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La présente invention est relative à un disposi. tif de valve destiné à contrôler l'écoulement d'un fluide, lequel sert de moyen pour contrôler l'écoulement d'un flui de, de façon qu'il se trouvera en un rapport réciproque dé-
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siré par rapport à une caractéristique variable choisie de fluide, telle qutune variation de la pression, de la vitesse, de la température ( par exemple au moyen d'un appareil ther- mostatique) et de la viscosité.
Conformément à l'invention, le dispositif de valve de contrôle comprend des moyens pour rapporter la chute de pression du fluide à pression variable, lorsqu'il s'écoule au travers d'un orifice dans le dispositif de valve, à l'une ou l'autre desdites variables, de façon à obliger l'écoule- ment du fluide passant au travers du dispositif de valve à se trouver en un rapport réciproque désiré par rapport à ladite variable.
L'écoulement du fluide au travers dudit orifice est contrôlé par une valve qui est réglable de part et d'- autre de l'orifice. Cet orifice peut être relié directement à l'entrée du fluide à pression variable dans le dispositif de valve, ou éventuellement il peut être relié à la sortie à partir d'un organe de production de pression, qui agit pour augmenter la pression du fluide à pression variable entrant dans le dispositif de valve au travers de l'entrée dans ce dernier,
La sortie du fluide hors du dispositif de valve peut être contrôlée par une valve associée à un diaphragme ou équivalent mobile dans une chambre, l'espace situé d'un coté du diaphragme ou équivalent est relié audit orifice,
tandis que l'espace situé du côté opposé du diaphragme ou équivalent est relié à l'entrée du fluide à pression varia- ble et à une seconde chambre contenant un diaphragme ou équi- valent mobile.
Dans chacune de ces constructions, qui sont décri- tes ci-après à titre d'exemples, des moyens permettant de con- trôler la pression consistant en une came montée sur un organe ooulissable sont logés dans l'espace situé d'un des côtés
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du diaphragme ou équivalent dans la seconde chambre et la came agit sur le diaphragme ou équivalent dans la chambre mentionnée en premier lieu, Dans une des deux constructions cependant, l'espace situé sur le côté opposé du diaphragme de équivalent dans la seconde chambre est isolé de l'entrée du fluide à pression variable, tandis que dans l'autre construction l'espace correspondant est relié par un conduit, lequel est aussi relié audit orifice.
Une forme d'exécution de l'invention, qui sera plus complètement décrite ci-après, comprend un corps com, portant une chambre,à diaphragme inférieure et une chambre à diaphragme supérieure disposée à angle droit par rapport à la chambre inférieure. Le corps comprend aussi un orifice d'entrée du fluide, lequel est relié à une source de fluide sous pression variable et un orifice de sortie du fluide dé- bouchant de la chambre à diaphragme inférieure et relié à l'endroit d'utilisation du fluide. Un diaphragme flexible sépare la chambre à diaphragme inférieure en des espaces supérieur-- et inférieur.;, et un diaphragme flexible sépare la chambre à diaphragme supérieure en des espaces droit et gauche.
L'espace supérieur de la chambre à diaphragme infé- rieure est en relation oonstante avec l'espace gauche de la chambre à diaphragme supérieure par un orifice ou passage.
L'orifice d'entrée du fluide à pression variable communique avec une chambre de valve pourvue d'un orifice de sortie, l'écoulement du fluide au travers de cet orifice est contrôlé par une soupape, qui est réglable axialement de l'extérieur du corps et peut ainsi contrôler la chute de pression au travers de l'orifice. L'orifice de sortie com munique avec un espace inférieur de la chambre à diaphragme inférieure et l'espace supérieur de celle-ci communique avec l'orifice d'entrée du fluide à pression variable en une position en amont de la chambre de valve.
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Une valve fixée à la face inférieure du diaphragme dans la chambre à diaphragme inférieure contrôle l'ouvertu- re et la.fermeture de l'orifice débouchant hors du corps et un ressort agissant sur la face inférieure du diaphragme tend à presser le diaphragme vers le haut. Un autre ressort qui réagit entre la face supérieure du diaphragme et un organe coulissant dans la paroi comprise entre les chambres à diaphragme supérieure et inférieure tend à presser le diaphragme vers le bas et ledit organe vers le haut. Celui- oi coopère avec une came portée par une pièce, qui est montée de manière à pouvoir coulisser dans la chambre à diaphragme supérieure et dont une extrémité est fixée à une face du diaphragme dans la chambre, l'autre face du diaphragme étant soumise à l'action d'un ressort.
