FR2847046A1 - Systeme de controle de debit - Google Patents
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Abstract
- Système de contrôle de débit.- L'invention concerne un système de contrôle du débit d'un fluide primaire (1, 2, 3) caractérisé en ce qu'il comprend :- un dispositif déprimogène (7, 8, 9) relié à une ligne d'alimentation (10, 11, 12) pour l'admission d'un fluide secondaire (13, 14, 15),- un premier et un deuxième moyens d'évaluation de pression agencés respectivement vers la zone déprimée (7A, 8A, 9A) et à l'amont de celle-ci pour évaluer une première et une deuxième pression du fluide primaire (1, 2, 3),- un dispositif d'alimentation (20, 21, 22) en fluide secondaire (13, 14, 15), comprenant un organe (29, 30, 31) sensible à une pression différentielle, relié aux premier (10, 11, 12) et deuxième (17, 18, 19) moyens d'évaluation de pression et agencé pour piloter le débit de fluide secondaire (13, 14, 15) en fonction de la pression différentielle (P1, P2) de fluide primaire (1, 2, 3).- Régulation de fluide.
Description
SYSTEME DE CONTROLE DE DEBIT
La présente invention se rapporte au domaine technique général du contrôle de débit de fluide, notamment dans le domaine des réseaux de fluides sous basse pression et/ou avec des canalisations à surface libre, telles que ceux rencontrés dans les circuits d'acheminement d'eau, telles que des eaux usées et/ou pluviales, des eaux brutes ou des eaux d'irrigation.
La présente invention est particulièrement adaptée au transfert d'eaux pluviales d'un site privé vers un site public, aux réseaux d'irrigation sous très faible charge (restitution du débit à la parcelle), ou encore aux réseaux d'assainissement de manière générale.
La présente invention concerne un système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale.
On connaît déjà des systèmes de régulation de débit mettant en u̇vre une vanne de contrôle de débit placée sur une ligne principale, et dont le degré d'ouverture ou de fermeture est contrôlé par un dispositif de pilotage relié à la ligne principale et à la vanne par des tubulures de petit diamètre traversées par un flux dérivé du fluide circulant dans la ligne principale.
Le dispositif de pilotage permet ainsi d'asservir le comportement de la vanne principale.
De tels systèmes de régulation, s'ils donnent généralement satisfaction pour la régulation de débit de fluide dans une ligne principale dont la pression globale moyenne est relativement élevée (par exemple d'au moins 1 bar), s'avèrent en revanche ne pas convenir à des réseaux de fluides dont la pression est très basse, par exemple inférieure à 1 bar.
En effet, le dispositif de pilotage mis en u̇vre dans les systèmes connus est raccordé sur la ligne principale (piquage) et prélève donc de l'énergie sur cette ligne principale.
Dans le cas où une pression globale très faible règne dans la ligne principale, le dispositif de pilotage n'est pas en mesure de récupérer une énergie suffisante pour son fonctionnement.
Par conséquent, les dispositifs-de l'art antérieur ne permettent pas d'assurer de façon satisfaisante la régulation de fluide sous très basse pression, tel que cela est par exemple nécessaire dans le cadre des réseaux d'assainissement.
De plus, les dispositifs de l'art antérieur réagissent de manière plutôt négative à la présence d'air dans le flux principal, car les variations de pression sont perturbées par des variations de volume d'air qui génèrent des oscillations de débit dans le circuit de pilotage et des instabilités dans le réseau où est installé le système de contrôle de débit.
Les objets assignés à l'invention visent en conséquence à porter remède aux différents inconvénients énumérés précédemment et à proposer un nouveau système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale, permettant de contrôler le débit dudit fluide primaire quel que soit le niveau de pression présent dans la ligne principale, et notamment si celui-ci est faible.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale, qui reste particulièrement stable en présence de flux multi-phasiques.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale, qui reste insensible à la présence de corps étrangers présents dans le flux de fluide primaire.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire réalisé à l'aide de moyens simples et éprouvés, et dont le fonctionnement est fiable et sûr.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale qui est particulièrement compact.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale qui puisse fonctionner sans apport d'énergie extérieur.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale qui ne requiert qu'un faible niveau de maintenance.
Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale, caractérisé en ce qu'il comprend : - un dispositif déprimogène générant une zone déprimée par laquelle transite le flux de fluide primaire, ledit dispositif déprimogène étant relié fonctionnellement à une ligne d'alimentation pour permettre l'admission d'un fluide secondaire sensiblement au voisinage ou à l'aval de la zone déprimée, de façon à influer sur la perte de charge impartie au fluide primaire, - un premier moyen d'évaluation de pression agencé sensiblement au voisinage ou à l'aval de la zone déprimée dans le sens du flux pour évaluer une première pression du fluide primaire,- un deuxième moyen d'évaluation de pression agencé sensiblement à l'amont de la zone déprimée dans le sens du flux pour évaluer une deuxième pression du fluide primaire, - un dispositif d'alimentation en fluide secondaire, qui comprend au moins :
une entrée et une sortie de fluide secondaire, ladite sortie étant reliée fonctionnellement à la ligne d'alimentation pour la pourvoir en fluide secondaire, un organe sensible à une pression différentielle, relié fonctionnellement aux premier et deuxième moyens d'évaluation dé pression et agencé pour piloter le débit de fluide secondaire entre l'entrée et la sortie en fonction de l'écart entre la première et la deuxième pression de fluide primaire.
D'autres avantages et objets de l'invention seront explicités plus en détail à la lecture de la description qui suit et à l'aide des dessins annexés, fournis à titre purement explicatif et non limitatif, dans lesquels : - La figure 1 illustre, selon une vue schématique en coupe transversale partielle, une première variante d'un système de contrôle du débit conforme à l'invention. - La figure 2 illustre, selon une vue schématique en coupe transversale partielle, une seconde variante d'un système de contrôle du débit conforme à l'invention. - La figure 3 illustre, selon une vue schématique en coupe transversale partielle, une troisième variante de réalisation d'un système de contrôle du débit conforme à l'invention.
Dans ce qui suit, il sera décrit un système de contrôle du débit plus particulièrement destiné à des applications relatives à des réseaux d'assainissement.
Il faut toutefois noter que le système décrit peut également convenir à d'autres applications, par exemple de mélange de fluides, que ce soit dans le cadre d'opérations d'irrigation (mélange d'eau et d'engrais), ou d'opérations de lutte contre l'incendie (mélange d'eau avec un inhibiteur) par exemple.
Les figures 1 à 3 illustrent un système de contrôle du débit d'un flux d'un fluide primaire 1, 2, 3 circulant dans une ligne principale 4, 5, 6.
La direction d'écoulement du fluide primaire 1, 2, 3 est matérialisée sur les figures respectivement par les flèches 1 A, 2A, 3A.
