FR2570846A1 - Device for monitoring the pressure in an enclosure and regulation circuits using this device. - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE SURVEILLANCE DE LA PRESSION DANS UNE
ENCEINTE ET CIRCUITS DE REGULATION UTILISANT CE
DISPOSITIF
La présente invention concerne un dispositif de surveillance de la pression dans une enceinte et des circuits de régulation utilisant ce dispositif.PRESSURE MONITORING DEVICE IN A
ENCLOSURE AND REGULATION CIRCUITS USING THIS
DEVICE
The present invention relates to a device for monitoring the pressure in an enclosure and to regulation circuits using this device.
Le maintien en dépression d'une enceinte et de façon générale la régulation en pression sont réalisés traditionnellement par des électro-vannes, situees en amont et en aval de L'enceinte, dont le contrôle est assure par un dispositif électrique de commande et des manomètres. Le temps de réponse à une montée en pression est donc rallongé par tous ces in termédiaires et par le délai de réaction de la vanne elle-même. Ce retard est préjudiciable à une régulation fiable et de plus l'ensemble de ces équipements est compliqué et onéreux. De plus, quand on surveille la pression dans une enceinte où l'on effectue des mesures précises, par exemple dans une enceinte de laboratoire, les électrovannes, le dispositif électrique de commande émettent des signaux électriques parasites qui troublent les mesures. Maintaining the depression of an enclosure and generally regulating the pressure are traditionally carried out by solenoid valves, located upstream and downstream of the enclosure, the control of which is ensured by an electrical control device and manometers. . The response time to a rise in pressure is therefore lengthened by all of these intermediates and by the reaction time of the valve itself. This delay is detrimental to reliable regulation and moreover all of this equipment is complicated and expensive. In addition, when the pressure is monitored in an enclosure where precise measurements are made, for example in a laboratory enclosure, the solenoid valves and the electrical control device emit parasitic electrical signals which disturb the measurements.
Un autre dispositif connu pour réguler La pression dans une enceinte est une vanne décrite dans le brevet français nO 1423883 dont l'obturateur est commandé par une membrane tarée dont la déformation dépend de la surpression dans l'enceinte. Ce système a le défaut d'etre volumineux, peu souple d'utilisation et cher. Another known device for regulating the pressure in an enclosure is a valve described in French patent No. 1423883, the shutter of which is controlled by a tared membrane, the deformation of which depends on the overpressure in the enclosure. This system has the defect of being bulky, not very flexible to use and expensive.
De plus, ces systemes ne sont adaptés qu'à une seule configuration de fonctionnement, par exemple la régulation en dépression. La régulation en surpression ou la sécurité en pression c'est-à-dire le nondépassement d'une valeur limite fixée, demandent des modifications importantes du système. In addition, these systems are only suitable for a single operating configuration, for example vacuum regulation. Overpressure regulation or pressure safety, that is to say the fact that a fixed limit value is not exceeded, requires significant modifications to the system.
Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients tout en s'adaptant fac i- lement aux divers circuits de surveillance de la pression et aux différents paramètres imposés en pression dans l'enceinte. The device according to the invention overcomes these drawbacks while easily adapting to the various pressure monitoring circuits and to the various parameters imposed in pressure in the enclosure.
Conformément à L1invention, le dispositif de surveillance de la pression dans une enceinte est placé sur Le circuit de régulation de celle-ci et comprend un corps tubulaire constitué d'une branche prin cipaLe verticale dans laquelle coulisse un piston lestable dont le déplacement en translation, Limité par deux butées, dégage de ta fermeture complète jusqu'à l'ouverture compLète, un orifice latéral de ladite branche sur lequel se raccorde une branche secondaire. In accordance with the invention, the device for monitoring the pressure in an enclosure is placed on the regulating circuit thereof and comprises a tubular body made up of a vertical prin cipaLe branch in which slides a ballast piston whose displacement in translation, Bounded by two stops, it releases from your complete closure until the complete opening, a lateral orifice of the said branch to which a secondary branch is connected.