Une variante de construction diffère de la construc- tion décrite brièvement ci-dessus par les points principaux suivants. Dans la chambre à diaphragme supérieure,le ressort, qui agit sur le diaphragme, est disposé du même côté du dia- phragme que la pièce portant la came. L'orifice d'entrée du fluide à pression variable est relié directement à l'espace supérieur de la chambre à diaphragme inférieure et l'espace supérieur est relié à l'orifice d'entrée du carter d'un im- ,pulseur centrifuge, dont l'orifice de sortie est relié. à ladite chambre de valve contenant la valve réglable et aussi à l'espace situé dans la chambre à diaphragme supérieure sur la face opposée du diaphragme par rapport à la pièce portant la came.
Dans cette construction, la différence de pression de l'autre oôté de l'orifice de sortie est produite par l'im- pulseur centrifuge.
Deux formes d'exécution de l'invention seront mainte- nant décrites, à titre d'exemples, avec référence au dessin annexé, et dans la description on supposera que le disposi.
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tif de valve de contrôle d'écoulement est disposé vertica- lement.
Dans ce dessin:
Figure 1 est une coupe schématique en élévation d'une forme de construction, dans laquelle l'orifice d'entrée du fluide à pression variable dans le dispositif de valve est directement relié à une chambre contenant une valve réglable au moyen de laquelle la chute de pression désirée est créée autravers d'un orifice de sortie de la chambre avec laquelle la valve est destinée à coopérer; et
Figure 2 est une coupe schématique en élévation d'une variante de construction, qui comprend un impulseur centri... fuge dont l'entrée est en communication avec l'entrée du fluide à pression variable dans le dispositif de valve, la sortie de l'impulseur centrifuge étant reliée à la chambre dans laquelle ladite valve réglable est montéeo
En se référant à Figure 1 :
Un ,conduit d'entrée du fluide 1A s'étend de la face droite du corps du dispositif de valve dans une chambre à valve 2, dont la partie supérieure est reliée par un conduit 3 à une chambre à diaphragme inférieure 4. En substance, centralement entre le sommet et la base de la chambre à diaphragme 4 se trouve un diaphragme flexible 5, lequel est rigidement fixé sur ses bords extérieurs et s'étend trans- versalement au-travers de la chambre qu'il divise ainsi en un espace supérieur 6 et un espace inférieur 7. La chambre de valve 2 est reliée par ledit conduit 3 à l'espace infé- rieur 7 en-dessous du diaphragme 5. En amont de la chambre de valve 2, le conduit d'entrée 1A est aussi relié par un conduit 9 à l'espace supérieur 6 de la chambre à diaphragme inférieure 4 au-dessus du diaphragme 5.
Une soupape à poin- teau réglable 10 est vissée dans un trou taraudé dans la base du corps 1 et s'étend vers le haut au travers de la chambre 2, le sommet 11 de cette soupape étant conique et
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susceptible d'ouvrir et de fermer à volonté plus ou moins l'orifice 3A ménagé à l'extrémité inférieure du conduit sus- mentionné 3, lequel relie la chambre de soupape à l'espace inférieur 7 de la chambre à diaphragme inférieure.
Sur sa face inférieure, le diaphragme 5 porte une soupape à pointeau 12, qui se prolonge vers le bas à partir du diaphragme au travers de l'espace inférieur 7, et dont l'extrêmité conique 13 est destinée à ouvrir et fermer 1'- extrêmit é supérieure 14A du conduit de sortie de fluide 14 formé dans le corps 1 du dispositif de valve. Le diaphragme' 5 est normalement pressé vers le haut au moyen d'un ressort à boudin 15, qui entoure la tige de soupape.
L'espace supérieur de la chambre à diaphragme inférieure 4 est en communication constante avec une chambre à diaphragme supérieure 16 au moyen d'un conduit 17 interconnectant les deux chambres à diaphragme.
Le bout cylindrique 18A d'une pièce porte-came 18 est monté de manière à pouvoir coulisser dans un perçage 18B ménagé dans la paroi du corps 1 du dispositif de valve à l'extrémité gauche de la chambre à diaphragme supérieure 160 Le bout 18A de la pièce 18 se prolonge en dehors de la cham- bre et dans celle-ci cette pièce porte une came 180 saillant vers le bas et présentant un profil substantiellement angu- laire, qui s'étend vers le bas et coopère avec un galet 19 porté sur l'extrémité supérieure dun piston 20, qui est monté de manière à pouvoir ooulisser dans un perçage 20A intercon- nectant les chambres à diaphragmes supérieure et inférieure 16 et 4. Le piston 20 est normalement pressé vers le haut, de sorte que le galet contaotera la came 18C grâce à un res- sort à boudin 21,
qui réagit contre le diaphragme 5 dans la chambre à diaphragme inférieure 4 et l'extrémité inférieure du piston.