La ligne principale 4, 5, 6 peut être constituée par tout composant de circuit de fluide bien connu de l'homme du métier, et par exemple par une canalisation à ciel ouvert, une conduite fermée ou une combinaison des deux.
Selon l'invention, le système de contrôle du débit comprend un dispositif déprimogène 7, 8, 9 générant une zone déprimée 7A, 8A, 9A au sein du flux de fluide primaire 1, 2, 3.
Dans les variantes représentées aux figures 1 à 3, le dispositif déprimogène est constitué par un venturi.
Il est cependant envisageable de mettre en u̇vre tout type de dispositif déprimogène bien connu de l'homme du métier et, par exemple, constitué par un diaphragme, ou encore un décollement de fluide dans un coude.
Le dispositif déprimogène 7, 8, 9 est agencé pour que le flux 1 A, 2A, 3A de fluide primaire 1, 2, 3 transite par la zone déprimée 7A, 8A, 9A.
Conformément à l'invention, le dispositif déprimogène 7, 8, 9 est relié fonctionnellement à une ligne d'alimentation 10, 11, 12 pour permettre l'admission d'un fluide secondaire 13, 14, 15 sensiblement au voisinage ou à l'aval de la zone déprimée 7A, 8A, 9A.
Cet apport de fluide secondaire permet d'influer sur la perte de charge impartie au fluide primaire 1, 2, 3 par le dispositif déprimogène 7, 8, 9.
Ainsi, dans le cas d'un venturi, on observe une chute de pression du fluide primaire 1, 2, 3 au niveau du col 14, 15, 16. L'injection d'un fluide au niveau du col 14, 15, 16 permet de modifier l'écoulement du fluide primaire 1, 2, 3 au niveau du col du venturi, ce qui a pour effet de moduler la dépression au niveau dudit col 14, 15, 16.
Conformément à l'invention, le système de contrôle comporte également un premier moyen d'évaluation de pression 10, 11, 12 agencé sensiblement au voisinage ou à l'aval de la zone déprimée 7A, 8A, 9A dans le sens du flux 1 A, 2A, 3A pour évaluer une première pression P1 du fluide primaire 1, 2, 3.
Dans les variantes représentées aux figures, et tel que cela sera expliqué plus en détails par la suite, le premier moyen d'évaluation de pression est confondu avec la ligne d'alimentation en fluide secondaire.
Il est cependant tout à fait envisageable que le premier moyen d'évaluation de pression soit distinct de la ligne d'alimentation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Conformément à l'invention, le système de contrôle comprend un deuxième moyen d'évaluation de pression 17, 18, 19 agencé sensiblement à l'amont de la zone déprimée 7A, 8A, 9A dans le sens du flux pour évaluer une deuxième pression P2 du fluide primaire 1, 2, 3.
Les premier et deuxième moyens d'évaluation de pression 10, 17, 11, 18, 12, 19 peuvent être réalisés par tout moyen connu de l'homme du métier.
Dans les variantes représentées aux figures, ces moyens d'évaluation de pression sont réalisés par des piquages de conduites secondaires de faible section par rapport à celles de la conduite principale 4, 5, 6, et qui permettent une prise de pression.
Le système de contrôle du débit conforme à l'invention comprend par ailleurs un dispositif d'alimentation 20, 21, 22 en fluide secondaire 13, 14, 15, qui comprend au moins une entrée 23, 24, 25 de fluide secondaire 13, 14, 15, ladite entrée 23, 24, 25 étant en relation de flux avec une source d'approvisionnement 13A, 14A, 15A en fluide secondaire 13, 14, 15, de façon à approvisionner le dispositif d'alimentation 20, 21, 22 en fluide secondaire.
La source d'approvisionnement peut être constituée par exemple par un réservoir, ou un circuit de fluide. Dans les variantes représentées aux figures, le fluide secondaire 13, 14, 15 est constitué par de l'air, et par conséquent la source d'approvisionnement 13A, 14A, 15A est constituée par l'atmosphère environnant le système de contrôle.
Le dispositif d'alimentation du système de contrôle conforme à l'invention comprend également une sortie 26, 27, 28 de fluide secondaire 13, 14, 15, ladite sortie étant reliée fonctionnellement à la ligne d'alimentation 10, 11, 12 pour pourvoir cette dernière en fluide secondaire 13, 14, 15.
Le dispositif d'alimentation 20, 21, 22 comprend également un organe 29, 30, 31 sensible à une pression différentielle. Cet organe est relié fonctionnellement aux premier et deuxième moyens d'évaluation de pression 10, 17, 11, 18, 12, 19 et est agencé vis-à-vis de l'entrée 23, 24, 25 et la sortie 26, 27, 28 de fluide secondaire 13, 14, 15 pour piloter le débit dudit fluide secondaire entre l'entrée 23, 24, 25 et la sortie 26, 27, 28, en fonction de l'écart entre la première pression P1 et la deuxième pression P2 de fluide primaire 1, 2, 3.
Ainsi, le système de contrôle conforme à l'invention fonctionne selon la boucle de régulation suivante : - sous l'effet d'une variation de débit du fluide primaire 1, 2, 3 la pression P1 - P2 (ou P2 - P1) varie, - le dispositif d'alimentation détecte, à l'aide de l'organe sensible à une pression différentielle 29, 30, 31, la variation de débit du fluide primaire 1, 2, 3 et en retour, injecte ou non du fluide secondaire 13, 14, 15 dans le dispositif déprimogène pour faire varier la perte de charge impartie au fluide primaire 1, 2, 3 et donc modifier son débit.
Le principe général du système conforme à l'invention repose donc sur le réglage du débit d'un fluide secondaire en fonction d'une différentielle de pression d'un fluide primaire.
Plus particulièrement, ce principe est appliqué à un fluide primaire circulant dans un dispositif déprimogène exempt de pièce en mouvement.
Contrairement aux dispositifs de l'art antérieur, le système selon l'invention, s'il présente également un circuit principal 4, 5, 6 et un circuit secondaire formé par le dispositif d'alimentation 20, 21, 22 et les conduites afférentes 10, 17, 11, 18, 12, 19, se distingue en revanche par le fait que le circuit secondaire ne tire pas son énergie motrice du circuit principal, mais est au contraire alimenté par un flux distinct de fluide (fluide secondaire).
Le fluide primaire et le fluide secondaire peuvent être de même nature.
Avantageusement, les fluides primaire et secondaire sont de nature différente.
De façon préférentielle, le fluide secondaire 13, 14, 15 est sensiblement compressible, et est par exemple constitué par un gaz, tandis que le fluide primaire 1, 2, 3 est sensiblement incompressible, et est constitué par exemple par un liquide.
De façon particulièrement avantageuse, le fluide secondaire comprend majoritairement de l'air, tandis que le fluide primaire est formé par un liquide, et comprend de préférence majoritairement de l'eau.
Dans une variante de réalisation non représentée, le dispositif d'alimentation en fluide secondaire peut être constitué par une électrovanne.
