Dispositif .de réglage automatique de la circulation d'un Iluide dans une canalisation, en fonction de la pression d'un autre fluide, notamment applicable à une installation frigorifique. La présente invention a pour objet un dispositif de réglage automatique de la cir culation d'un fluidedans une canalisation, en fonction de la pression d'un autre fluide.
De tels dispositifs sont .employés en par ticulier dans les installations frigorifiques, où une vanne à eau est -destinée à faire varier le débit de l'eau de refroidissement du con- d-seur en fonction de la pression du fluide fr;goxigène; le débit d'eau augmente avec la pression du compresseur, et diminue avec elle jusqu'à s'annul.er pour une pression minimum donnée, de manière à économiser autant que possible l'eau de refroidissement. D'autres applications, cependant, peuvent être envi sagées.
Les dispositifs connus de ce genre sont en principe constitués par un robinet à clapet disposé sur la canalisation à contrôler, dont le clapet est appliqué sur son siège par un ressort antagoniste à la pression du fluide circulant dans cette canalisation, tandis que la pression de l'autre fluide, ou fluide -de contrôle, agit sur ledit clapet dans le sens de son ouverture à l'aide d'une enceinte à paroi ; défo.rmable et d'une tige de liaison.
Diverses qualités sont requises poux de tels .dispositifs; ces qualités sont les su- vantes Il est nécessaire que le siège du clapet, le clapet lui-même, l'organe 4e réglage de la tension du ressort et le ressort lui-même soient aisément accessibles.
En effet, le siège de clapet, rapporté, est. interchangeable ainsi que le clapet, généralement en caoutchouc; le réglage de la tension du ressort permet de régler la pression minimum de fermeture du clapet; enfin, le ressort doit pouvoir être changé pour l'adaptation -du dispositif à des conditions spéciales de la pression, soit du fluide frigorigène, soit de l'eau de refroidis sement, ou encore pour obtenir l'écart désiré entre le commencement de l'ouverture et l'ou verture totale, indépendamment du réglage de la pression d'ouverture. D'autre part, il est évident que le raccord de l'enceinte sou mise à la pression du fluide de contrôle doit aussi être très facilement accessible. Enfin.
il faut obtenir une bonne réversibilité de fonctionnement, ce qui signifie que le clapet; doit reprendre sensiblement les mêmes posi tions pour les mêmes pressions du fluide de contrôle, que la pression de contrôle anté rieure soit plus petite au plus brande.
Or, dans tous les :dispositifs actuellement connus, le ressort de fermeture du clapet et l'enceinte soumise à la pression du fluide de contrôle sont disposés de part et d'autre du clapet. De cette manière, à supposer que le robinet, comme c'est le cas général, soit monté sur une tuyauterie horizontale, l'axe du clapet étant vertical, le ressort est en principe dis posé à la partie inférieure pour fermer le clapet par un mouvement ascendant de ce dernier, tandis que l'enceinte soumise à la pression du fluide de contrôle se trouve à la partie supérieure et agit sur le clapet par une tige .de poussée verticale, pour en provoquer l'ouverture par un mouvement descendant.
Cette disposition permet d'accéder com modément au raccord de l'enceinte soumise à la pression du fluide .de contrôle, qui se place naturellement à la partie supérieure du dis positif. Par contre, le clapet et le siège de clapet ne sont accessibles que de la partie inférieure de l'ensemble, ce qui constitue un inconvénient assez sérieux, dont on subit par ticulièrement les effets quand il faut démon ter le siège de clapet. En outre, le ressort du clapet est noyé; il est donc nécessaire d'employer pour sa construction un métal inoxydable, et il est difficile d'y accéder.
Enfin, la vis de réglage de ce ressort, placée à la partie inférieure du dispositif, est égale ment peu accessible; de plus, elle doit tra verser un presse-étoupe ou organe analogue d'étanchéité.
