FR2511113A1 - Motorised needle valve for control of high pressure fluid flow - uses electric motor driven needle valve running in thread cut inside pump body to regulate flow - Google Patents
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Abstract
Description
VANNE MOTORISEE POUR LA COMMANDE DE L ECOULEMENT
DE FLUIDES SOUS HAUTESPRESSIONS
La présente invention concerne une vanne motorisée pour la commande de l'écoulement de fluides sous hautes pressions.MOTORIZED VALVE FOR FLOW CONTROL
HIGH PRESSURE FLUIDS
The present invention relates to a motorized valve for controlling the flow of fluids under high pressures.
Dans de nombreuses opérations de l'industrie et dans de nombreuses manipulations de laboratoire, on doit contr- ler l'écoulement d'un fluide sous pression, par exemple pour maintenir un débit ou une pression à des valeurs déterminées ou programmées. In many industrial operations and in many laboratory manipulations, it is necessary to control the flow of a pressurized fluid, for example to maintain a flow rate or a pressure at predetermined or programmed values.
Jusqu'à présent, de telles régulations de l'écoulement d'un fluide sous pression étaient effectuées au moyen de vannes commandées manuellement. Until now, such regulations for the flow of a pressurized fluid have been carried out by means of manually controlled valves.
Une application de l'invention concerne le domaine de l'examen en laboratoire d'échantillons de pétrole brut qui sont prélevés "in situ" dans les conditions de gisement naturel, notamment sous des pressions très élevées, de l'ordre de 1.000 bars et qui sont conservés dans des capsules ou bouteilles résistant à ces fortes pressions. One application of the invention relates to the field of laboratory examination of crude oil samples which are taken "in situ" under natural deposit conditions, in particular under very high pressures, of the order of 1,000 bars and which are kept in capsules or bottles resistant to these high pressures.
Jusqu'à présent ces examens en laboratoire impliquaient la présence physique permanente d'un opérateur pour contr- ler avec précision, au moyen d'une vanne à commande manuelle, dans les différents appareils d'analyse et mesures, des débits ou des pressions ou autres paramètres d'écoulement du fluide.Until now, these laboratory examinations have involved the permanent physical presence of an operator to precisely control, by means of a manually operated valve, in the various analysis and measurement devices, flow rates or pressures or other fluid flow parameters.
Or, la technologie actuelle des contrôles et lectures de laboratoire ou de production permet beaucoup d'automatisme tandis que seule cette fonction de commande manuelle en limite toutes les possibilités. However, the current technology of laboratory and production controls and readings allows a lot of automation while only this manual control function limits all possibilities.
L'invention apporte également une solution à tous autres problèmes de régulation de l'écoulement d'un fluide sous pression, par exemple la régulation du débit sur des pompes d'injection ; le contrôle et la régulation dans le cas de transfert d'échantillons de fluide sous pression d'une cellule vers un autre appareil, tel qu'un séparateur, gazomètre, ou analogue ; la régulation des commandes hydrauliques sur des machines telles que les machines-outils. The invention also provides a solution to all other problems of regulating the flow of a pressurized fluid, for example regulating the flow rate on injection pumps; the control and regulation in the case of transfer of samples of fluid under pressure from a cell to another device, such as a separator, gasometer, or the like; the regulation of hydraulic controls on machines such as machine tools.
Plus généralement encore, l'invention permet de réaliser un asservissement automatique de l'écoulement d'un fluide sous pression.More generally still, the invention makes it possible to produce an automatic control of the flow of a pressurized fluid.
Jusqu'à présent, les vannes connues pour la régulation de l'écoulement- d'un fluide sous pression comprenaient, de façon classique : un corps de vanne comportant une arrivée et un départ de fluide ; une tige-pointeau comportant une partie fileté qui se visse dans une partie correspondante taraudée du corps de vanne ; et un pointeau qui coopère avec un siège interposé sur le passage du fluide entre l'arrivée et le départ, la tige ayant son extrémité opposée au pointeau accessible hors du corps de vanne pour recevoir un organe de manoeuvre manuel, tel qu'un volant. Hitherto, known valves for regulating the flow of a pressurized fluid have conventionally included: a valve body comprising a fluid inlet and outlet; a needle rod comprising a threaded part which screws into a corresponding threaded part of the valve body; and a needle which cooperates with a seat interposed on the passage of the fluid between the arrival and the departure, the rod having its end opposite the needle accessible outside the valve body to receive a manual operating member, such as a flywheel.