Cependant, de manière préférentielle, le dispositif d'alimentation fonctionne de manière autonome, c'est-à-dire sans apport d'énergie extérieure au système, et notamment sans apport d'énergie électrique.
Les trois variantes illustrées aux figures présentent un tel fonctionnement autonome.
Pour chacune de ces variantes, le dispositif d'alimentation 20, 21, 22 comprend une chambre d'alimentation 32, 33, 34.
Cette chambre d'alimentation est limitée par une enveloppe extérieure 32A, 33A, 34A à travers laquelle est ménagée une première ouverture formant entrée de fluide secondaire 23, 24, 25 et une deuxième ouverture 26, 27, 28 formant sortie de fluide secondaire, ladite deuxième ouverture 26, 27, 28 étant en relation de flux avec la ligne d'alimentation 10, 11, 12.
La chambre d'alimentation 32, 33, 34 est ainsi destinée à être traversée par un flux de fluide secondaire 13, 14, 15 s'écoulant entre l'entrée 23, 24, 25 et la sortie 26, 27, 28.
Le dispositif d'alimentation comprend également un clapet 35, 36, 37 monté mobile dans la chambre d'alimentation et relativement à la première ouverture 23, 24, 25 entre deux positions extrêmes, respectivement de fermeture et d'ouverture de ladite première ouverture 23, 24, 25.
Ainsi, dans sa position extrême d'ouverture, le clapet 35, 36, 37 laisse passer un débit maximum de fluide secondaire, tandis que le débit du fluide secondaire est sensiblement nul lorsque le clapet 35, 36, 37 est en position fermée. Entre ces deux positions extrêmes, le débit varie en fonction de l'éloignement du clapet par rapport à la première ouverture 23, 24, 25.
Le dispositif d'alimentation 20, 21, 22 comprend également un corps principal définissant une cavité interne au sein de laquelle est montée une membrane 40, 41, 42, de telle sorte que la membrane divise la cavité en deux souscavités étanches présentant une paroi commune constituée par ladite membrane.
Les deux sous-cavités étanches forment respectivement : - une chambre supérieure 38, 33, 39, en relation de flux avec la ligne d'alimentation 10, 11, 12, laquelle fait également, en l'espèce, office de premier moyen d'évaluation de pression. La ligne d'alimentation 10, 11, 12 permet ainsi de communiquer à la chambre supérieure la pression P1 du fluide primaire sensiblement au voisinage ou à l'aval de la zone déprimée 7A, 8A, 9A, tout en autorisant une alimentation en fluide secondaire du dispositif déprimogène 7, 8, 9. Il est à noter que dans le cas de la variante représentée à la figure 2, et qui sera décrite plus en détails dans ce qui suit, la chambre supérieure et la chambre d'alimentation 33 sont confondues. - une chambre inférieure 43, 44, 45, en relation de flux avec une conduite amont 17, 18, 19 formant deuxième moyen d'évaluation de pression.Il est à noter que dans le cas de la variante représentée à la figure 2, et tel que cela sera explicité plus en détails dans ce qui suit, la chambre inférieure 44 est confondue avec la conduite amont formant deuxième moyen d'évaluation de pression.
Dans chacune des variantes représentées aux figures 1 à 3, le clapet 35, 36, 37, est monté solidaire de la membrane 40, 41, 42 par l'intermédiaire d'un moyen de fixation 46, 47, 48, de telle sorte que le déplacement du clapet 35, 36, 37 est asservi au déplacement de la membrane 40, 41, 42, lequel déplacement de la membrane est lui-même fonction de la différence de pression P2 - P1 (ou P1 - P2) entre les chambres inférieure 43, 44, 45 et supérieure 38, 33, 39.
Ainsi, le sous-ensemble formé par la membrane 40, 41, 42, le moyen de fixation 46, 47, 48 et le clapet 35, 36, 37 forme l'organe sensible à une pression différentielle 29, 30, 31.
Selon les niveaux de pression respectifs P1, P2 présents dans les chambres supérieure 38, 33, 39 et inférieure 43, 44, 45, la membrane, qui est réalisée en une matière sensiblement flexible et élastique, va subir une déflection qui provoquera sa déformation vers la chambre supérieure 38, 33, 39 ou inférieure 43, 44, 45, selon l'écart entre les première et deuxième pressions P1, P2.
Le déplacement de la membrane 40, 41, 42 est répercuté, via le moyen de fixation 46, 47, 48, au clapet 35, 36, 37 qui, conséquemment, va autoriser un débit plus ou moins important de fluide secondaire dans la ligne d'alimentation 10, 11, 12 vers le dispositif déprimogène 7, 8, 9.
Un tel système de clapet est bien connu en tant que tel et pourra être modifié ou remplacé par tout système équivalent bien connu de l'homme du métier. A titre d'exemple, la membrane 40, 41, 42 pourrait être remplacée par un dispositif de piston.
On va maintenant décrire plus en détails la variante représentée à la figure 1.
Dans ce mode de réalisation, la chambre d'alimentation 32 est juxtaposée à la chambre inférieure 43. Le clapet 35 est quant à lui monté solidaire de la première extrémité d'une tige 46 formant moyen de fixation, la deuxième extrémité de ladite tige 46 étant solidarisée à la membrane 40 par tout moyen adéquat, de telle sorte que la tige s'étend à travers la chambre inférieure 43 et fait saillie de cette dernière à travers un orifice 43A ménagé dans la paroi formant l'enveloppe extérieure de la chambre inférieure 43.
La tige 46 est montée dans ledit orifice pour se déplacer de façon étanche à travers celui-ci, par exemple grâce à l'interposition d'un joint torique 43B. La deuxième extrémité de la tige, qui porte le clapet 35, débouche ainsi dans la chambre d'alimentation 32. L'entrée 23 de fluide secondaire est quant à elle constituée de façon préférentielle par un conduit rentrant. La partie de ce conduit, qui fait saillie au sein de la chambre d'alimentation 32, fait office de siège 23A pour le clapet 35. Le clapet 35 présente de préférence, et à titre non limitatif, une forme sensiblement conique.
On va maintenant s'attacher à décrire la variante représentée à la figure 2.
Dans cette variante, la chambre d'alimentation et la chambre supérieure 33 sont confondues. La première ouverture, formant entrée de fluide 24 est ici constituée par un conduit rentrant latéralement dans l'enveloppe extérieure de la chambre supérieure 33, ledit conduit comprenant un coude de façon à orienter le flux de fluide secondaire 14 sensiblement selon l'axe général de symétrie X, X' du dispositif d'alimentation, et perpendiculairement au plan dans lequel s'étend la membrane 41.
Le clapet 36 est monté solidaire de la membrane 41 par l'intermédiaire d'un étrier 47. La conduite amont formant deuxième moyen d'évaluation de pression est ici formée directement par la chambre inférieure 44, laquelle est agencée pour être directement en contact avec le flux de fluide primaire 2A.