La masse du piston et les pressions respectives règnant dans l'orifice latéral et dans les deux orifices longitudinaux de la branche principale conduisent ainsi à un état d'équilibre. Si les paramètres imposes en pression changent, il suffit. de modifier la masse du piston pour obtenir l'état d'équilibre désiré. The mass of the piston and the respective pressures prevailing in the lateral orifice and in the two longitudinal orifices of the main branch thus lead to a state of equilibrium. If the parameters imposed in pressure change, it suffices. to modify the mass of the piston to obtain the desired state of equilibrium.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le corps du piston est creux, et un lest quelconque y est introduit ; deux joints toriques constituent les butées, limitant le déplacement en translation du piston, et assurent la fermeture, avec une bonne étanchéité, de chacun des deux orifices longitudinaux de la branche principale, lorsque Le piston au cours du fonctionnement porte sur l'un des deux joints respectifs. According to a preferred embodiment of the invention, the body of the piston is hollow, and any ballast is introduced therein; two O-rings constitute the stops, limiting the translational movement of the piston, and ensure the closure, with good sealing, of each of the two longitudinal orifices of the main branch, when the piston during operation relates to one of the two respective seals.
Avantageusement, le corps tubulaire et le piston seront réalisés dans une matière transparente telle que du "plexiglass" (marque déposée). On peut visualiser ainsi la position du piston, et Le réglage du lest, nécessaire au bon fonctionnement du disposi tif, en sera facilité. L'usage de "plexigLass" (marque déposée) permet d'utiliser le dispositif selon l'invention en atmosphère corrosive. Advantageously, the tubular body and the piston will be made of a transparent material such as "plexiglass" (registered trademark). We can thus visualize the position of the piston, and Adjustment of the ballast, necessary for the proper functioning of the device, will be facilitated. The use of "plexigLass" (registered trademark) allows the device according to the invention to be used in a corrosive atmosphere.
Le dispositif selon l'invention peut etre placé dans divers circuits de surveillance de la pression dans une enceinte comme par exemple un circuit de régulation de la dépression ou un circuit de sécurité de surpression maximaLe. Les différents modes de mise en oeuvre du dispositif de surveillance selon l'invention sont obtenus en changeant L'orientation verticaLe du dispositif, en modifiant ses branchements sur le circuit, et/ou en Lestant plus ou moins Le piston. The device according to the invention can be placed in various pressure monitoring circuits in an enclosure such as for example a depression regulation circuit or a maximum overpressure safety circuit. The different modes of implementation of the monitoring device according to the invention are obtained by changing the vertical orientation of the device, by modifying its connections to the circuit, and / or by ballasting the piston more or less.
On décrira maintenant à titre dBexemples non limitatifs, différents modes de réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexés su-r les quels
- la figure 1 représente, en coupe, le dispositif selon L'invention suivant l'un de ses modes de fonctionnement ;
- la figure 2 représente, en coupe, un circuit de régulation de la dépression dans une enceinte comprenant le dispositif selon l'inventi-on, ce circuit pouvant également fonctionner en sécurité de dépression minimale ;
- la figure 3 représente, en coupe, un circuit de régulation de la surpression dans une enceinte comprenant le dispositif selon L'invention, ce circuit pouvant également fonctionner en sécurité de surpression maximale ;;
- la figure 4 représente, en coupe, un circuit de régulation fonctionnant en sécurité de surpression minimale et comprenant le dispositif selon l'invention, et
- la figure 5 représente, en coupe, un circuit de régulation fonctionnant en sécurité de dépres sion maximale et comprenant le dispositif selon l'in- invention. We will now describe, by way of nonlimiting examples, different embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings.
