Régulateur de pression. La présente invention a pour objet un régulateur de pression à fuite permanente commandée par une soupape disposée de façon que le courant de fluide s'échappant par la fuite exerce sur elle un effort tendant à la déplacer dans le sens de son ouverture. Ce régulateur pourrait notamment être uti lisé pour régler la pression dans des canali- ,;ations ou capacités de liquide ou de gaz à forte pression.
Ce régulateur de pression est. caractérisé selon l'invention par une membrane souple, eonstituant aine partie de la paroi étanche d'un réservoir contenant un gaz sous pression, et exerçant. sur la soupape un effort tendant à la déplacer dans le sens de sa fermeture.
La pression du gaz joue le rôle de ressort pneumatique.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du régulateur selon l'invention. Le régulateur représenté règle la pression dans une capacité contenant un fluide de façon à maintenir cette pression sensiblement constante. Ce régulateur com prend une tuyère de fuite 2 montée dans une ouverture de la paroi supérieure 1 de la capa cité. En face et dans le prolongement de cette tuyère est placée la soupape 3, constituée par une cuvette cylindrique.
Cette soupape est. portée par une tige 5 portant à son extré- iiiité supérieure un plateau circulaire 6. Au- dessus du plateau 6 est situé un réservoir c-@-lindrique 4 contenant un graz sous pression, et, dont le diamètre est supérieur à celui dudit plateau. La partie du fond de la paroi du Téservoir 4 est fermée par une membrane souple 7, en caoutchouc par exemple, dont le bord est encastré d'une manière étanche entre deux brides, et qui repose sur le plateau 6.
Ainsi l'étanchéité du réservoir est assurée par la membrane mais presque toute la. poussée due à la pression du gaz du réservoir 4 qui constitue ainsi un ressort pneumatique, est transmise au plateau 6 par la membrane 7. Cette membrane n'est pas nécessairement en caoutchouc, il suffit qu'elle soit très souple et laisse un jeu suffisant au plateau par sa partie périphérique annulaire.
La soupape 3 est suspendue et guidée par deux groupes de trois fils souples 8 et. 9 pra tiquement inextensibles, fixés à la tige 5 et tendus perpendiculairement à l'axe commun de cette tige et de la soupape. Ces fils sont disposés à 120 les uns des autres. Leur ten sion peut être réglée par des tendeurs appro priés, ce qui permet de centrer exactement la soupape. Les mouvements de faible ampli tude de celle-ci peuvent s'effectuer ainsi sans résistance appréciable.
En vue de permettre un centrage précis de la soupape on a usiné extérieurement au même diamètre la tuyère 2 et la soupape 3 et une bague 10 peut coulisser à frottement doux sur la tuyère. Lorsque la soupape est exactement centrée, la bague peut passer de la tuyère sur la soupape sans difficultés. Les mouvements de la soupape sont limités vers la tuyère ? par le contact. de la soupape elle-même avec son siège, c'est-à-dire avec le bord de la tuyère 2; vers le réservoir 1 c'est une plaque 11 fixée à l'intérieur de celui-ci qui forme butée.
Des eontacts électriques 12 et 13 ferment Lui circuit. lorsque la soupape arrive en fin de course; ils peuvent actionner des avertisseurs ou, le cas échéant, commander un serv o-mo- teur de réglage de la pression du gaz dans le réservoir 4.
Dans le cas où l'ouverture de la capacité qui communique avec la tuyère ? ne peut être pratiquée :dans une paroi horizontale de cette capacité, on aura avantage, afin de pou voir maintenir la. soupape 3 dans la position verticale, dans laquelle elle fonctionne le mieux, de relier cette ouverture à la tuyère par un canal d'amenée incurvé établi de façon à éviter des répartitions nuisibles des vitesses du fluide. Une variante de ce genre est montrée en pointillé sur le dessin qui montre un canal coudé 14 reliant la tuyère 2 à une ouverture pratiquée dans une paroi verticale 15 de la capacité. Un déflecteur fixe 16 est disposé de manière à guider le jet de révolution s'échappant entre les bords de la soupape et de la tuyère.
Les bords de fuite de la tuyère 2 et de la. soupape 3 sont usinés à angle très vif et suffisamment. aigu, de façon que le jet circu laire décolle nettement sans bavure le lon- des troncs de cône raccordant les surfaces intérieures et. extérieures des parois.
Le fonctionnement du régulateur décrit. a lieu comme suit.
La force exercée par le fluide s'échappant de la tuyère 2 sur la soupape c@>lindrique creuse 3 correspond à. la poussée sur le fond de ce cylindre creux due à la pression stati que du fluide au voisinage immédiat de ce fond. La pression statique en chaque point de l'écoulement est égale à la pression dans la capacité 1 diminuée de la pression dynamique (V2/2g,) en chacun de ces points.
