages radiaux 28 qui traversent sa glage 18 against a frustoconical surface 19 at the inner end of the inlet fitting 131 Near the inner end of the intake orifice 14, the inlet fitting has several through radial holes 20 which open into a space 21 formed between the bore 11 and the frustoconical surface 19. The cup shape of the drawer 15 results from the fact that it has a central blind bore 23, so that the open side of the distributor, directed towards the inlet fitting 13 , has an annular face 24. The blind bore 23 has near this face a throttling screen 25 which is held in place by a rod 26. Near its closed end, the drawer has several radial bores 28 which pass through its
paroi. Ces perçages débouchent dans un espace 29 formé par une rai- wall. These holes open into a space 29 formed by a rai-
nure annulaire 30. Dans cette rainure débouche un orifice de sor- annular shape 30. In this groove opens a exit orifice
tie 31 sur lequel est branché un utilisateur non représenté (appareil tie 31 to which a user not shown is connected (device
utilisateur à débit constant).constant flow user).
Près du raccord d'arrivée 13, l'alésage 11 présente un: autre rainure annulaire, 34, dans laquelle débouche un second orifice de sortie 35 sur lequel est également branché un utilisateur Near the inlet connection 13, the bore 11 has a: another annular groove, 34, into which a second outlet orifice 35 opens to which a user is also connected.
non représenté (appareil utilisateur de débit résiduel). not shown (residual flow user device).
Lorsque du fluide de pression venant d'une source When pressure fluid from a source
de fluide de pression non représentée arrive dans l'orifice d'admis- pressure fluid not shown arrives in the inlet port
3 24795043 2479504
sion 14, il parvient à travers les perçages radiaux dans l'espace 21, sion 14, it reaches through the radial holes in space 21,
o il exerce une pression sur la face annulaire 24 du tiroir 15. o it exerts pressure on the annular face 24 of the drawer 15.
Lorsque le fluide arrixant par l'orificed'admission 14 atteint un certain débit ou une certaine pression de refoulement, le tiroir 15 est déplacé contre la force du ressort de réglage 18. Le fluide de When the arrixant fluid through the inlet orifice 14 reaches a certain flow rate or a certain discharge pressure, the slide 15 is moved against the force of the adjusting spring 18. The fluid
pression arrive alors à travers l'écran d'étranglement 25 dans l'alé- pressure then arrives through the throttle screen 25 in the alé
sage borgne 23 du tiroir et de là, à travers les perçages radiaux 28, dans l'orifice de sortie 31. Si le débit du fluide à l'arrivée augmente davantage, il s'établit sur l'écran d'étranglement 25 une différence de pression telle et, partant, un ajustement tel du tiroir qu'un courant de fluide à débit constant parcourt l'orifice de sortie 31. Si le débit de fluide à l'arrivée augmente encore plus, ce qui produit l'élévation de la différence de pression sur l'écran d'étranglement 25, le tiroir est déplacé suffisamment pour que l'arrivée soit également-reliée à la rainure annulaire 34. Un débit blind dummy 23 of the drawer and from there, through the radial holes 28, into the outlet orifice 31. If the flow of the fluid on arrival increases more, it is established on the throttling screen 25 a difference such a pressure and, therefore, an adjustment of the slide that a constant flow of fluid flows through the outlet orifice 31. If the fluid flow at the inlet increases even more, which produces the elevation of the pressure difference on the throttle screen 25, the drawer is moved enough so that the inlet is also connected to the annular groove 34. A flow rate
résiduel est alors envoyé par l'orifice de sortie 35 au-second ap- residual is then sent through the outlet orifice 35 at the second second
pareil utilisateur.like user.
Un point essentiel du tiroir selon l'invention est que, au début d2un processus de régulation, le fluide de pression agit seulement sur la face extrême 24 du tiroir, du fait que celui-ci An essential point of the drawer according to the invention is that, at the start of a regulation process, the pressure fluid acts only on the end face 24 of the drawer, because the latter
est appliqué contre la surface tronconique 19 du raccord d'arrivée 13. is applied against the frustoconical surface 19 of the inlet fitting 13.