Une telle variante présente un comportement optimisé dans le cas où le fluide primaire 2 est constitué d'un liquide pollué ou chargé.
On va enfin décrire plus en détails les particularités techniques de la variante représentée à la figure 3.
Cette variante présente une conception sensiblement équivalente à celle de la variante de la figure 1. Selon cette variante, l'extrémité de la conduite amont 19 qui est destinée à entrer en contact avec le fluide primaire 3 pour en évaluer la pression comporte un tube plongeur 19A. Une telle variante s'avère particulièrement optimisée pour les écoulements de fluide 3 chargés ou pollués. En effet, le tube plongeur 19A crée un tampon d'air, qui isole le dispositif d'alimentation du reste du système.
Chacune des variantes représentées aux figures 1 à 3 comporte également un moyen de réglage de la sensibilité de l'organe 29, 30, 31 sensible à une pression différentielle.
De façon avantageuse, le moyen de réglage comprend un moyen élastique 49, 50, 51 agencé pour exercer un effort de maintien sur ledit organe sensible à la pression différentielle. Le moyen de réglage de la sensibilité comprend également un moyen d'ajustement 52, 53, 54 de la raideur dudit organe élastique 49, 50, 51, de manière à régler le niveau de l'effort de maintien appliqué.
De façon avantageuse, le moyen élastique 49, 50, 51 comprend un ressort de compression, tandis que le moyen d'ajustement 52, 53, 54 comprend une vis montée dans un passage étanche sur le dispositif d'alimentation 20, 21, 22 pour agir axialement, selon l'axe global de symétrie X, X' du dispositif d'alimentation, sur le ressort de compression 49, 50, 51.
Ainsi, dans les variantes représentées aux figures 1 et 3, le ressort 49, 51 applique une force sur la membrane 40, 42 dans une direction sensiblement transversale à celle-ci, qui a pour effet de maintenir le clapet 35, 37 en position normalement fermée. Il est cependant tout à fait envisageable de proposer un agencement permettant une position du clapet naturellement ouverte, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Dans la variante décrite à la figure 2, le ressort 50 exerce un effort directement sur le clapet 36.
Il est également envisageable, en lieu et place du dispositif élastique décrit précédemment, de mettre en u̇vre une masse, éventuellement réglable.
Le système décrit précédemment constitue ainsi, de manière particulièrement avantageuse, un système de régulation du débit d'un fluide primaire qui s'avère particulièrement efficace lorsque la charge dudit fluide primaire au sein de la conduite principale est basse, c'est-à-dire inférieure à 10 mètres et encore plus préférentiellement inférieure à 5 mètres.
Dans les variantes préférentielles présentées aux figures, le système selon l'invention constitue un système de régulation du débit d'un fluide primaire circulant dans un dispositif déprimogène exempt de pièce en mouvement.
Un telle fonctionnalité s'avère particulièrement utile lorsqu'il s'agit de réguler un fluide sous très faible charge qu'il faut restituer à la pression atmosphérique, tel que cela peut être le cas dans le cadre de la régulation du débit d'eaux pluviales entre un secteur privé et un secteur public, ou la régulation du débit de réseaux d'irrigation sous très faible charge.
Ainsi, dans le cadre des variantes représentées aux figures, plus le débit du fluide primaire 1, 2, 3 a tendance à augmenter, plus la pression différentielle P2 - P1 (ou P1 - P2) a tendance à augmenter, et plus le clapet 35, 36, 37 s'ouvre (dans le cas d'un dispositif normalement fermé) et laisse passer le fluide secondaire 13, 14, 15 en direction de la zone déprimée 7A, 8A, 9A du dispositif déprimogène 7, 8, 9. Le dispositif selon l'invention permet ainsi de réguler en continu un débit, et ce de façon parfaitement autonome.
On notera également que l'homme du métier pourra envisager toutes sortes de modes de pilotage du débit à partir de l'enseignement de l'invention, en combinant par exemple plusieurs dispositifs d'alimentation 20, 21, 22 conformes à l'invention, qu'ils soient de nature normalement ouverte ou normalement fermée.
On notera enfin que l'invention concerne également un dispositif d'alimentation (20, 21, 22) en tant que tel, lorsqu'il est destiné notamment à être intégré dans un système conforme à l'invention.
La présente invention se rapporte au domaine technique général du contrôle de débit de fluide, notamment dans le domaine des réseaux de fluides sous basse pression et/ou avec des canalisations à surface libre, telles que ceux rencontrés dans les circuits d'acheminement d'eau, telles que des eaux usées et/ou pluviales, des eaux brutes ou des eaux d'irrigation.
La présente invention est particulièrement adaptée au transfert d'eaux pluviales d'un site privé vers un site public, aux réseaux d'irrigation sous très faible charge (restitution du débit à la parcelle), ou encore aux réseaux d'assainissement de manière générale.
La présente invention concerne un système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale.
On connaît déjà des systèmes de régulation de débit mettant en u̇vre une vanne de contrôle de débit placée sur une ligne principale, et dont le degré d'ouverture ou de fermeture est contrôlé par un dispositif de pilotage relié à la ligne principale et à la vanne par des tubulures de petit diamètre traversées par un flux dérivé du fluide circulant dans la ligne principale.
Le dispositif de pilotage permet ainsi d'asservir le comportement de la vanne principale.
De tels systèmes de régulation, s'ils donnent généralement satisfaction pour la régulation de débit de fluide dans une ligne principale dont la pression globale moyenne est relativement élevée (par exemple d'au moins 1 bar), s'avèrent en revanche ne pas convenir à des réseaux de fluides dont la pression est très basse, par exemple inférieure à 1 bar.
En effet, le dispositif de pilotage mis en u̇vre dans les systèmes connus est raccordé sur la ligne principale (piquage) et prélève donc de l'énergie sur cette ligne principale.
Dans le cas où une pression globale très faible règne dans la ligne principale, le dispositif de pilotage n'est pas en mesure de récupérer une énergie suffisante pour son fonctionnement.
Par conséquent, les dispositifs-de l'art antérieur ne permettent pas d'assurer de façon satisfaisante la régulation de fluide sous très basse pression, tel que cela est par exemple nécessaire dans le cadre des réseaux d'assainissement.
De plus, les dispositifs de l'art antérieur réagissent de manière plutôt négative à la présence d'air dans le flux principal, car les variations de pression sont perturbées par des variations de volume d'air qui génèrent des oscillations de débit dans le circuit de pilotage et des instabilités dans le réseau où est installé le système de contrôle de débit.