- Figure 1 shows, in section, the device according to the invention according to one of its operating modes;
- Figure 2 shows, in section, a vacuum regulation circuit in an enclosure comprising the device according to the inventi-on, this circuit can also operate in minimum vacuum security;
- Figure 3 shows, in section, a circuit for regulating the overpressure in an enclosure comprising the device according to the invention, this circuit also being able to operate in maximum overpressure security;
FIG. 4 represents, in section, a regulation circuit operating in minimum overpressure security and comprising the device according to the invention, and
- Figure 5 shows, in section, a regulation circuit operating in maximum vacuum safety and comprising the device according to the invention.
Le dispositif représenté sur la figure 1 comporte un corps tubulaire 1 en forme de T, constitué d'une branche principale 2 verticale dont les deux extrémités longitudinales définissent des orifices 3 et 4 et dans laquelle est ménagé un orifice latéral 5 sur lequel est greffée une branche secondaire 6. Un piston 7 coulisse dans la branche principale 2 à l'intérieur de laquelle deux joints toriques 8 et 9 sont disposés en saillie pour limiter Le déplacement en translation du piston 7. Le joint 8 est placé au ras de l'orifice latéral 5. Ainsi, lorsque le piston porte dessus, il ferme à la fois les orifices 3 et 5. Le joint 9 est situé à une longueur de piston du bord de L'orifice latéral 5. Quand le piston porte sur ce joint, l'ori- fice latéral 5 est alors juste entièrement dégagé. The device shown in Figure 1 comprises a T-shaped tubular body 1, consisting of a main vertical branch 2 whose two longitudinal ends define orifices 3 and 4 and in which is formed a lateral orifice 5 on which is grafted a secondary branch 6. A piston 7 slides in the main branch 2 inside which two O-rings 8 and 9 are projecting to limit the displacement in translation of the piston 7. The seal 8 is placed flush with the orifice lateral 5. Thus, when the piston carries above, it closes both the openings 3 and 5. The seal 9 is located at a piston length from the edge of the lateral orifice 5. When the piston bears on this seal, the the lateral opening 5 is then just completely cleared.
Cette disposition générale permet donc de stopper ou modifier le débit de fluide gazeux circulant entre
L'orifice 3 et L'orifice 5.This general arrangement therefore makes it possible to stop or modify the flow of gaseous fluid circulating between
Port 3 and Port 5.
Le piston 7 a en son milieu une forme cylindrique 11. Ses deux extrémités 12 et 13 tronconiques portent suivant deux couronnes étroites 14 et 15 sur le cylindre intérieur 2a de la branche principale 2, permettant ainsi un fonctionnement sans Lubrification avec un débit de fuite négligeable. Pour éviter que le piston ne bascule dans L'orifice latéral 5 lors de son déplacement, la branche secondaire 6 est d'un diamètre inférieur à celui de la branche principale 2. The piston 7 has in its middle a cylindrical shape 11. Its two frustoconical ends 12 and 13 carry along two narrow rings 14 and 15 on the inner cylinder 2a of the main branch 2, thus allowing operation without lubrication with a negligible leak rate . To prevent the piston from tipping over in the lateral orifice 5 during its movement, the secondary branch 6 has a diameter less than that of the main branch 2.
Selon le mode de réalisation préféré, le corps 16 du piston 7 est creux et peut être rempli d'un lest 7 tel que du mercure, un bouchon 10 assurant L'étanchéité. According to the preferred embodiment, the body 16 of the piston 7 is hollow and can be filled with a ballast 7 such as mercury, a plug 10 ensuring sealing.
Pour visualiser le déplacement du piston 7, le corps tubulaire 1 et le piston 7 sont de préférence réalisés en un matériau transparent tel qu'une matière plastique rigide transparente. To visualize the displacement of the piston 7, the tubular body 1 and the piston 7 are preferably made of a transparent material such as a transparent rigid plastic.
Selon un mode de réalisation préferé, des pas de vis 18, 19 et 20 seront formés aux deux extrémités de la branche principale 2 et à l'extrémité de la branche secondaire 6. Ils permettent les raccordements du dispositif au circuit de régulation suivant le mode de fonctionnement choisi. According to a preferred embodiment, threads 18, 19 and 20 will be formed at the two ends of the main branch 2 and at the end of the secondary branch 6. They allow the connections of the device to the regulation circuit according to the mode operating mode selected.