Si cela n'était pas le cas - comme dans les régulateurs de débit If this was not the case - as in flow regulators
connus, o le fluide de pression agit sur toute la section du tiroir - known, where the pressure fluid acts on the entire section of the drawer -
il se produirait sur l'appareil utilisateur un brusque mouvement de there would be a sudden movement on the user device
départ suite à un saut de démarrage, comme représenté en poin- departure following a start jump, as shown in point-
tillé sur le graphique de la figure 7, Ce graphique représente le temps t en abscisses et le débit Q du liquide de pression en ordonnées, plotted on the graph of FIG. 7, This graph represents the time t on the abscissa and the flow rate Q of the pressure liquid on the ordinate,
S désigne le débit de consigne. Le saut de démarrage désigne un cou- S denotes the target flow. The start jump designates a
rant de fluide de pression qui, au début d'un processus de régulation, dépasse brièvement mais de beaucoup le débit de consigne (ligne en rant of pressure fluid which, at the start of a regulation process, briefly but by far exceeds the set flow rate (line in
pointillé sur le graphique de la figure 7). Cela conduit sur l'appa- dotted on the graph in Figure 7). This leads to the device
reil utilisateur à un mouvement de démarrage brusque, ce qui est bien entendu indésirable. La valve selon l'invention ne produit qu'un très léger dépassement du débit de consigne au démarrage, comme reil user to a sudden start movement, which is of course undesirable. The valve according to the invention produces only a very slight overshoot of the set flow rate at start-up, as
indiqué par la ligne continue grasse sur le graphique de la figure 7. indicated by the bold solid line in the graph in Figure 7.
Cela provient de ce que le tiroir 15 est appliqué par son bord annu- This is due to the fact that the drawer 15 is applied by its annular edge.
laire 16 contre la surface 19. L'intérieur du tiroir et également area 16 against surface 19. The interior of the drawer and also
l'espace 29 sont de ce fait détendus au départ. Ils ne sont ali- space 29 are therefore relaxed at the start. They are only
mentés en fluide de pression que lorsque le tiroir s'éloigne de la pressure fluid only when the drawer moves away from the
surface 19.surface 19.
L'exemple de réalisation de la figure 2 concerne une ealve de régulation de débit semblable mais qui est réalisée The exemplary embodiment of FIG. 2 relates to a similar flow control ealve but which is produced
sous forme d'un régulateur de débit à deux voies et qui est incor- in the form of a two-way flow regulator which is incorporated
porée dans le tiroir 40 à mouvement de translation longitudinale porée in the drawer 40 with longitudinal translation movement
d'un distributeur 41. Une extrémité de ce tiroir présente un alé- a dispenser 41. One end of this drawer has a bore
sage borgne 42 fermé par une vis 43. A cette dernière est conjugué un dispositif de centrage 44 à double effet qui n'est pas décrit davantage ici parce qu'il n'est pas essentiel à l'invention. Dans l'alésage 42 peut coulisser un tiroir 46. Un ressort de réglage 47 blind blind 42 closed by a screw 43. To this is combined a double-acting centering device 44 which is not described further here because it is not essential to the invention. In the bore 42 can slide a drawer 46. An adjustment spring 47
presse ce tiroir par son bord extrême intérieur 48 contre la sur- press this drawer by its extreme inner edge 48 against the over-
face tronconique 49 d'une vis 50 qui est vissée dans le fond de frustoconical face 49 of a screw 50 which is screwed into the bottom of
l'alésage borgne 42. Le tiroir 46 présente également une face annu- the blind bore 42. The drawer 46 also has an annular face