L'extrémité droite de la pièce porte-came coulissante
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18 est fixée à un diaphragme flexible 22 monté verticalement, dont le bord extérieur est rigidement fixé et qui divise la . chambre à diaphragme supérieure 16 en un espace gauche 23 et un espace droit 24. Le diaphragme 22 est normalement pressé vers la gauche en une direction permettant de suppri- mer tout contact entre la came 180 et le galet 19, grâce à un ressort à boudin 25, qui réagit entre la paroi terminale de l'espace droit 24 de la chambre à 'diaphragme supérieure et le diaphragme.
La position de la.came 180 est déterminée par 1'- équation de la charge imposée par ledit ressort 25 sur la face droite du diaphragme 22 dans la chambre à diaphragme supérieure avec la force exercée à une pression P1 agissant -en direction opposée sur le diaphragme. A la suite de cette action sur le piston 20, la came 18C détermine la charge sur le ressort 21.
Au travers du conduit 17 existe une communication entre l'espace supérieur de la chambre à diaphragme infé-. rieure 4 et l'espace gauche 23 de la chambre à diaphragme supérieure 16.
Si maintenant l'on suppose que :
La force exercée par le ressort 15 agissant sur la face inférieure du diaphragme inférieur 5 est F1, la force exercée par le ressort 21 agissant sur la face supérieure du diaphragme inférieur 5 est F2, que la force exercée par le ressort 25 agissant sur le diaphragme supérieur 22 est F3, que d'autre part la surface du diaphragme 5 est A1,la surface du diaphragme 22 est A2, la pression variable à 1'- entrée est P1 et la pression dans le conduit 3 au-delà de l'orifice 3A est P2.
Le diaphragme inférieur 5 prendra une position dans laquelle les forces supérieure et inférieure agissant sur lui sont équilibrées.
@
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D'où F1+ P2A1=F2 + P1A1
EMI8.1
c'est-à-dire P 1 - P 2 = F1 .. F2 une constante - F
A1 où. F est la force nette agissant sur le diaphragmeo
Considérant maintenant la came 180, les forces agis- sant sur le diaphragme supérieur 22, qui agit comme diaphragme de contrôle, sont aussi en équilibre, c'est-à-dire P1A2= F3
Ceci signifie que la position de la came 180 par rap- port au galet 19 porté par le piston 20 est déterminée par la valeur de P1.
La position de la came 180, de même que le profil de la surface de cette came détermine la valeur de compression du ressort 21 et par suite sa charge F2.
On peut voir maintenant que la chute de pression 1'1 - 1'2 au travers de l'orifice 3A, avec lequel la soupape à pointeau réglable 11 coopère est déterminée par la posi- tion et le profil de la came 180, étant donné que la chute de pression est égale à une constante F et, comme la posi- tion de la came est déterminée par la pression d'entrée va- riable P1, le profil de la surface de la came déterminera la relation entre la valeur de P1 et la chute de pression au- travers de l'orifice 3A, Comme l'écoulement au-travers de l'orifice est proportionnel à la racine carrée de la chute de pression dans celui-ci, il est possible,en choisissant convenablement les dimensions des organes et en profilant convenablement la surface de ladite came,
d'obtenir n'importe quel rapport réciproque entre la pression d'entrée F1 et l'écoulement au-travers de la valve,
Dans la variante de construction de l'invention repré- sentée en Fig.2, le corps 1 du montage de valve comprend une chambre à diaphragme inférieure 26 divisée par un diaphragme flexible transversal 27, lequel est fixé rigidement autour
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de sa périphérie, en un espace inférieur 28 et un espace supérieur 29, Comme dans le cas de l'autre construction décrite ci-dessus avec référence à Fig.1, une soupape à pointeau 30 est portée du côté de la face inférieure du diaphragme et l'extrémité conique 30A de la tige de soupape coopère avec l'extrémité intérieure 31A du conduit de sortie
31.
Le diaphragme 27 est pressé vers le haut par un ressort @ boudin 32 et vers le bas par un ressort à boudin 33, qui réagit entre la face supérieure du diaphragme et un piston
34, qui peut coulisser dans un perçage 45A prévu dans la paroi séparant la chambre à diaphragme inférieure 26 d'une chambre à diaphragme supérieure 35. Celle-ci est divisée par un diaphragme flexible 36, qui est rigidement fixé, autour de sa périphérie, en un espace droit 37 et un espace gauche
38. L'espace gauche 38 de la chambre à diaphragme supérieure
35 et l'espace supérieur 29 de la chambre à diaphragme in- férieure 26 sont mis en communication au travers d'un con.. duit 60.