Un circuit de régulation de la pression dans une enceinte 21, ce circuit fonctionnant en régulation de dépression et comprenant le dispositif de la figure 1, est représenté sur la figure 2. La branche principale 2 verticale du dispositif selon L'invention est orientée de telle manière que son orifice Latéral 5 se ferme lorsque le piston 7 coulisse vers le haut. A pressure regulation circuit in an enclosure 21, this circuit operating in depression regulation and comprising the device of FIG. 1, is shown in FIG. 2. The main vertical branch 2 of the device according to the invention is oriented in such a way so that its lateral opening 5 closes when the piston 7 slides upwards.
L'orifice 3 est donc situé en haut et relié à l'en- ceinte 21. L'orifice 4 situé en bas est relié à l'air libre au travers d'un filtre 22 et l'orifice latéral 5 est relié par La branche secondaire 6 à une gaine d'extraction 23. Le piston 7 est lesté par exemple avec du mercure de telle sorte qu'il soit flottant pour la pression interne nominale régnant dans l'en- ceinte. La montée en pression de L'enceinte provoque la descente du piston et augmente donc l'ouverture de l'orifice latéral 5 et par conséquent augmente l'ex- traction. La pression dans L'enceinte revient ainsi progressivement à la pression nominaLe. Réciproquement, une baisse de pression provoque la montée du piston, donc une diminution de L'extraction et un retour progressif à la pression nominaLe.The orifice 3 is therefore located at the top and connected to the enclosure 21. The orifice 4 located at the bottom is connected to the open air through a filter 22 and the lateral orifice 5 is connected by the secondary branch 6 to an extraction sheath 23. The piston 7 is ballasted for example with mercury so that it is floating for the nominal internal pressure prevailing in the enclosure. The increase in pressure of the enclosure causes the piston to descend and therefore increases the opening of the lateral orifice 5 and consequently increases the extraction. The pressure in the enclosure thus gradually returns to nominal pressure. Conversely, a drop in pressure causes the piston to rise, therefore a decrease in extraction and a gradual return to nominal pressure.
La figure 2 représente aussi un circuit de régulation dans une enceinte fonctionnant en sécurité de dépression minimale. Le piston 7 est alors sensiblement moins lesté et ferme L'orifice 3 situé en haut en portant sur le joint 8. De ce fait L'extraction est fermée et ne s'ouvre par la descente du piston que lorsque la dépression dans L'enceinte devient inférieure au seuil critique imposé. L'extraction se referme dès que la dépression atteint de nouveau sa valeur minimale imposée. FIG. 2 also represents a regulation circuit in an enclosure operating in minimum vacuum security. The piston 7 is then appreciably less ballasted and closes The orifice 3 located at the top bearing on the seal 8. Therefore the extraction is closed and does not open by the descent of the piston until the depression in the enclosure becomes below the critical threshold imposed. The extraction closes as soon as the depression again reaches its minimum imposed value.
Un circuit de régulation de la pression dans une enceinte 21, ce circuit fonctionnant en régulation de surpression et comprenant le dispositif de la figure 1, est représenté sur La figure 3. A circuit for regulating the pressure in an enclosure 21, this circuit operating in overpressure regulation and comprising the device of FIG. 1, is shown in FIG. 3.
La branche principale 2 verticale du dispositif selon L'invention est orientée de telle manière que son orifice latéral 5 se ferme lorsque le piston 7 coulisse vers le bas. L'orifice 3 est donc situé en bas et relié à L'enceinte 21. L'orifice 4 situé en haut est relié à l'air libre au travers d'un filtre 22 et L'orifice latéral 5 est relié par La branche secondaire 6 soit à une gaine d'extraction 23, soit à l'air libre. The main vertical branch 2 of the device according to the invention is oriented in such a way that its lateral orifice 5 closes when the piston 7 slides downwards. The orifice 3 is therefore located at the bottom and connected to the enclosure 21. The orifice 4 located at the top is connected to the open air through a filter 22 and the lateral orifice 5 is connected by the secondary branch 6 either to an extraction sheath 23 or to the open air.
