FR2521683A1 - FLOW CONTROL VALVE FOR LIQUIDS - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE SOUPAPE DE REGULATION DE PRESSION COMPORTANT UNE MEMBRANE 11 POUVANT SE DEPLACER EN FONCTION DE LA VARIATION DE PRESSION, UN ORGANE OBTURATEUR 9 RELIE A LA MEMBRANE 11 PAR UN ELEMENT 12 DANS LEQUEL EST LOGE UN RESSORT DE REGULATION 13 ET QUI EST GUIDE SUR UNE TIGE 14 TRAVERSANT LE RESSORT ET COMPORTANT UN EMBOUT FILETE PAR LEQUEL ELLE EST FIXEE SUR LE COUVERCLE DE LA SOUPAPE A L'AIDE D'UN ECROU. APPLICATION A LA REGULATION DE LA PRESSION D'UN ECOULEMENT.THE INVENTION RELATES TO A PRESSURE REGULATING VALVE INCLUDING A MEMBRANE 11 THAT CAN MOVE AS A FUNCTION OF THE PRESSURE VARIATION, A CLOSING ORGAN 9 CONNECTED TO THE MEMBRANE 11 BY AN ELEMENT 12 IN WHICH IS LOCATED A REGULATING SPRING 13 AND WHICH IS GUIDE ON A ROD 14 THROUGH THE SPRING AND INCLUDING A THREADED END THROUGH WHICH IT IS FIXED ON THE VALVE COVER USING A NUT. APPLICATION TO THE REGULATION OF THE PRESSURE OF A FLOW.

Description

La présente invention concerne une soupape de régulation d'écoulement PourThe present invention relates to a flow control valve for

liquides, notamment une soupape de régulation commandée par la pression du liquide  liquids, in particular a control valve controlled by the pressure of the liquid

en écoulement.in flow.

L'invention se rapporte à un appareil régu- lateur différentiel réalisé avec un carter de ressort à évidement et dans lequel la membrane se déplaçant sous l'action de la variation de pression et l'organe obturateur du canal de dérivation sont reliés entre eux Par un carter de ressort La liaison garantit leur coopération par une translation sur la tige à ressort placée au centre Le mouvement simultané se produisant lors de la variation de  The invention relates to a differential regulating apparatus provided with a recess spring housing and in which the diaphragm moving under the action of the pressure variation and the obturator member of the bypass channel are interconnected by a spring housing The connection guarantees their cooperation by a translation on the spring rod placed in the center. The simultaneous movement occurring during the variation of

pression peut être influencé à l'aide d'un ressort de pré-  pressure can be influenced using a pre-tension spring.

contrainte réglable La limite supérieure de la pression  adjustable stress The upper limit of the pressure

exercée par le courant de liquide est fonction de la gran-  exerted by the liquid flow is a function of the

deur de la force du ressort La modification de la plage de régulation peut être effectuée: mécaniquement, par rotation manuelle de la tige à ressort, ou bien à l'aide d'un moteur électrique télécommandé,  Spring force variation The regulation range can be changed mechanically by manually rotating the spring rod or using a remote-controlled electric motor.

pneumatiquement par variation de la pres-  pneumatically by varying the pressure

sion régnant dans le volume au-dessus de la membrane.  sion prevailing in the volume above the membrane.

La faible consommation d'énergie de régula-  The low energy consumption of regula-

tion permet, dans le cas de variantes avec automatisation de la commande, l'utilisation de moteurs électriques de  allows, in the case of variants with automation of the control, the use of electric motors of

faible puissance, d'un emploi avantageux.  low power, advantageous employment.

Il est particulièrement avantageux que la soupape puisse être utilisée sans transformation avec un  It is particularly advantageous that the valve can be used without transformation with a

système d'actionnement électrique ou pneumatique.  electric or pneumatic actuation system.

Il existe toute une série de possibilités  There is a whole range of possibilities

d'utilisation o il est nécessaire d'effectuer une régula-  where it is necessary to carry out a

tion dans un domaine de pression fortement variable, éga-  in a highly variable pressure domain, likewise

lement dans le cas de liquides contenant des impuretés de granulométrie élevée, ou bien d'effectuer une régulation  in the case of liquids containing impurities of high particle size, or to regulate

de processus à l'aide d'un robinet ou d'une vanne télé-  process using a tap or a remote control valve.

-2- commandé à actionner avec un faible niveau d'énergie A  -2- controlled to operate with a low energy level A

titre d'exemple, on peut citer les systèmes de pulvérisa-  examples are spraying systems

tion de solutions de traitement dans des machines de pro-  processing solutions in

tection de plantes, dont les paramètres, définis par des conditions sévères, nécessitent des dispositifs de réqula- tion de pression d'un fonctionnement sr et extrêmement sensibles. Le dispositif de régulation conforme à  plant protection, the parameters of which, defined by severe conditions, require pressure-generating devices of a safe and extremely sensitive operation. The regulating device according to

l'invention garantit le principe fondamental de la réparti-  the invention guarantees the fundamental principle of the distribution

tion uniforme de la solution à Pulvériser, c'est-à-dire le maintien de la constance de la valeur de pression ou  uniformity of the spray solution, ie the maintenance of the constancy of the pressure value or

bien la possibilité de sa commande en fonction de la vites-  the possibility of its order according to the speed

se d'avance.in advance.