La présente invention a pour objet une vanne du type précité comportant un groupe de motorisation à moteur électrique pour actionner ladite tige, le groupe de motorisation comprenant un moto-réducteur électrique et un accouplement souple dont l'organe d'entrée est calé sur l'arbre du motoréducteur et dont l'organe de sortie est engageable, de façon amovible, sur l'extrémité accessible de la tige. The present invention relates to a valve of the aforementioned type comprising a motorized drive group with an electric motor for actuating said rod, the drive group comprising an electric gear motor and a flexible coupling, the input member of which is wedged on the gearmotor shaft and the output member of which can be engaged, in a removable manner, on the accessible end of the rod.
L'accouplement souple est logé dans un carter, ou entouré par un étrier, dont l'extrémité est adaptée à être solidarisée mécaniquement, de façon séparable, avec l'extrémité du corps de vanne opposée au pointeau.The flexible coupling is housed in a casing, or surrounded by a stirrup, the end of which is adapted to be mechanically secured, in a separable manner, with the end of the valve body opposite the needle.
De préférence, la solidarisation mécanique entre le carter, ou l'étrier, précité et le corps de vanne est réalisée au moyen d'un système à accouplement rapide, par exemple comportant un collier à serrage rapide, qui enserre deux brides prévues respectivement sur le carter et sur l'extrémité du corps de vanne. Preferably, the mechanical connection between the aforementioned casing, or the caliper and the valve body is carried out by means of a quick coupling system, for example comprising a quick clamping collar, which encloses two flanges provided respectively on the housing and on the end of the valve body.
Grâce à cette disposition, on peut passer rapidement, si nécessaire, du fonctionnement motorisé au fonctionnement manuel de la vanne. Thanks to this arrangement, it is possible to quickly switch, if necessary, from motorized operation to manual operation of the valve.
Suivant une forme de réalisation préférée de l'invention, le pointeau comporte une partie conique prolongée par une partie effilée de très faible conicité qui coopère avec un passage sensiblement cylindrique ménagé dans le siège de pointeau, ce qui permet, par un déplacement de faible importance du pointeau, de libérer un débit très faible, grace à l'effet de laminage du fluide qui se produit entre la par tie effilée du pointeau et le passage cylindrique du siège. According to a preferred embodiment of the invention, the needle has a conical part extended by a tapered part of very low conicity which cooperates with a substantially cylindrical passage formed in the needle seat, which allows, by a small displacement of the needle, to release a very low flow, thanks to the rolling effect of the fluid which occurs between the tapered part of the needle and the cylindrical passage of the seat.
Grâce à l'invention, l'actionnement de la vanne peut être commandé à distance en contrôlant l'alimentation du moteur électrique en vue de l'ouverture ou de la fermeture de la vanne, avec réglage de la vitesse. Thanks to the invention, the actuation of the valve can be remotely controlled by controlling the supply of the electric motor with a view to opening or closing the valve, with speed adjustment.
L'actionnement de la vanne peut être également automatisé en réponse à une information provenant d'un capteur de pression ou de débit et/ou d'un appareillage de contrôle électronique dans lequel sont affichées des consignes de débit ou de durée, ou toute autre information nécessaire aux opérations envisagées. The actuation of the valve can also be automated in response to information coming from a pressure or flow sensor and / or from an electronic control device in which flow or duration instructions, or any other type, are displayed. information necessary for the planned operations.
A titre d'exemple on décrira ci-après un mode de réalisation de l'invention. On le fera en référence au dessin annexé sur lequel
la Figure 1 est une vue longitudinale en coupe d'une vanne motorisée selon l'invention,
la Figure 2 est une vue en bout du collier de serrage rapide équipant cete vanne, et
la Figure 3 est une vue d'ensemble de la vanne motorisée.By way of example, an embodiment of the invention will be described below. We will do this with reference to the attached drawing on which
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a motorized valve according to the invention,
FIG. 2 is an end view of the rapid clamping collar fitted to this valve, and
Figure 3 is an overview of the motorized valve.