Le piston 7 est lesté par exemple avec du mercure de telle sorte qu'il soit flottant pour la pression interne nominale régnant dans l'enceinte. La montée en pression de L'enceinte provoque la montée du piston et augmente donc l'ouverture de l'orifice latéral 5 et par conséquent augmente L'extraction. La pression dans L'enceinte revient ainsi progressivement à la pression nominale. Réciproquement une baisse de pression provoque la descente du piston, donc une diminution de l'extraction et un retour progressif à la pression nominale. The piston 7 is ballasted for example with mercury so that it is floating for the nominal internal pressure prevailing in the enclosure. The increase in pressure of the enclosure causes the piston to rise and therefore increases the opening of the lateral orifice 5 and consequently increases the extraction. The pressure in the enclosure thus gradually returns to nominal pressure. Conversely, a drop in pressure causes the piston to descend, therefore a reduction in extraction and a gradual return to nominal pressure.
La figure 3 représente aussi un circuit de régulation dans une enceinte fonctionnant en sécurité de surpression maximale. Le piston 7 est alors sensiblement plus lesté et ferme l'orifice 3 situé en bas en portant sur le joint 8. De ce fait L'extraction est fermée lorsque La pression interne est inférieure ou égale à un seuil critique. Une surpression excessive provoque la montée du piston et par conséquent l'augmentation de l'extraction. L'extraction se refermera dès que la pression redeviendra inférieure ou egale au seuil critique. FIG. 3 also represents a regulation circuit in an enclosure operating in maximum overpressure security. The piston 7 is then appreciably more ballasted and closes the orifice 3 located at the bottom by bearing on the seal 8. As a result, the extraction is closed when the internal pressure is less than or equal to a critical threshold. Excessive overpressure causes the piston to rise and consequently increase the extraction. The extraction will close as soon as the pressure becomes below or equal to the critical threshold.
Un circuit de régulation de La pression dans une enceinte 21, ce circuit fonctionnant en sécurité de surpression minimale et comprenant le dispositif de la figure 1, est représenté sur la figure 4. La branche principale 2 verticale du dispositif selon l';n- vention est orientée de telle manière que son orifice latéral 5 se ferme lorsque le piston 7 coulisse vers le bas. L'orifice 3 est donc situé en-bas et relié à une gaine de soufflage 24. L'orifice 4 situé en haut et L'orifice latéral 5 sont tous deux reliés à l'en- ceinte 21. Le piston 7 est lesté de telle manière qu'il ferme l'orifice 3 situé en bas en portant sur le joint 8 lorsque La surpression dans l'enceinteestsupé-
rieure ou égale à un seuil critique imposé.La diminution de la pression interne provoque la montée du piston et donc augmente le soufflage jusqu a ce que la pression interne redépasse le seuil critique. Le soufflage est alors de nouveau fermé.A circuit for regulating the pressure in an enclosure 21, this circuit operating in minimum overpressure security and comprising the device of FIG. 1, is shown in FIG. 4. The main vertical branch 2 of the device according to the invention; is oriented in such a way that its lateral orifice 5 closes when the piston 7 slides down. The orifice 3 is therefore located at the bottom and connected to a blowing duct 24. The orifice 4 located at the top and the lateral orifice 5 are both connected to the enclosure 21. The piston 7 is ballasted with in such a way that it closes the opening 3 located at the bottom while bearing on the seal 8 when the overpressure in the enclosure is
less than or equal to a critical threshold imposed. The decrease in internal pressure causes the piston to rise and therefore increases the blowing until the internal pressure exceeds the critical threshold. The blowing is then closed again.