Cependant, dans cette variante de construction, l'extrémité droite d'une pièce 39 portant une came et pré- sentant une partie cylindrique 39A, qui peut coulisser dans un perçage 39B ménagé dans la paroi du montage de valve 1, est fixée au diaphragme 36 dans la chambre à diaphragme su- périeure et le diaphragme est pressé vers la droite par un ressort à boudin 40, lequel agit sur la pièce 39, qui porte une came 390 de profil angulaire, Un galet 34B porté par le piston 34 est pressé contre la came 390 par le ressort 330
L'orifice d'entrée 41 du fluide à pression variable est disposé sur la face gauche du corps 1 du montage de val- ve et il débouche dans l'espace supérieur 29 de la chambre à diaphragme inférieure 26, tandis qu'un conduit 42, partant de l'espace supérieur 29,
aboutit à une entrée de fluide 43 débouchant dans le carter 44 d'un impulseur oentrifuge 45.
L'orifice de sortie 46 partant du carter de l'impulseur est
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relié par un conduit 47 à une chambre de valve 48 contrant une soupape réglable filetée 49, dont l'extrêmité conique 49A coopère avec l'orifice terminal 50 d'un conduit 51 dé- bouchant dans l'espace inférieur 28 de la chambre à diaphrag- me inférieure 26. Un autre conduit 52 relie ledit conduit 47, en relation avec l'orifice de sortie de fluide de l'impulseur, à l'espace droit 37 de la chambre à diaphragme supérieur 35 sur la face du diaphragme 36 opposée à la pièce 39 portant la came 39C.
La différence; de pression au travers dudit orifice 50 aveo lequel coopère la soupape réglable 49A est provoquée parimpulseur centrifuge 45.
La pression P1 à l'entrée du fluide agit sur la face supérieure du diaphragme 27 dans la chambre à diaphragme inférieure 26 et aussi, au travers du passage 60, sur la face gauche du diaphragme 36 dans la chambre à diaphragme supérieure 35. La pression P2 du fluide produite par l'im- pulseur agit sur la face droite du diaphragme 36 dans la chambre à diaphragme supérieure 35 et aussi dans la chambre 48 de la soupape réglable 49. La pression P2 dans la chambre de soupape 48 est réduite dans le conduit 51 à P3 par la soupape réglable 49A et cette pression réduite agit sur la face inférieure du diaphragme 27 dans l'espace inférieur 28 de la chambre à diaphragme inférieure.
Dans le cas de cette variante P2 = P1 + C1N2,où C1 est une constante pour tout impulseur donné et tout fluide moteur et N est la vitesse de rotation de l'impulseur.
Le diaphragme 27 dans la chambre à diaphragme infé.-. rieure 26 est en équilibre sous l'action de forces supérieu- re et inférieure, c'est-à-dire
P3A3 + F4 = P1A3+ F5 où la surface du diaphragme 27 est A3, la force exercée par le ressort agissant sur le diaphragme 27 dans¯.1'espace inférieur 28 de la chambre à diaphragme 26 est F4, et la
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force exercée par le ressort 33 agissant vers le bas sur le même diaphragme est F5.
EMI11.1
Alors F3A3 + F4 = P2A3 - A3C1N2 + F5 et P2A3 ¯ P3A4 a '4 A3L'1N2 - F5 = une constante + C2N2-F5, où C2 est une constante!-
EMI11.2
c'est-à-dire 2 A3ci*
Dans le cas de la construction représentée en Figure 1, la position de la came 39C est déterminée par :
P2A4 = P1A4 + F6 où. la surface du diaphragme 36 est A4 et la force exercée par le ressort 40 est F6
EMI11.3
c'est-à-dire F6 (P2 - P1 ) A4 = C1I2A4.
Il s'ensuit que F5, la charge exercée par le ressort 33, est déterminée par la vitesse de ltimpulseur.et par le profil de la came 390 portée par la pièce 39. Par conséquente la chute de pression au travers dudit orifice 50 et par suite l'écoulement au-travers du dispositif de valve est déterminé dans une comexité désirée par rapport à la différence de pression provoquée par l'impulseur 45 et par conséquent par rapport à la vitesse de l'impulseur.
, On notera que les résistances des ressorts et les surfaces des diaphragmes sont choisies de manière à obtenir le résultat désiré.
On comprendra aussi que les diaphragmes peuvent être remplacés par des pistons,susceptibles de coulisser dans des cylindres correspondant aux chambres à diaphragme.
REVENDICATIONS.
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