Les objets assignés à l'invention visent en conséquence à porter remède aux différents inconvénients énumérés précédemment et à proposer un nouveau système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale, permettant de contrôler le débit dudit fluide primaire quel que soit le niveau de pression présent dans la ligne principale, et notamment si celui-ci est faible.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale, qui reste particulièrement stable en présence de flux multi-phasiques.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale, qui reste insensible à la présence de corps étrangers présents dans le flux de fluide primaire.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire réalisé à l'aide de moyens simples et éprouvés, et dont le fonctionnement est fiable et sûr.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale qui est particulièrement compact.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale qui puisse fonctionner sans apport d'énergie extérieur.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale qui ne requiert qu'un faible niveau de maintenance.
Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un système de contrôle du débit d'un flux de fluide primaire circulant dans une ligne principale, caractérisé en ce qu'il comprend : - un dispositif déprimogène générant une zone déprimée par laquelle transite le flux de fluide primaire, ledit dispositif déprimogène étant relié fonctionnellement à une ligne d'alimentation pour permettre l'admission d'un fluide secondaire sensiblement au voisinage ou à l'aval de la zone déprimée, de façon à influer sur la perte de charge impartie au fluide primaire, - un premier moyen d'évaluation de pression agencé sensiblement au voisinage ou à l'aval de la zone déprimée dans le sens du flux pour évaluer une première pression du fluide primaire,- un deuxième moyen d'évaluation de pression agencé sensiblement à l'amont de la zone déprimée dans le sens du flux pour évaluer une deuxième pression du fluide primaire, - un dispositif d'alimentation en fluide secondaire, qui comprend au moins :
une entrée et une sortie de fluide secondaire, ladite sortie étant reliée fonctionnellement à la ligne d'alimentation pour la pourvoir en fluide secondaire, un organe sensible à une pression différentielle, relié fonctionnellement aux premier et deuxième moyens d'évaluation dé pression et agencé pour piloter le débit de fluide secondaire entre l'entrée et la sortie en fonction de l'écart entre la première et la deuxième pression de fluide primaire.
D'autres avantages et objets de l'invention seront explicités plus en détail à la lecture de la description qui suit et à l'aide des dessins annexés, fournis à titre purement explicatif et non limitatif, dans lesquels : - La figure 1 illustre, selon une vue schématique en coupe transversale partielle, une première variante d'un système de contrôle du débit conforme à l'invention. - La figure 2 illustre, selon une vue schématique en coupe transversale partielle, une seconde variante d'un système de contrôle du débit conforme à l'invention. - La figure 3 illustre, selon une vue schématique en coupe transversale partielle, une troisième variante de réalisation d'un système de contrôle du débit conforme à l'invention.
Dans ce qui suit, il sera décrit un système de contrôle du débit plus particulièrement destiné à des applications relatives à des réseaux d'assainissement.
Il faut toutefois noter que le système décrit peut également convenir à d'autres applications, par exemple de mélange de fluides, que ce soit dans le cadre d'opérations d'irrigation (mélange d'eau et d'engrais), ou d'opérations de lutte contre l'incendie (mélange d'eau avec un inhibiteur) par exemple.
Les figures 1 à 3 illustrent un système de contrôle du débit d'un flux d'un fluide primaire 1, 2, 3 circulant dans une ligne principale 4, 5, 6.
La direction d'écoulement du fluide primaire 1, 2, 3 est matérialisée sur les figures respectivement par les flèches 1 A, 2A, 3A.
La ligne principale 4, 5, 6 peut être constituée par tout composant de circuit de fluide bien connu de l'homme du métier, et par exemple par une canalisation à ciel ouvert, une conduite fermée ou une combinaison des deux.
Selon l'invention, le système de contrôle du débit comprend un dispositif déprimogène 7, 8, 9 générant une zone déprimée 7A, 8A, 9A au sein du flux de fluide primaire 1, 2, 3.
Dans les variantes représentées aux figures 1 à 3, le dispositif déprimogène est constitué par un venturi.
Il est cependant envisageable de mettre en u̇vre tout type de dispositif déprimogène bien connu de l'homme du métier et, par exemple, constitué par un diaphragme, ou encore un décollement de fluide dans un coude.
Le dispositif déprimogène 7, 8, 9 est agencé pour que le flux 1 A, 2A, 3A de fluide primaire 1, 2, 3 transite par la zone déprimée 7A, 8A, 9A.
Conformément à l'invention, le dispositif déprimogène 7, 8, 9 est relié fonctionnellement à une ligne d'alimentation 10, 11, 12 pour permettre l'admission d'un fluide secondaire 13, 14, 15 sensiblement au voisinage ou à l'aval de la zone déprimée 7A, 8A, 9A.
Cet apport de fluide secondaire permet d'influer sur la perte de charge impartie au fluide primaire 1, 2, 3 par le dispositif déprimogène 7, 8, 9.
Ainsi, dans le cas d'un venturi, on observe une chute de pression du fluide primaire 1, 2, 3 au niveau du col 14, 15, 16. L'injection d'un fluide au niveau du col 14, 15, 16 permet de modifier l'écoulement du fluide primaire 1, 2, 3 au niveau du col du venturi, ce qui a pour effet de moduler la dépression au niveau dudit col 14, 15, 16.
Conformément à l'invention, le système de contrôle comporte également un premier moyen d'évaluation de pression 10, 11, 12 agencé sensiblement au voisinage ou à l'aval de la zone déprimée 7A, 8A, 9A dans le sens du flux 1 A, 2A, 3A pour évaluer une première pression P1 du fluide primaire 1, 2, 3.
Dans les variantes représentées aux figures, et tel que cela sera expliqué plus en détails par la suite, le premier moyen d'évaluation de pression est confondu avec la ligne d'alimentation en fluide secondaire.
Il est cependant tout à fait envisageable que le premier moyen d'évaluation de pression soit distinct de la ligne d'alimentation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Conformément à l'invention, le système de contrôle comprend un deuxième moyen d'évaluation de pression 17, 18, 19 agencé sensiblement à l'amont de la zone déprimée 7A, 8A, 9A dans le sens du flux pour évaluer une deuxième pression P2 du fluide primaire 1, 2, 3.
Les premier et deuxième moyens d'évaluation de pression 10, 17, 11, 18, 12, 19 peuvent être réalisés par tout moyen connu de l'homme du métier.
Dans les variantes représentées aux figures, ces moyens d'évaluation de pression sont réalisés par des piquages de conduites secondaires de faible section par rapport à celles de la conduite principale 4, 5, 6, et qui permettent une prise de pression.
Le système de contrôle du débit conforme à l'invention comprend par ailleurs un dispositif d'alimentation 20, 21, 22 en fluide secondaire 13, 14, 15, qui comprend au moins une entrée 23, 24, 25 de fluide secondaire 13, 14, 15, ladite entrée 23, 24, 25 étant en relation de flux avec une source d'approvisionnement 13A, 14A, 15A en fluide secondaire 13, 14, 15, de façon à approvisionner le dispositif d'alimentation 20, 21, 22 en fluide secondaire.