Un circuit de régulationde la pression dans une enceinte 21, ce circuit fonctionnànt en sécurité de dépression maximale et comprenant le dispositif de la figure 1, est représenté sur la figure 5. Le dispositif selon L'invention est placé de la même manière que pour le circuit fonctionnant en sécurité de surpression minimale représenté sur la figure 4, à part l'orifice 3 situé en bas qui n'est plus relié à une gaine de soufflage mais à l'air libre au travers d'un filtre 22. Le piston 7 est Lesté de telle sorte qu'il ferme l'orifice 3 en portant sur le joint 8 tant que la dépression est inférieure ou égale à une dépression maximale imposée. Si la dépression dépasse ce seuil critique, le piston monte et permet l'entrée du gaz dans L'enceinte rétablissant alors la dépression nomi na le. A pressure regulation circuit in an enclosure 21, this circuit operating in maximum vacuum safety and comprising the device of FIG. 1, is shown in FIG. 5. The device according to the invention is placed in the same way as for the circuit operating in minimum overpressure safety shown in FIG. 4, apart from the orifice 3 located at the bottom which is no longer connected to a blowing duct but to the open air through a filter 22. The piston 7 is ballasted so that it closes the orifice 3 by bearing on the joint 8 as long as the vacuum is less than or equal to a maximum vacuum imposed. If the vacuum exceeds this critical threshold, the piston rises and allows the entry of gas into the enclosure then restoring the nominal vacuum.
Il est bien entendu que d'autres modifications pourraient être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits à titre d'exemple, sans sortir du cadre de L'invention. On pourrait ainsi modifier la façon de lester le piston, par exemple en fixant de façon démontable des plaques de plomb sur celui-ci. De même, les butées en translation du piston pourraient être formées par des épaulements ou des joints différents. It is understood that other modifications could be made to the embodiments which have just been described by way of example, without departing from the scope of the invention. We could thus modify the way of ballasting the piston, for example by removably fixing lead plates thereon. Similarly, the translational stops of the piston could be formed by different shoulders or seals.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8414684A FR2570846B1 (en) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | PRESSURE MONITORING DEVICE IN AN ENCLOSURE AND CONTROL CIRCUITS USING THE SAME |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8414684A FR2570846B1 (en) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | PRESSURE MONITORING DEVICE IN AN ENCLOSURE AND CONTROL CIRCUITS USING THE SAME |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2570846A1 true FR2570846A1 (en) | 1986-03-28 |
| FR2570846B1 FR2570846B1 (en) | 1986-11-14 |
Family
ID=9308030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8414684A Expired FR2570846B1 (en) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | PRESSURE MONITORING DEVICE IN AN ENCLOSURE AND CONTROL CIRCUITS USING THE SAME |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2570846B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2617298A1 (en) * | 1987-06-25 | 1988-12-30 | Commissariat Energie Atomique | DEVICE WITH MULTIPLE PISTONS FOR REGULATING THE PRESSURE IN A CHAMBER |
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| FR1089766A (en) * | 1952-12-20 | 1955-03-22 | Junkers & Co | Debit regulator |
| FR2219358A1 (en) * | 1973-02-22 | 1974-09-20 | Brieu Francois | |
| US4308887A (en) * | 1980-09-26 | 1982-01-05 | American Air Filter Company, Inc. | Gas damper |
-
1984
- 1984-09-25 FR FR8414684A patent/FR2570846B1/en not_active Expired
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| Title |
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| IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN, vol. 9, no. 9, février 1967, pages 1129-1130, New York, US; J. AUDINET et al.: "Vacuum regulator valve" * |
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| FR2617298A1 (en) * | 1987-06-25 | 1988-12-30 | Commissariat Energie Atomique | DEVICE WITH MULTIPLE PISTONS FOR REGULATING THE PRESSURE IN A CHAMBER |
| EP0298816A1 (en) * | 1987-06-25 | 1989-01-11 | Commissariat A L'energie Atomique | Assembly of several pistons for pressure control of a confined space |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2570846B1 (en) | 1986-11-14 |
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