FR2671846A1 - Vanne a detection de contrainte. - Google Patents

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Balaschak James John
Thrall David Edmund
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TDY Industries LLC
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Teledyne Industries Inc
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • F16K31/046—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor with electric means, e.g. electric switches, to control the motor or to control a clutch between the valve and the motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0025—Electrical or magnetic means
    • F16K37/0041—Electrical or magnetic means for measuring valve parameters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061—Force sensors associated with industrial machines or actuators

Abstract

Vanne (10) comprenant une tige (12), ladite tige comportant une portion filetée (18) et une portion non filetée lisse (26), ladite portion non filetée lisse étant espacée du côté opposé de la tige d'une distance inférieure au diamètre externe de ladite portion filetée (18), et des jauges de contrainte (28) montées sur ladite portion non filetée lisse. Ainsi, le fait que les capteurs sont montés dans une partie en forme de gorge permet le calibrage et l'ajustage électronique avant l'assemblage de la tige dans la vanne.

Description

VANNE A DETECTION DE CONTRAINTE
L'invention concerne des vannes et plus particulièrement des vannes supportant des capteurs de contrainte sur une tige rotative. Il est connu d'utiliser des capteurs à jauge de contrainte sur les tiges rotatives de vannes pour détecter les contraintes pendant l'utilisation. Une vanne à détection de contrainte agencée selon l'invention comprend une tige, cette tige comportant une portion filetée et une portion non filetée lisse, la portion non filetée lisse étant espacée du côté opposé de la tige d'une distance inférieure au diamètre externe de la portion filetée, des jauges de contrainte étant montées sur la portion non filetée lisse De façon avantageuse, cette portion
non filetée lisse est constituée par une gorge.
Selon des modes de réalisation préférés, la gorge a environ la même profondeur que les filets de la tige et elle peut être remplie
d'un matériau d'encapsulation.
Un alésage de réception de câble peut s'étendre longitudinalement dans la tige et transversalement à celle-ci, en formant éventuellement un angle aigu avec l'axe de la tige, jusqu'à la
portion non filetée lisse.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé pour réaliser une vanne à détection de contrainte qui comprend la fabrication d'une tige de vanne, le montage sur elle de capteurs de
contrainte et ensuite l'assemblage de la tige dans la vanne.
Avantageusement, les capteurs de contrainte sont calibrés et/ou compensés après-avoir été montés dans la gorge et avant que la tige
soit assemblée dans la vanne.
Le mode de réalisation actuellement préféré est montré sur les dessins, et sa structure et son fonctionnement seront décrit en se référant aux figures dans lesquelles: la figure 1 est une vue en élévation avec arrachement partiel et en partie schématique d'une vanne selon l'invention; la figure 2 est une vue correspondante et légèrement agrandie,
selon un arrachement différent, de la vanne de la figure 1.
A la figure 1 est montrée une vanne désignée dans son ensemble
par la référence 10.
La vanne 10 comprend une tige 12 montée dans une section à garniture d'étanchéité 14 et supporte à son extrémité inférieure, ainsi que cela est bien connu, un obturateur qui remplit une fonction
de vanne quand la tige 12 monte ou descend.
La tige 12 est en prise dans un boîtier 16 avec un écrou
entraîné par les filets 18 d'une vis sans fin pour déplacer la tige.
L'écrou peut être actionné soit par un moteur 20 soit par un volant 22 L'extrémité supérieure de la tige 12 peut se déplacer dans un
prolongement 24 du boîtier pendant son fonctionnent.
Une gorge 26 est constituée sur la circonférence de la tige 12, son diamètre le plus petit étant le même que celui de la racine des filets 18 Sur la surface plate de la gorge 26 sont montées quatre jauges de contrainte 28, dont deux sont montrées à la figure 2 et dont les axes médians sont situés sur une ligne longitudinale de la surface de la gorge, et les deux autres sur une seconde ligne longitudinale de la gorge 26 espacée de 180 par rapport à la première ligne longitudinale Ces jauges sont orientées et connectées dans un pont de Wheatstone d'une façon bien connue pour détecter une contrainte en
tension de la tige 12.
La gorge 26 est remplie d'un matériau d'encapsulation 30 jusqu'à un diamètre qui est le même que celui du diamètre voisin le plus
important du reste de la tige 12.
Pour établir la connexion avec la gorge 26 et supporter un câble électrique allant aux jauges 28 sont prévus un alésage longitudinal 32 et un alésage généralement transversal 34 relié à l'alésage 32 et à la gorge 26, et formant un angle avec l'axe de l'alésage de manière que l'axe de l'alésage transversal 34 s'étende simultanément en direction
de la gorge 26 et de l'obturateur de la vanne.
En ce qui concerne la fabrication, les capteurs sont calibrés avant d'être assemblés dans la vanne Des variations telles que la dimension de la tige, le module de Young de la tige et les paramètres des capteurs peuvent être ainsi calibrés de façon cumulative Si on le souhaite, il est possible d'ajuster ("relier") dans le même temps le rapport entre la sortie électrique et la charge, et on peut déterminer une compensation de la température (par des moyens bien connus, en
ajoutant par exemple des résistances).
Pendant le fonctionnent, on obtient ainsi un signal de sortie
très fiable signalant la contrainte qui règne dans la tige 12.
D'autres modes de réalisation de l'invention apparaîtront à
l'homme de l'art.
Ainsi, les jauges de contrainte peuvent être orientées de façon différente dans la gorge en vue de mesurer la contrainte en couple plutôt qu'en tension, l'orientation correcte qui convient étant bien connue dans ce domaine Quant à la vanne, elle peut être différente
d'une vanne à obturateur.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1 Vanne ( 10), caractérisée en ce qu'elle comprend une tige ( 12), ladite tige comportant une portion filetée ( 18) et une portion non filetée lisse ( 26), ladite portion non filetée lisse étant espacée du côté opposé de la tige d'une distance inférieure au diamètre externe de ladite portion filetée ( 18), et des Jauges de contrainte
( 28) montées sur ladite portion non filetée lisse.
2 Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite
portion non filetée lisse est une gorge ( 26).
3 Vanne selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite portion non filetée lisse est constituée par la partie inférieure
cylindrique de ladite gorge.
4 Vanne selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite
gorge ( 26) est remplie d'un matériau d'encapsulation.
5 Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un alésage de réception de câble ( 32, 34) s'étend longitudinalement dans la tige et transversalement à ladite tige jusqu'à ladite portion non
filetée lisse.
6 Vanne selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit alésage ( 34) qui s'étend transversalement forme un angle aigu avec
l'axe de ladite tige ( 12).
7 Procédé pour réaliser une vanne à détection de contrainte caractérisé en ce qu'il comprend: la fabrication d'une tige de vanne, le montage sur elle de capteurs de contrainte, et ensuite l'assemblage
de ladite tige dans une vanne.
8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que
lesdits capteurs sont calibrés après le montage et avant l'assemblage.
9 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits capteurs sont compensés après le montage et avant
l'assemblage.
FR9200484A 1991-01-18 1992-01-17 Vanne a detection de contrainte. Expired - Lifetime FR2671846B1 (fr)

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US07/642,929 US5090239A (en) 1991-01-18 1991-01-18 Strain sensing valve

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FR2671846B1 FR2671846B1 (fr) 1994-06-03

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JP (1) JP3150183B2 (fr)
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DE (1) DE4201159A1 (fr)
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GB9201061D0 (en) 1992-03-11
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