La source d'approvisionnement peut être constituée par exemple par un réservoir, ou un circuit de fluide. Dans les variantes représentées aux figures, le fluide secondaire 13, 14, 15 est constitué par de l'air, et par conséquent la source d'approvisionnement 13A, 14A, 15A est constituée par l'atmosphère environnant le système de contrôle.
Le dispositif d'alimentation du système de contrôle conforme à l'invention comprend également une sortie 26, 27, 28 de fluide secondaire 13, 14, 15, ladite sortie étant reliée fonctionnellement à la ligne d'alimentation 10, 11, 12 pour pourvoir cette dernière en fluide secondaire 13, 14, 15.
Le dispositif d'alimentation 20, 21, 22 comprend également un organe 29, 30, 31 sensible à une pression différentielle. Cet organe est relié fonctionnellement aux premier et deuxième moyens d'évaluation de pression 10, 17, 11, 18, 12, 19 et est agencé vis-à-vis de l'entrée 23, 24, 25 et la sortie 26, 27, 28 de fluide secondaire 13, 14, 15 pour piloter le débit dudit fluide secondaire entre l'entrée 23, 24, 25 et la sortie 26, 27, 28, en fonction de l'écart entre la première pression P1 et la deuxième pression P2 de fluide primaire 1, 2, 3.
Ainsi, le système de contrôle conforme à l'invention fonctionne selon la boucle de régulation suivante : - sous l'effet d'une variation de débit du fluide primaire 1, 2, 3 la pression P1 - P2 (ou P2 - P1) varie, - le dispositif d'alimentation détecte, à l'aide de l'organe sensible à une pression différentielle 29, 30, 31, la variation de débit du fluide primaire 1, 2, 3 et en retour, injecte ou non du fluide secondaire 13, 14, 15 dans le dispositif déprimogène pour faire varier la perte de charge impartie au fluide primaire 1, 2, 3 et donc modifier son débit.
Le principe général du système conforme à l'invention repose donc sur le réglage du débit d'un fluide secondaire en fonction d'une différentielle de pression d'un fluide primaire.
Plus particulièrement, ce principe est appliqué à un fluide primaire circulant dans un dispositif déprimogène exempt de pièce en mouvement.
Contrairement aux dispositifs de l'art antérieur, le système selon l'invention, s'il présente également un circuit principal 4, 5, 6 et un circuit secondaire formé par le dispositif d'alimentation 20, 21, 22 et les conduites afférentes 10, 17, 11, 18, 12, 19, se distingue en revanche par le fait que le circuit secondaire ne tire pas son énergie motrice du circuit principal, mais est au contraire alimenté par un flux distinct de fluide (fluide secondaire).
Le fluide primaire et le fluide secondaire peuvent être de même nature.
Avantageusement, les fluides primaire et secondaire sont de nature différente.
De façon préférentielle, le fluide secondaire 13, 14, 15 est sensiblement compressible, et est par exemple constitué par un gaz, tandis que le fluide primaire 1, 2, 3 est sensiblement incompressible, et est constitué par exemple par un liquide.
De façon particulièrement avantageuse, le fluide secondaire comprend majoritairement de l'air, tandis que le fluide primaire est formé par un liquide, et comprend de préférence majoritairement de l'eau.
Dans une variante de réalisation non représentée, le dispositif d'alimentation en fluide secondaire peut être constitué par une électrovanne.
Cependant, de manière préférentielle, le dispositif d'alimentation fonctionne de manière autonome, c'est-à-dire sans apport d'énergie extérieure au système, et notamment sans apport d'énergie électrique.
Les trois variantes illustrées aux figures présentent un tel fonctionnement autonome.
Pour chacune de ces variantes, le dispositif d'alimentation 20, 21, 22 comprend une chambre d'alimentation 32, 33, 34.
Cette chambre d'alimentation est limitée par une enveloppe extérieure 32A, 33A, 34A à travers laquelle est ménagée une première ouverture formant entrée de fluide secondaire 23, 24, 25 et une deuxième ouverture 26, 27, 28 formant sortie de fluide secondaire, ladite deuxième ouverture 26, 27, 28 étant en relation de flux avec la ligne d'alimentation 10, 11, 12.
La chambre d'alimentation 32, 33, 34 est ainsi destinée à être traversée par un flux de fluide secondaire 13, 14, 15 s'écoulant entre l'entrée 23, 24, 25 et la sortie 26, 27, 28.
Le dispositif d'alimentation comprend également un clapet 35, 36, 37 monté mobile dans la chambre d'alimentation et relativement à la première ouverture 23, 24, 25 entre deux positions extrêmes, respectivement de fermeture et d'ouverture de ladite première ouverture 23, 24, 25.
Ainsi, dans sa position extrême d'ouverture, le clapet 35, 36, 37 laisse passer un débit maximum de fluide secondaire, tandis que le débit du fluide secondaire est sensiblement nul lorsque le clapet 35, 36, 37 est en position fermée. Entre ces deux positions extrêmes, le débit varie en fonction de l'éloignement du clapet par rapport à la première ouverture 23, 24, 25.
Le dispositif d'alimentation 20, 21, 22 comprend également un corps principal définissant une cavité interne au sein de laquelle est montée une membrane 40, 41, 42, de telle sorte que la membrane divise la cavité en deux souscavités étanches présentant une paroi commune constituée par ladite membrane.
Les deux sous-cavités étanches forment respectivement : - une chambre supérieure 38, 33, 39, en relation de flux avec la ligne d'alimentation 10, 11, 12, laquelle fait également, en l'espèce, office de premier moyen d'évaluation de pression. La ligne d'alimentation 10, 11, 12 permet ainsi de communiquer à la chambre supérieure la pression P1 du fluide primaire sensiblement au voisinage ou à l'aval de la zone déprimée 7A, 8A, 9A, tout en autorisant une alimentation en fluide secondaire du dispositif déprimogène 7, 8, 9. Il est à noter que dans le cas de la variante représentée à la figure 2, et qui sera décrite plus en détails dans ce qui suit, la chambre supérieure et la chambre d'alimentation 33 sont confondues. - une chambre inférieure 43, 44, 45, en relation de flux avec une conduite amont 17, 18, 19 formant deuxième moyen d'évaluation de pression.Il est à noter que dans le cas de la variante représentée à la figure 2, et tel que cela sera explicité plus en détails dans ce qui suit, la chambre inférieure 44 est confondue avec la conduite amont formant deuxième moyen d'évaluation de pression.
Dans chacune des variantes représentées aux figures 1 à 3, le clapet 35, 36, 37, est monté solidaire de la membrane 40, 41, 42 par l'intermédiaire d'un moyen de fixation 46, 47, 48, de telle sorte que le déplacement du clapet 35, 36, 37 est asservi au déplacement de la membrane 40, 41, 42, lequel déplacement de la membrane est lui-même fonction de la différence de pression P2 - P1 (ou P1 - P2) entre les chambres inférieure 43, 44, 45 et supérieure 38, 33, 39.