laire 52 qui est limitrophe à un espace 53 formé entre la vis 50 et l'alésage longitudinal 42. Dans cet espace débouche un perçage radial 55. L'extrémité côté ressort du tiroir 46 présente également plusieurs perçages radiaux traversants 56, lesquels peuvent être amenés à coïncider avec des perçages radiaux 57 du tiroir 40. Les perçages radiaux 56 communiquent avec l'intérieur du tiroir 46 à the space 52 which is bordering on a space 53 formed between the screw 50 and the longitudinal bore 42. In this space opens a radial bore 55. The end on the spring side of the drawer 46 also has several through radial holes 56, which can be brought to coincide with radial holes 57 of the drawer 40. The radial holes 56 communicate with the interior of the drawer 46 at
travers un écran d'étranglement doseur 58 qui-est orienté axiale- through a metering throttle screen 58 which -is oriented axially-
ment. L'alésage longitudinal 60 dans lequel coulisse le tiroir de distribution 40 présente plusieurs rainures annulaires dont trois is lying. The longitudinal bore 60 in which the distribution slide 40 slides has several annular grooves, three of which
seulement, les rainures 61, 62 et 63, sont référencées. La rai- only, the grooves 61, 62 and 63 are referenced. The reason
nure 63 communique avec une pompe, la rainure 62 avec un orifice de raccordement d'utilisateur et la rainure 61 avec un retour sans pression. Lorsque le tiroir 40 occupe une position o les rainures 61, 62 communiquent avec les perçages radiaux 53 et 57, l'intérieur du tiroir 46 et l'espace dans lequel est disposé le nure 63 communicates with a pump, the groove 62 with a user connection orifice and the groove 61 with a pressureless return. When the drawer 40 occupies a position where the grooves 61, 62 communicate with the radial holes 53 and 57, the interior of the drawer 46 and the space in which the
ressort 47 sont détendus dans le retour, c'est-à-dire sans pres- spring 47 are relaxed in the return, i.e. without pressure
sion. Sur la face annulaire 52 du tiroir 46 agit cependant la pres- if we. On the annular face 52 of the drawer 46, however, the pressure
sion transmise depuis la rainure 62 reliée à l'utilisation. Lorsque sion transmitted from the groove 62 connected to the use. When
cette pression atteint une valeur correspondant à l'ajustement effec- this pressure reaches a value corresponding to the adjustment made
tué à cet effet sur le tiroir 46, ce tiroir est déplacé contre la force du ressort de réglage 47. De ce fait, le fluide de pression a git maintenant également dans le tiroir 46 et peut s'écouler à travers l'écran d'étranglement doseur 58 et les perçages radiaux 56 aux perçages radiaux 57 donc également au retour 61. Sur l'écran d'étranglement doseur s'établit une chute de pression qui, en coopération a'vec le ressort de réglage, déplace le tiroir 46 à une position d'équilibre. Cependant, la section de passage menant au perçage 57 à travers le perçage 56 est en même temps réduite, ce qui revient à dire que ces deux perçages forment ensemble une section killed for this purpose on the drawer 46, this drawer is moved against the force of the adjusting spring 47. Therefore, the pressure fluid has now also git in the drawer 46 and can flow through the screen metering throttle 58 and the radial bores 56 to the radial bores 57 therefore also on the return 61. On the metering throttling screen, a pressure drop is established which, in cooperation with the adjusting spring, moves the drawer 46 to a position of equilibrium. However, the passage section leading to the hole 57 through the hole 56 is reduced at the same time, which amounts to saying that these two holes together form a section
de sortie variable (écran de réglage). variable output (setting screen).
On obtient ainsi un débit constant de la rainure d'utilisation 62 à la rainure de retour 61. Le comportement du tiroir de régulation est de nouveau exactement le même que dans A constant flow rate is thus obtained from the use groove 62 to the return groove 61. The behavior of the control slide is again exactly the same as in
l'exemple de réalisation de la figure 1. the exemplary embodiment of FIG. 1.