Il est donc bien clair que ces dispositifs connus ne satisfont pas aux exigences men- tionnées en ce qui concerne les qualités re quises pour de tels dispositifs. On peut re médier en partie aux inconvénients signalés en utilisant deux ressorts au lieu d'un seul; l'un de ces ressorts agit sur le clapet de la même manière que précédemment, tandis que l'autre ressort est disposé de l'autre côté du clapet, entre le corps du dispositif et la, partie mobile de l'enceinte déformable soumise à la pression du fluide de contrôle, pour agir en antagonisme avec cette pression.
Dans ce cas, c'est ce dernier ressort qui est réglable; mais son moyen de réglage se trouve ainsi placé au centre du corps du dispositif, et il n'est que peu commodément accessible à travers une ouverture ménagée dans ce corps.
Le dispositif qui fait l'objet de l'inven tion a pour but; d'éviter les inconvénients énoncés. Il comporte, comme les dispositifs connus mentionnés, un robinet à clapet des tiné à être disposé sur la canalisation à con trôler, dont le clapet est appliqué sur son siège par un ressort antagoniste à la pression du fluide circulant dans la canalisation, tandis que la. pression du fluide de contrôle agit sur ledit clapet dans le sens de son ou verture à l'aide d'une enceinte à paroi :défor- mable et d'une tige de liaison.
Mais il est en outre caractérisé en ce que le ressort de fer meture du clapet et l'enceinte soumise à, la, pression du fluide de contrôle sont disposés du même côté du clapet, et agissent en anta gonisme sur une plaque mobile disposée entre eux et transmettant ses mouvements au clapet par ladite tige de liaison.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple seulement, une forme d'exécution du dispositif faisant l'objet de l'invention, ainsi que deux variantes de détails.
La fig, 1 est, dans sa partie de droite, une demi-élévation .de ladite forme d'exécu tion et, dans sa partie de gauche, une demi- coupe.
La,<U>fi-.</U> 2 est une vue partielle d'une va riante d'un détail.
La fig. 3 est une vue partielle d'une va riante d'un autre détail. Dans la forme d'exécution représentée, le corps du robinet à clapet est représenté en 1, avec soin raccord d'arrivée d'eau en 2 et son raccord d'évacuation d'eau en 3. Un siège de clapet, amovible, est montré en 4; au-dessous de lui se trouve une chambre de décanta tion 5, à l'intérieur .de laquelle il est 6ven- tuellement possible d'accéder par démontage d'un bouchon vissé 6, .dont l'étanchéité est assurée par un joint 7.
A sa partie :supérieure, le corps de robinet présente une partie filetée 8 qui permet son raccordement avec une embase 9 à l'aide -d'un écrou captif 10, qui est retenu attaché à ladite embase 9 par le moyen d'une rondelle 11, elle-même retenue par un sertissage 12.
L'embase 9 comporte un raccord latéral 13 pour l'arrivée -d'un fluide de contrôle qui, lorsque le dispositif est appliqué à une ins tallation frigorifique, est le fluide frigori gène. Le raccord radial 13 est percé d'un trou 14 qui communique par un orifice capillaire 15 avec un trou 16 débouchant sur la face supérieure de l'embase 9, entre .deux soufflets élastiques concentriques 17 et 18 dont les extrémités inférieures son=t soudées sur ladite embase, tandis que leurs extrémités supé rieures sont soudées sur une cloison mobile 19.
Cette cloison mobile 19 est percée centrale, ment pour livrer passage, avec un certain jeu qui permet son libre mouvement, à l'extrémité d'une tige '20 qui relie cette cloison mobile 19 au clapet 21, en traversant un trou central 22 de l'embase 9. La partie de la tige 20 qui s'engage dans le trou 23 de la cloison mobile 19 est -de diamètre plus petit que la partie centrale,de ladite tige;
en outre, sa longueur est telle par rapport à l'épaisseur de la cloi= son mobile 19, que le vissage d'un, écrou d'assemblage 24 ne serre pas une rondelle 25 sur la cloison 19, mais seulement sur un épaulement 26 de la tige 20. Ces précautions sont prises pour que la tige 20 puisse libre ment tourner par rapport à la cloison 19, pour les raisons qui seront indiquées ulté rieurement.