Ainsi, le sous-ensemble formé par la membrane 40, 41, 42, le moyen de fixation 46, 47, 48 et le clapet 35, 36, 37 forme l'organe sensible à une pression différentielle 29, 30, 31.
Selon les niveaux de pression respectifs P1, P2 présents dans les chambres supérieure 38, 33, 39 et inférieure 43, 44, 45, la membrane, qui est réalisée en une matière sensiblement flexible et élastique, va subir une déflection qui provoquera sa déformation vers la chambre supérieure 38, 33, 39 ou inférieure 43, 44, 45, selon l'écart entre les première et deuxième pressions P1, P2.
Le déplacement de la membrane 40, 41, 42 est répercuté, via le moyen de fixation 46, 47, 48, au clapet 35, 36, 37 qui, conséquemment, va autoriser un débit plus ou moins important de fluide secondaire dans la ligne d'alimentation 10, 11, 12 vers le dispositif déprimogène 7, 8, 9.
Un tel système de clapet est bien connu en tant que tel et pourra être modifié ou remplacé par tout système équivalent bien connu de l'homme du métier. A titre d'exemple, la membrane 40, 41, 42 pourrait être remplacée par un dispositif de piston.
On va maintenant décrire plus en détails la variante représentée à la figure 1.
Dans ce mode de réalisation, la chambre d'alimentation 32 est juxtaposée à la chambre inférieure 43. Le clapet 35 est quant à lui monté solidaire de la première extrémité d'une tige 46 formant moyen de fixation, la deuxième extrémité de ladite tige 46 étant solidarisée à la membrane 40 par tout moyen adéquat, de telle sorte que la tige s'étend à travers la chambre inférieure 43 et fait saillie de cette dernière à travers un orifice 43A ménagé dans la paroi formant l'enveloppe extérieure de la chambre inférieure 43.
La tige 46 est montée dans ledit orifice pour se déplacer de façon étanche à travers celui-ci, par exemple grâce à l'interposition d'un joint torique 43B. La deuxième extrémité de la tige, qui porte le clapet 35, débouche ainsi dans la chambre d'alimentation 32. L'entrée 23 de fluide secondaire est quant à elle constituée de façon préférentielle par un conduit rentrant. La partie de ce conduit, qui fait saillie au sein de la chambre d'alimentation 32, fait office de siège 23A pour le clapet 35. Le clapet 35 présente de préférence, et à titre non limitatif, une forme sensiblement conique.
On va maintenant s'attacher à décrire la variante représentée à la figure 2.
Dans cette variante, la chambre d'alimentation et la chambre supérieure 33 sont confondues. La première ouverture, formant entrée de fluide 24 est ici constituée par un conduit rentrant latéralement dans l'enveloppe extérieure de la chambre supérieure 33, ledit conduit comprenant un coude de façon à orienter le flux de fluide secondaire 14 sensiblement selon l'axe général de symétrie X, X' du dispositif d'alimentation, et perpendiculairement au plan dans lequel s'étend la membrane 41.
Le clapet 36 est monté solidaire de la membrane 41 par l'intermédiaire d'un étrier 47. La conduite amont formant deuxième moyen d'évaluation de pression est ici formée directement par la chambre inférieure 44, laquelle est agencée pour être directement en contact avec le flux de fluide primaire 2A.
Une telle variante présente un comportement optimisé dans le cas où le fluide primaire 2 est constitué d'un liquide pollué ou chargé.
On va enfin décrire plus en détails les particularités techniques de la variante représentée à la figure 3.
Cette variante présente une conception sensiblement équivalente à celle de la variante de la figure 1. Selon cette variante, l'extrémité de la conduite amont 19 qui est destinée à entrer en contact avec le fluide primaire 3 pour en évaluer la pression comporte un tube plongeur 19A. Une telle variante s'avère particulièrement optimisée pour les écoulements de fluide 3 chargés ou pollués. En effet, le tube plongeur 19A crée un tampon d'air, qui isole le dispositif d'alimentation du reste du système.
Chacune des variantes représentées aux figures 1 à 3 comporte également un moyen de réglage de la sensibilité de l'organe 29, 30, 31 sensible à une pression différentielle.
De façon avantageuse, le moyen de réglage comprend un moyen élastique 49, 50, 51 agencé pour exercer un effort de maintien sur ledit organe sensible à la pression différentielle. Le moyen de réglage de la sensibilité comprend également un moyen d'ajustement 52, 53, 54 de la raideur dudit organe élastique 49, 50, 51, de manière à régler le niveau de l'effort de maintien appliqué.
De façon avantageuse, le moyen élastique 49, 50, 51 comprend un ressort de compression, tandis que le moyen d'ajustement 52, 53, 54 comprend une vis montée dans un passage étanche sur le dispositif d'alimentation 20, 21, 22 pour agir axialement, selon l'axe global de symétrie X, X' du dispositif d'alimentation, sur le ressort de compression 49, 50, 51.
Ainsi, dans les variantes représentées aux figures 1 et 3, le ressort 49, 51 applique une force sur la membrane 40, 42 dans une direction sensiblement transversale à celle-ci, qui a pour effet de maintenir le clapet 35, 37 en position normalement fermée. Il est cependant tout à fait envisageable de proposer un agencement permettant une position du clapet naturellement ouverte, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Dans la variante décrite à la figure 2, le ressort 50 exerce un effort directement sur le clapet 36.
Il est également envisageable, en lieu et place du dispositif élastique décrit précédemment, de mettre en u̇vre une masse, éventuellement réglable.
Le système décrit précédemment constitue ainsi, de manière particulièrement avantageuse, un système de régulation du débit d'un fluide primaire qui s'avère particulièrement efficace lorsque la charge dudit fluide primaire au sein de la conduite principale est basse, c'est-à-dire inférieure à 10 mètres et encore plus préférentiellement inférieure à 5 mètres.
Dans les variantes préférentielles présentées aux figures, le système selon l'invention constitue un système de régulation du débit d'un fluide primaire circulant dans un dispositif déprimogène exempt de pièce en mouvement.
Un telle fonctionnalité s'avère particulièrement utile lorsqu'il s'agit de réguler un fluide sous très faible charge qu'il faut restituer à la pression atmosphérique, tel que cela peut être le cas dans le cadre de la régulation du débit d'eaux pluviales entre un secteur privé et un secteur public, ou la régulation du débit de réseaux d'irrigation sous très faible charge.
Ainsi, dans le cadre des variantes représentées aux figures, plus le débit du fluide primaire 1, 2, 3 a tendance à augmenter, plus la pression différentielle P2 - P1 (ou P1 - P2) a tendance à augmenter, et plus le clapet 35, 36, 37 s'ouvre (dans le cas d'un dispositif normalement fermé) et laisse passer le fluide secondaire 13, 14, 15 en direction de la zone déprimée 7A, 8A, 9A du dispositif déprimogène 7, 8, 9. Le dispositif selon l'invention permet ainsi de réguler en continu un débit, et ce de façon parfaitement autonome.