Les figures 3 et 4 montrent que le tiroir de distri- Figures 3 and 4 show that the dispenser drawer
bution ne doit pas s'appliquer obligatoirement par son bord annulaire bution does not have to be applied by its annular edge
contre une surface conique, mais que ce bord peut s'appliquer égale- against a conical surface, but that this edge can also be applied
ment contre une surface plane. Cette surface plane est formée dans les deux exemples des figures 3 et 4 par la surface 71 d'une vis 70, formant dans ce cas l'élément d'appui à la place de la vis 50 de l'exemple de la figure 2 ou à la place du raccord d'arrivée 13 de l'exemple de la figure 1. La surface plane 71 de la vis 70 présente une protubérance cylindrique 72. Le tiroir 46 s'applique contre la surface plane 71 par son bord 73. Une fente étroite 74 assure qu'il subsiste une section de passage résiduelle libre 75. Par ce passage peut s'écouler, lorsque le tiroir est appliqué contre l'élément d'appui, un très faible courant résiduel, lequel n'a cependant pas lying against a flat surface. This flat surface is formed in the two examples of FIGS. 3 and 4 by the surface 71 of a screw 70, in this case forming the support element in place of the screw 50 of the example in FIG. 2 or in place of the inlet fitting 13 of the example in FIG. 1. The flat surface 71 of the screw 70 has a cylindrical protuberance 72. The drawer 46 is pressed against the flat surface 71 by its edge 73. A slot narrow 74 ensures that there remains a free residual passage section 75. Through this passage can flow, when the drawer is applied against the support element, a very low residual current, which however does not
d'autres fonctions essentielles.other essential functions.
Dans l'exemple de réalisation selon les figures 5 et 6, correspondant sensiblement à celui de la figure 2, le tiroir 40' présente extérieurement deux méplats 77, 78 situés l'un en face de l'autre et formant des sortes de poches. Ces méplats sont situés à proximité du perçage 55, s'étendent parallèlement à celui-ci en direction du perçage 57 mais sans aller jusqu'à celui-ci. Les In the exemplary embodiment according to FIGS. 5 and 6, corresponding substantially to that of FIG. 2, the drawer 40 ′ has externally two flats 77, 78 located one opposite the other and forming sorts of pockets. These flats are located near the bore 55, extend parallel to the latter in the direction of the bore 57 but without going to the latter. The
méplats ne touchent pas davantage les extrémités du perçage 55. flats do not touch the ends of the hole 55 any more.
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Gr9ce à cette disposition, la fonction de limitation de débit agit aussi bien dans le sens rainure 62-rainure 61 que dans le sens rainure 63rainure 62. De plus, le tiroir 40', par les faces tronconiques, agit également à la façon d'une soupape antiretour entre la rainure 63 et la rainure 64. Toutefois, lorsque le tiroir 40' est déplacé dans une forte mesure, la valve de régulation de débit Thanks to this arrangement, the flow limitation function acts as well in the groove 62-groove 61 direction as in the groove 63rainure 62 direction. In addition, the drawer 40 ′, by the frustoconical faces, also acts in the same way as a non-return valve between the groove 63 and the groove 64. However, when the drawer 40 'is moved to a large extent, the flow control valve
est contournée par les méplats 77, 78. is bypassed by the flats 77, 78.
Le "bord annulaire" du tiroir dont il a été question The "annular edge" of the drawer in question
ici à différentes reprises peut être formé, mais cela n'est pas obli- here on different occasions can be formed, but this is not obli-
gatoire, par une petite surface comme c'est le cas dans l'exemple de réalisation selon la figure 1 ou dans les exemples des figures 3 et 4. Quoiqu'il en soit, l'aire de surface de ce bord annulaire est relativement petite comparativement à celle de la face annulaire 24 gatory, by a small area as is the case in the embodiment according to Figure 1 or in the examples of Figures 3 and 4. Anyway, the surface area of this annular edge is relatively small compared to that of the annular face 24
ou 52.or 52.
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