Les soupapes de régulation à actionnement  Actuating control valves

direct qui sont utilisées pour résoudre le problème pré-  which are used to solve the problem

cité font varier l'étranglement du canal de dérivation en fonction des variations de la pression et elles règlent ainsi la valeur de la pression déterminant la quantité de  cited, vary the throttling of the bypass channel as a function of pressure variations and thus adjust the value of the pressure determining the amount of pressure.

solution de traitement pulvérisée Le mouvement de l'élé-  sprayed treatment solution The movement of the

ment obturateur du canal de dérivation s'effectue en opposition à la force d'un ressort précontraint Au cours du déplacement, il est souhaitable de maintenir constante  shuttering of the bypass channel is effected in opposition to the force of a prestressed spring. During displacement, it is desirable to maintain constant

la force du ressort car une courbe caractéristique appro-  the spring force because a typical characteristic curve

Priée garantit la régulation uniforme Par auqmentation de la longueur du ressort, on peut obtenir la précision  Prayer guarantees uniform regulation By increasing the length of the spring, precision can be obtained

désirée mais il en résulte cependant des rapports de dimen-  desired, but the result is, however,

sions qui sont défavorables du Point de vue de la construc-  which are unfavorable from the point of view of the construction

tion Dans le cas de soupapes assurant une réqulation dans un domaine de pression élevé, il est nécessaire de placer  In the case of valves ensuring equation in a high pressure range, it is necessary to place

en série plusieurs ressorts ou bien de changer les res-  in series several springs or to change the

sorts. A titre d'exemple, on Peut citer la soupape  spells. As an example, we can mention the valve

de régulation de pression à commutateur de sélection con-  pressure regulator with selector switch

forme au brevet en Républiaue Fédérale d'Allemagne 1 550 164, suivant lequel l'obtention de la plage de -3- fonctionnement est réalisée par actionnement sélectif de  German Patent 1,550,164, according to which the achievement of the operating range is achieved by selective actuation of

deux ressorts.two springs.

Le problème consiste à réaliser une soupape  The problem is to make a valve

de grande sensibilité, offrant des possibilités de régula-  of great sensitivity, offering possibilities for regulating

tion continue, ayant de préférence de petites dimensions  continued, preferably having small dimensions

et qui possède également une courbe caractéristique cor-  and which also has a characteristic curve cor-

recte permettant de couvrir un domaine de pression variant considérablement. L'essentiel de l'invention réside en ce que la variation de l'étranglement du canal de dérivation est  to cover a range of pressure that varies considerably. The essence of the invention lies in that the variation of the throttling of the bypass channel is

effectuée à l'aide d'un mécanisme à membrane à effet diffé-  effected using a diaphragm mechanism with different

rentiel opérant avec un niveau d'énergie réduit et en ce que les composants de la soupape de régulation se déplaçant avec frottement n'entrent pas en contact avec le fluide à régler de sorte qu'on peut obtenir une réaction précise aux  operating with a reduced energy level and that the components of the regulating valve moving with friction do not come into contact with the fluid to be adjusted so that an accurate reaction can be obtained.

variations de la pression agissant sous la membrane.  pressure variations acting under the membrane.

L'invention réside dans la structure de la  The invention lies in the structure of the

soupape de régulation dont d'autres avantages et caracté-  control valve which has other advantages and features

ristiques seront mis en évidence dans la suite de la  will be highlighted in the rest of the

description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en  description, given by way of non-limiting example, in

référence aux dessins annexés dans lesquels: La Figure 1 est une vue latérale de la soupape selon l'invention, qui se compose du carter central 6, d'un couvercle 3 et d'un raccord de dérivation 7, qui sont reliés entre eux par les boulons 5, la position de la tige à ressort l dépassant du couvercle 3 étant f ixée par l'écrou de blocage 2, La Figure 2 est une vue en plan de la soupape de la Figure 1, montrant le trou de raccordement 4 du tuyau pneumatique, et La Figure 3 est une coupe de la soupape de régulation selon l'invention, à une échelle plus qrande  1 is a side view of the valve according to the invention, which consists of the central casing 6, a cover 3 and a branch connection 7, which are interconnected by 5, the position of the spring rod 1 protruding from the cover 3 being fixed by the locking nut 2; FIG. 2 is a plan view of the valve of FIG. 1 showing the connection hole 4 of the Figure 3 is a section of the regulating valve according to the invention, on a larger scale.

que les autres Figures.than the other figures.