On notera également que l'homme du métier pourra envisager toutes sortes de modes de pilotage du débit à partir de l'enseignement de l'invention, en combinant par exemple plusieurs dispositifs d'alimentation 20, 21, 22 conformes à l'invention, qu'ils soient de nature normalement ouverte ou normalement fermée.
On notera enfin que l'invention concerne également un dispositif d'alimentation (20, 21, 22) en tant que tel, lorsqu'il est destiné notamment à être intégré dans un système conforme à l'invention.
Claims (3)
15), qui comprend au moins : une entrée (23, 24, 25) et une sortie (26, 27, 28) de fluide secondaire (13, 14, 15), ladite sortie (26, 27, 28) étant reliée fonctionnellement à la ligne d'alimentation (10, 11, 12) pour la pourvoir en fluide secondaire (13, 14, 15), un organe (29, 30, 31) sensible à une pression différentielle, relié fonctionnellement aux premier (10, 11, 12) et deuxième
(17, 18, 19) moyens d'évaluation de pression et agencé pour piloter le débit de fluide secondaire (13, 14, 15) entre l'entrée (23, 24, 25) et la sortie (26, 27, 28) en fonction de l'écart entre la première et la deuxième pression (P1, P2) de fluide primaire (1, 2, 3). 2 - Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que le fluide secondaire (13, 14, 15) comprend majoritairement de l'air, tandis que le fluide primaire (1, 2, 3) comprend majoritairement de l'eau. 3 - Système selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation (20, 21, 22) comprend un moyen de réglage (49,.
50, 51, 52, 53, 54) de la sensibilité dudit organe (29, 30, 31) sensible à une pression différentielle. 4 - Système selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le dispositif déprimogène (7, 8, 9) comprend un venturi. 5 - Système selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation (20, 21, 22) fonctionne de manière autonome. 6 - Système selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation (20, 21, 22) comprend :
- une chambre d'alimentation (32, 33, 34), présentant une première ouverture (23, 24, 25) formant entrée de fluide secondaire (13, 14, 15) et une deuxième ouverture (26, 27, 28) formant sortie de fluide secondaire (13, 14, 15), ladite deuxième ouverture (26, 27, 28) étant en relation de flux avec la ligne d'alimentation (10, 11, 12),
- un clapet (35, 36, 37) monté mobile dans la chambre d'alimentation (32,
33, 34) et relativement à la première ouverture (23, 24, 25) entre deux positions, respectivement de fermeture et d'ouverture de ladite première ouverture (23, 24, 25),
- un corps principal, définissant une cavité interne au sein de laquelle est montée une membrane (40, 41, 42) de façon à diviser la cavité en deux sous-cavités étanches, à savoir : une chambre supérieure (38, 33, 39), en relation de flux avec la ligne d'alimentation (10, 11, 12), laquelle fait également office de premier moyen d'évaluation de pression, une chambre inférieure (43, 44, 45), en relation de flux avec une conduite amont (17, 18, 19) formant deuxième moyen d'évaluation de pression, ledit clapet (35, 36, 37) étant monté solidaire de la membrane (40, 41,
42) par l'intermédiaire d'un moyen de fixation (46, 47, 48), de telle sorte que le déplacement du clapet (35, 36, 37) dans la chambre d'alimentation (32, 33, 34) est asservi au déplacement de la membrane
(40, 41, 42), qui est lui-même fonction de l'écart de pression (P1 et P2) entre les chambres inférieure (43, 44, 45) et supérieure (38, 33, 39). 7 - Système selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'extrémité de la conduite amont (19) destinée à entrer en contact avec le fluide primaire
(1, 2, 3) comporte un tube plongeur (19A). 8- Système selon la revendication 6 ou 7 caractérisé en ce que la chambre d'alimentation (32, 34) est juxtaposée à la chambre inférieure (43, 44,
45), le clapet (35, 36, 37) étant monté solidaire de la première extrémité d'une tige (46, 48) formant moyen de fixation, la deuxième extrémité de ladite tige (46, 48) étant solidarisée à la membrane (40, 42), ladite tige
(46, 48) étant montée pour se déplacer de façon étanche à travers un orifice (43A) ménagé dans la paroi (32A) de la chambre inférieure
(32, 34). 9- Système selon la revendication 6 caractérisé en ce que la chambre d'alimentation (33) et la chambre supérieure sont confondues, la première ouverture (24) étant réalisée par un conduit latéral coudé, le clapet (36) étant monté solidaire de la membrane (41) par l'intermédiaire d'un étrier (47), tandis que la conduite amont (18) formant deuxième moyen d'évaluation de pression est formée par la chambre inférieure
(44) elle-même, qui est agencée pour être directement en contact avec le flux (2A) de fluide primaire (2).
10- Système selon la revendication 3 et l'une des revendications 4 à 9 caractérisé en ce que le moyen de réglage (49, 50, 51, 52, 53, 54) de la sensibilité dudit organe (29, 30, 31) sensible à une pression différentielle comprend un moyen élastique (49, 50, 51) formé par un ressort de compression agencé pour exercer un effort de maintien sur ledit organe
(29, 30, 31), ainsi qu'un moyen d'ajustement (52, 53, 54) de la raideur dudit organe élastique (49, 50, 51), qui comprend une vis montée sur le dispositif d'alimentation (20, 21, 22) pour agir axialement sur le ressort, de manière à régler le niveau d'effort appliqué.
11- Système selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il constitue un système de régulation du débit d'un fluide primaire
(1, 2, 3) circulant dans un dispositif déprimogène exempt de pièce en mouvement.
12- Dispositif d'alimentation (20, 21, 22) en fluide secondaire destiné à être intégré à un système conforme à l'une des revendications 1 à 11.
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|---|---|
| FR (1) | FR2847046B1 (fr) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE857448C (de) * | 1941-08-20 | 1952-12-01 | Kurt Von Loessl Dipl Ing | Mischungsarmaturen fuer stroemende Fluessigkeiten |
| US2707480A (en) * | 1950-05-03 | 1955-05-03 | Klosse Ernst | Self proportioning system |
| DE1147396B (de) * | 1956-09-28 | 1963-04-18 | Christa Zeissig | Vorrichtung zum verhaeltnisgleichen Zumischen einer Zusatzfluessigkeit |
| US3392753A (en) * | 1966-01-03 | 1968-07-16 | Phillips Petroleum Co | Apparatus for blending of additives into fluid streams |
| US4057085A (en) * | 1975-08-20 | 1977-11-08 | International Telephone And Telegraph Corporation | Vapor recovery system |
-
2002
- 2002-11-08 FR FR0214219A patent/FR2847046B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2847046B1 (fr) | 2006-08-04 |
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