La vanne représentée comprend essentiellement un corps de vanne qui porte la référence générale 2, compor tant une arrivée de fluide sous pression 4 et un départ de fluide 6. Dans le corps de vanne est montée une tige pointeau 8 présentant une partie filetée 10, faisant partie intégrante de la tige ou rapportée sur celle-ci, et qui se visse dans une partie correspondante taraudée 12 du corps de vanne. The valve shown essentially comprises a valve body which has the general reference 2, comprising an inlet for pressurized fluid 4 and a fluid outlet 6. In the valve body is mounted a needle rod 8 having a threaded part 10, making integral part of the rod or attached thereto, and which screws into a corresponding threaded part 12 of the valve body.
La tige 8 se termine par un pointeau qui comporte une première partie conique 14 prolongée par une seconde partie effilée 16, de faible conicité. Le pointeau coopère avec un siège 18 qui est fixé dans le corps de vanne et qui est interposé sur le passage du fluide entre l'arrivée 4 et le départ 6. The rod 8 ends with a needle which has a first conical part 14 extended by a second tapered part 16, of low conicity. The needle cooperates with a seat 18 which is fixed in the valve body and which is interposed on the passage of the fluid between the inlet 4 and the outlet 6.
La tige pointeau 8 traverse le corps de vanne de fa çon étanche à travers un presse étoupe et des bagues d'étanchéité 20, par exemple en ;'TEFLON". L'extrémité 22 de ia tige 8 dépasse de l'extrémité 24du corps de vanne, ou au moins est accessible de l'extérieur de cette extrémité. The needle rod 8 passes through the valve body in a leaktight manner through a cable gland and sealing rings 20, for example made of "TEFLON". The end 22 of the rod 8 protrudes from the end 24 of the body valve, or at least is accessible from the outside of this end.
La vanne suivant l'invention comporte également un groupe de motorisation comprenant un moteur électrique 24, notamment un moteur-couple, un réducteur 26 et un accouplement souple à cardan 28 qui est disposé à l'intérieur d'un carter ou d'un étrier 30. The valve according to the invention also comprises a motorization group comprising an electric motor 24, in particular a torque motor, a reduction gear 26 and a flexible cardan coupling 28 which is arranged inside a casing or a caliper 30.
L'organe d'entrée 32 de l'accouplement 28 est calé sur l'arbre de sortie 34 du réducteur 26, tandis que son organe de sortie 36 est adapté à s'engager, en liaison d'entratnement en rotation, sur l'extrémité 22 de la tige pointeau. Cette extrémité présente par exemple une section carrée ou hexagonale qui peut s'enfiler dans un trou de section correspondante ménagé dans l'organe de sortie 36. The input member 32 of the coupling 28 is wedged on the output shaft 34 of the reduction gear 26, while its output member 36 is adapted to engage, in rotational drive connection, on the end 22 of the needle rod. This end has for example a square or hexagonal section which can be threaded into a hole of corresponding section made in the outlet member 36.
De facon dassique, les deux organes 32-36 sont liés en rotation par un organe de liaison 38 coopérant avec des axes 40, pour former une liaison à cardan, mais bien entendu tout autre système d'accouplement souple pourrait être utilisé.Dassically, the two members 32-36 are linked in rotation by a connecting member 38 cooperating with axes 40, to form a universal joint, but of course any other flexible coupling system could be used.
L'extrémité 42 du carter ou de l'étier 30 est conformée de façon à pouvoir s'engager et être positionnée sur l'extrémité 24 du c orps de vanne, par exemple par emmanchement cylindrique. The end 42 of the casing or the stirrup 30 is shaped so as to be able to engage and be positioned on the end 24 of the valve body, for example by cylindrical fitting.
De préférence, la solidarisation mécanique entre le groupe de motorisation et la vanne est assurée au moyen d'un système à désaccouplement rapide comportant un collier fendu ouvrant 44 dont les deux moitiés 44a-44b sont reliées par une biellette 46 articulée sur des axes 48a-48b. Le collier peut être serré au moyen d'une vis 50. Les extrémités en regard 24 et 52 de la vanne et du carter 30 sont conformées en collerettes à profil conique qui coopèrent par coincement avec une gorge à section transversale correspondante 54 ménagée dans le collier fendu 44. Preferably, the mechanical connection between the motorization group and the valve is ensured by means of a quick uncoupling system comprising a split opening collar 44, the two halves 44a-44b of which are connected by a link 46 articulated on axes 48a- 48b. The collar can be tightened by means of a screw 50. The opposite ends 24 and 52 of the valve and of the casing 30 are shaped as bevels with conical profile which cooperate by wedging with a groove with corresponding cross section 54 formed in the collar split 44.