Or, la théorie des écoulements de fluide montre, et l'expérience confirme, que pour un tel cylindre creux la vitesse du fluide est nulle au centre et sur la périphérie du fond, et très faible, si ce n'est, nulle, entre ces deux zones. La pression dynamique correspondante sur le fond est donc soit nulle, soit. pratique ment. négligeable d'autant plats qu'elle est proportionnelle au carré de la vitesse.
Par conséquent, quel que soit le débit de fuite que laisse passer la soupape 3, c'est- à-dire quel que soit. le degré d'ouverture (le ladite soupape, le jet. exerce sur cette soupape un effort qui est. égal au produit de la sur face du fond par la valeur de la. pression du fluide à. l'intérieur de la capacité.
Dès que la pression dans la capacité 1 tend à varier, l'équilibre est rompu et le débit de fuite varie jusqu'à ce que l'équilibre soit à. nouveau atteint: si la pression tend à aug menter, par exemple, la soupape 3 s'écarte de son siège, atig;
inente le débit de fuite et le nouvel équilibre s'établit encore pour la même pression, du moment que la. force antagoniste exerce sur la soupape par la pression (lu gaz contenu dans le réservoir -1 reste pratiquement constante pour toutes les positions (le ladite soupape entre les limites déterminées par ses butées respectivement inférieure et supé rieure, qui sont le bord (le la tuyère 2 et plaque 11.
Le décrément de réglage est. nul dans ces conditions et. cependant la\ soupape est stable: en effet, si elle s'écarte de sa. position d'équi libre, par exemple par suite d'une variation de pression momentanée, aussitôt annulée, son débit varie, donc la pression à l'intérieur de la capacité varie aussi, et la force constante antagoniste qui n'est. plus équilibrée tend à ramener la soupape à sa position initiale.
Afin d'obtenir une force antagoniste pra tiquement constante, s'exerçant sur la sou pape 3, il faut que le réservoir à. \gaz .l soit de dimensions suffisantes pour que les variations de pression du gaz produites par la course de la soupape soient, négligeables. Dans certains cas cependant, si l'on peut par exemple ad mettre un certain décrément de réglage de la pression dans la capacité, il peut, être inté ressant d'obtenir volontairement ce décrément en réduisant le volume du réservoir à gaz 4-,
clans une mesure telle que la. variation de pression du gaz produite par la course de la. soupape 3 donne une variation de force anta- noniste correspondant à la. variation de pres sion dans la capacité que l'on peut. admettre.
Par l'emploi d'une membrane souple les résistances passives dti régulateur décrit sont rendues extrêmement faibles, tandis que l'étanchéité est parfaite. Il aurait été impos sible d'obtenir les résultats mentionnés avec un piston coulissant dans un cylindre. Il con vient d'autre part de faire appel à une mem brane souple, étant donné que les réactions qu'une membrane élastique opposerait à. ses déformations modifieraient la. force antago niste que la pression du gaz seule doit exercer @itr la. soupape.
On peut. rendre le plateau 6 très léger en ajourant. sa. surface, la membrane assurant partout, l'étanchéité; la surface peut donc se réduire à des nervures suffisamment. rappro- cliées pour que la membrane ne supporte pas de trop grands efforts et ne passe pas au travers.
Dans le régulateur décrit, afin :de ménager la résistanee de la. membrane on utilisera une faible pression du gaz dans le réservoir 4 et on donnera au plateau 6 un diamètre assez --rand pour avoir une force notable.
Dans une variante du régulateur décrit on pourrait employer une soupape de forme différente clé celle du dessin, par exemple une plaque circulaire; on sait en effet que pour un certain diamètre la force exercée par le jet sur ces plaques varie très peu avec la distance; on a alors un faible décrément qu'on pourrait, d'ailleurs pratiquement annu ler en diminuant les dimensions du réservoir à. gaz 4 fermé par la membrane de manière à obtenir une variation en sens inverse de la force anta.;oniste.
.@u lieu des groupes de trois fils de sus pensions 8 et 9 à 120 on pourrait aussi em- ployer des groupes de quatre fils à 90 , ou même davantage.
Tout autre mode de guidage de la soupape pourrait également convenir, à la condition de présenter très peu de frottements. On pourrait employer par exemple un coulisseau à billes; la tige 5 se trouverait guidée dans ce cas entre au moins deux paires de galets disposés de part et d'autre de son parcours, de manière à la. laisser libre de se déplacer dans 'le sens axial tout en s'opposant à ses mouvements latéraux.