.La partie de la tige 20 qui s'engage dans le trou 2'2 de l'embase 9 est également d'un diamètre un peu plus petit, de manière que la tige 20 présente en 27 un épaulement dont le rôle sera expliqué plus loin. Le clapet 21 est fixé par un écrou 28, qui se visse à l'ex trémité filetée de .la tige 20 en serrant le clapet 21 dans une cuvette 30 solidaire .d'une tige tubulaire 31 dont le diamètre extérieur est supérieur à celui -de la tige 20.
La base de la cuvette 30 est reliée, par un soufflet élastique étanche, à une rondelle 32 qui, au montage, est serrée par le vissage de l'écrou captif 10 entre la rondelle 11 .et la partie supérieure du corps 1.
Dans la variante de la fig. 3, le soufflet élastique étanche 33 est remplacé par un: diaphragme élastique 34 .dont le bord interne est serré en 35 entre l'épaulement 36 de la tige 20 et celui 37 .de la tige tubulaire 31, tandis que son bord externe est serré entre la rondelle 11 et la partie supérieure -du corps 1.
On remarquera que l'épaulement 37 comporte une petite saillie<B>38</B> dont l'épaisseur limite le serrage du diaphragme 34 par l'écrou 28, tandis que la rondelle 11 est d'un diamètre suffisant pour venir porter contre la partie supérieure du corps 1, pourvue d'un 6'vide- ment 39 dont la profondeur limite le serrage du diaphragme 34 par l'écrou captif 10.
Sur la face supérieure -de la cloison mobile 19 vient s'appliquer un ressort 40, -dont la tension préalable détermine la pression d'ou verture minimum du clapet 21. Ce ressort 40 s'appuie par sa face supérieure sur une ron delle 41 montée par un trou central suer un prolongement 42 d'une vis 43 et retenue par une goupille 44.
La vis 43 se monte dans un trou taraudé d'une pièce 47 rapportée sur, un boîtier 45, qui enveloppe toute la partie supé rieure .du dispositif, et se fige sur l'embase 9 par des vis 46.
D'ans la variante de la fig. 2, la vis 43 se termine par une partie sphérique on conique, qui s'appuie dans une cuvette de forme correspondante de la rondelle 41.
Le fonctionnement du .dispositif repré senté et décrit est le suivant: Dans la position :normale de fermeture -du robinet, le clapet 21 est appliqué sur son siège 4 par le ressort 40, dont la pression sur la cloison mobile 19 est transmise au clapet 21 par la tige 20. La tension initiale de ce ressort 40 est réglable à volonté en agissant sur la vis 43 qui, placée à la partie supérieure du dispositif, est particulièrement accessible.
Lorsque la pression du fluide de contrôle, arrivant par la canalisation 14 et le trou ca pillaire 15 dans l'espace compris entre les deux soufflets 17 et 18, est suffisante pour vaincre la tension préalable du ressort 40, celui-ci se comprime davantage et la, cloison 19 se déplace un peu vers le haut, détermi nant ainsi une ouverture correspondante du clapet 21. Si, au contraire, la pression du fluide de contrôle vient ensuite à diminuer, c'est l'opération inverse qui se produit.
On voit que le ressort 40 de fermeture du clapet 21 et l'enceinte ménagée entre les soufflets 17-l8, soumise à la pression du fluide de contrôle, sont disposés du même côté (et non pas de part et d'autre) du clapet 21, le ressort 40 et ladite enceinte agissant en antagonisme sur la plaque mobile 19 dis posée entre eux et transmettant ses mouve ments au clapet 2:1 par la tige de liaison 20.
Cette disposition de principe a pour pre mière conséquence que le raccord 13 à la ca nalisation d'arrivée de fluide de contrôle est disposé latéralement dans la, partie centrale du dispositif.
Grâce à ces dispositions et à la construc tion qu'elles permettent, on obtient. les avan tages suivants: Aucune pièce interchangeable. ou de ré glage n'est prévue à la partie inférieure du dispositif, qui est la plus difficilement acces sible, et qui ne comporte que le bouchon 6 de vidange des impuretés contenues éventuelle ment dans l'eau, et qui se sont rassemblées dans la chambre de décantation 5. Cette der nière peut, bien entendu, être disposée de ma nière à recevoir un filtre.