L'agencement qui vient d'être décrit permet une liaison ou une séparation rapide des parties fixes et mobiles du groupe de motorisation et de la vanne, autorisant ainsi un passage rapide en fonctionnement manuel, si cela est nécessaire. I1 suffit pour cela de desserrer et d'ouvrir le collier, puis de séparer par glissement le groupe de motorisation d'avec la vanne. On monte alors un volant de manoeuvre sur le bout 56 de la tige pointeau, qui est accessible de l'extérieur. The arrangement which has just been described allows a rapid connection or separation of the fixed and mobile parts of the motorization unit and of the valve, thus allowing rapid passage into manual operation, if necessary. For this, it suffices to loosen and open the collar, then to slide the motorization group away from the valve. Then a handwheel is mounted on the tip 56 of the needle rod, which is accessible from the outside.
La présence d'un accouplement souple, dans une vanne motorisée suivant l'invention permet de remédier à tout défaut d'alignement qui pourrait exister entre les divers constituants et permet une interchangeabilité complète des groupes de motorisation et des vannes. The presence of a flexible coupling in a motorized valve according to the invention makes it possible to remedy any misalignment which could exist between the various constituents and allows complete interchangeability of the motorization groups and of the valves.
Comme il a été indiqué précédemment, le pointeau comporte de préférence une première partie conique 14 qui est prolongée par une partie effilée à faible conicité 16. As indicated above, the needle preferably comprises a first conical part 14 which is extended by a tapered part with low conicity 16.
Le siège de pointeau 18 comporte de son côté une portion tronconique 18', suivie d'un passage sensiblement cylindrique 18" avec lequel coopère la partie effilée 16 du pointeau pour déterminer un passage annulaire étroit à section variable dans lequel se produit un laminage du fluide sous pression, ce qui permet, par un déplacement de faible importance, de libérer un débit très faible. The needle seat 18 has for its part a frustoconical portion 18 ', followed by a substantially cylindrical passage 18 "with which the tapered part 16 of the needle cooperates to determine a narrow annular passage of variable section in which a rolling of the fluid occurs under pressure, which allows, by a small displacement, to release a very low flow.
De préférence, comme il est représenté sur la Fiv.1, le siège 18 est prévu amovible. Il est avantageusement réalisé en un matériau très dur, par exemple de l'acier au chrome ou du saphir. Preferably, as shown in Fiv. 1, the seat 18 is provided for removable. It is advantageously made of a very hard material, for example chrome steel or sapphire.
Le système suivant l'invention présente l'avantage de pouvoir fonctionner avec un couple de fermeture toujours constant, èelui-ci étant contrôlé par la tension et l'intensité fournies au moteur. I1 en résulte que l'on obtient l'étanchéité à la fermeture de la vanne pour la même position relative du pointeau et du siège, et avec la même force. D'autre part, l'usure du siège et du pointeau sont moindres qu'avec une vanne à commande manuelle, grâce à la régularité de l'effort de fermeture. The system according to the invention has the advantage of being able to operate with an always constant closing torque, the latter being controlled by the voltage and the current supplied to the motor. I1 results in that sealing is obtained when the valve is closed for the same relative position of the needle and the seat, and with the same force. On the other hand, the wear of the seat and the needle is less than with a manually operated valve, thanks to the regularity of the closing force.
Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représehté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, et sans qu'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and shown, it is likely to have numerous variants accessible to those skilled in the art, depending on the applications envisaged, and without departing from it from the spirit of the invention.
Claims (7)
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Applications Claiming Priority (1)
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| FR8115262A FR2511113A1 (en) | 1981-08-06 | 1981-08-06 | Motorised needle valve for control of high pressure fluid flow - uses electric motor driven needle valve running in thread cut inside pump body to regulate flow |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2511113A1 true FR2511113A1 (en) | 1983-02-11 |
| FR2511113B3 FR2511113B3 (en) | 1984-05-04 |
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ID=9261239
Family Applications (1)
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