L'embase 9 et le corps 1 du robinet sont orientables dans toutes les positions d'un plan perpendiculaire à l'axe du dispositif, c'est-à-dire en général dans un plan hori zontal, ce qui facilite grandement le mon tage du dispositif suivant les cas et les appli cations. Il suffit en effet de desserrer l'écrou captif 10 pour opérer toute orientation rela tive désirée entre l'embase 9 et le corps 1, c'est-à-dire entre le raccord 13 d'arrivée du fluide de contrôle et les raccords 2 et 3 du ; fluide contrôlé.
Le siège 4 du clapet 21 est accessible de la partie supérieure du corps 1, après dé montage de l'ensemble supérieur par desser rage de l'écrou 10. On notera, que la canali sation aboutissant au raccord 13 est établie en métal et sur une longueur permettant une déformation aisée de cette canalisation pour écarter l'ensemble supérieur et accéder com modément au siège du clapet.
On notera aussi que les précautions prises pour assurer la liberté de rotation de la, tige 20 par rapport à la cloison mobile 19 ont pour but et pour effet d'éviter tout effort de torsion sur le soufflet 33 (fig. 1), ou sur le diaphragme 34 (fi-. 3) pendant la rotation de l'écrou 10; le même, résultat peut aussi être obtenu en immobilisant la rondelle 11 par rapport à l'embase 9, et dans ce cas l'extrémité de la tige 20 pourrait être serrée directement contre la cloison 19 par l'écrou 24.
Le clapet 21 est accessible de la. partie inférieure de l'ensemble supérieur, après dé montage de l'écrou captif 10.
La vis de réglage 43 du ressort 40 est accessible à la partie supérieure du dis positif; elle n'est pas en contact avec l'eau.
Le ressort 40 est accessible par le simple démontage des vis 46; il n'est pas en contact avec l'eau.
La tige 20 joue librement dans un long guidage 22, et n'est pas en contact avec l'eau, comme dans certains dispositifs connus. Elle ne risque donc ni d'être bloquée par coince ment ni d'être entartrée, ce qui assure une grande sécurité de fonctionnement et une bonne réversibilité.
Les deux soufflets l7-18 formant. l'en ceinte soumise à la pression du fluide de con- trôle sont protégés contre toutes fatigues dues soit à une compression, soit à une élongation exagérées, tant au cours des essais d'atelier qu'en service, au cours des démontages ou .des réglages effectués.
Tel est le but de l'épaule ment '27 de la tige 20, qui empêche une com pression .exagérée des soufflets, et de celui qui est formé par la tige tubulaire 31, qui empêche une trop grande élongation desdits soufflets.
Les deux soufflets sont protégés contre toutes torsions soit par la rotation de l'écrou 10, comme il a été expliqué, soit par celle,de la vis 43 qui attaque le f end mobile 19 par sa partie centrale, c'est-à-dire avec un couple de frottement réduit au minimum, et qui peut être nul dans le cas de la fig. 2.
Le soufflet 33 -est protégé contre les mêmes fatigues que les soufflets 17 et 18. De plus, du fait qu'il est placé à l'aval du clapet, la pression qui agit sur lui est très inférieurs à la pression qui règne en amont. Dans les dispositifs déjà connus, le soufflet est placé à l'avant du clapet; il supporte donc la haute pression et les coups de bélier.
Le -dispositif représenté et décrit permet l'emploi d'une embase 9 en acier matricé et d'une cloison mobile 19 en acier, qui se prêtent particulièrement bien à recevoir par brasure des soufflets métalliques en acier inoxydable ou en métaux monel ou arcaf, de sorte que le dispositif peut être employé dans des installations frigorifiques à ammoniaque.
Ce dispositif se prête donc à l'utilisation des matières de remplacement du bronze et du laiton, du fait que le corps 1 peut être établi en un alliage -de zinc (par exemple le zamak), taudis que l'embase est en acier matricé, le boîtier 45 en acier embouti, le ressort 40 et toutes pièces décolletées en acier.