Dans un carter central 6 sont ménaqés deux canaux se croisant et dont l'un assure un libre passage de -4- l'écoulement tandis que l'autre est, ce qu'on appelle un canal de dérivation qui est fermé d'un côté par l'organe obturateur 9 placé sur le bottier de ressort 12 et de l'autre côté par la membrane 11 Le bord extérieur de la membrane 11 est appliqué par le couvercle 3 contre la partie centrale de carter 6 tandis que le bord intérieur de la membrane est bloqué en position par le chapeau  In a central casing 6 there are two crossed channels, one of which ensures a free passage of the flow while the other is a so-called bypass channel which is closed on one side. by the shutter member 9 placed on the spring housing 12 and the other side by the membrane 11 The outer edge of the membrane 11 is applied by the cover 3 against the central housing portion 6 while the inner edge of the membrane is blocked in position by the hat

fileté 10 du bottier de ressort 12.  Threaded 10 of the spring box 12.

Dans le chapeau fileté 10 du bottier de ressort, il est prévu un trou central de traversée qui assure son guidaqe sur la tice à ressort L'embout fileté de la tige à ressort 14 sort au travers du couvercle et est aplatie à son extrémité Sur la tige à ressort 14, il est prévu un collet servant de butée de manière à limiter le mouvement du chapeau fileté 10, alors que la partie de base de la surface périphérique sert d'appui au carter de  In the threaded cap 10 of the spring box, there is provided a central through hole which ensures its guidance on the spring tice The threaded end of the spring rod 14 out through the cover and is flattened at its end on the spring rod 14, there is provided a collar acting as a stop so as to limit the movement of the threaded cap 10, while the base portion of the peripheral surface serves to support the casing of

ressort à l'encontre des forces latérales le sollicitant.  spring against the lateral forces soliciting it.

Le ressort de régulateur 13 est disposé dans une condition précontrainte entre le chapeau fileté 10 et la partie de base de la tige Entre la partie centrale 6 et le raccord de dérivation 7, l'étanchéité est assurée  The regulator spring 13 is disposed in a preload condition between the threaded cap 10 and the base portion of the rod. Between the central portion 6 and the bypass fitting 7, the seal is ensured.

par un sièqe de soupape 8 Drofilé en correspondance.  by a valve seat 8 Drofilé in correspondence.

La soupape selon l'invention fonctionne de telle manière que la pression du liquide s'exercant sur l'organe obturateur écarte celui-ci de son siège 8, en équilibre avec les frces de la membrane 11 et du ressort  The valve according to the invention operates in such a way that the pressure of the liquid exerted on the shutter member removes it from its seat 8, in equilibrium with the fringes of the diaphragm 11 and the spring

de régulation 13 acissant en sens contraire.  regulator 13 acting in the opposite direction.

La condition d'équilibre est établie en fonc-  The equilibrium condition is established

tion de la précontrainte du ressort 13 pour des valeurs  prestressing of the spring 13 for values

variables de la pression.variables of the pressure.

En fonction du rapport entre les surfaces de la membrane il et de l'organe obturateur 9, il se  Depending on the ratio between the surfaces of the membrane 11 and the shutter member 9, there is

produit comme effet résultant, sous l'action de la pres-  produced as a result, under the action of the

sion du liquide, la génération d'une force lécère dans le  sion of the liquid, the generation of a light force in the

sens d'ouverture, qui est contrebalancée par la précon-  sense of openness, which is counterbalanced by the

trainte du ressort de régulateur 13 Lors de la montée de la pression, le bottier de ressort l 2, se déplaçant avec  regulator spring train 13 When the pressure builds up, the spring box l 2, moving with

la membrane 11 et l'organe obturateur 9, comprime le res-  the diaphragm 11 and the shutter member 9, compress the resistor

sort 13 par l'intermédiaire de son chapeau fileté 10.  spell 13 through its threaded cap 10.

Lorsque l'organe obturateur 9 se soulève de son siège, l'effet d'étranglement du canal de dérivation se réduit et la quantité de liquide passant dans celui-ci augmente, de sorte que la valeur de la pression dans la direction  When the shutter member 9 lifts from its seat, the throttling effect of the bypass channel is reduced and the amount of liquid passing therethrough increases, so that the value of the pressure in the direction

du libre passage se rétablit à la valeur préétablie.  free passage is restored to the pre-established value.

Le réglage de la pression de service peut être effectué par rotation de la tige à ressort 14, ce qui provoque une modification de la précontrainte du ressort de régulation 13, ou bien d'une manière directe Dar la génération d'une pression de qaz agissant en sens opposé à la force de membrane ou bien par utilisation simultanée des deux possibilités La commande pneumatique fait diminuer la valeur maximale de pression déterminée  The adjustment of the operating pressure can be effected by rotation of the spring rod 14, which causes a change in the preload of the control spring 13, or in a direct manner to the generation of a pressure of qaz acting in the opposite direction to the diaphragm force or by simultaneous use of both possibilities Pneumatic control decreases the maximum pressure value determined

par la force de ressort jusqu'à la faible valeur désirée.  by spring force to the desired low value.

La soupape dispose ainsi d'un double degré de sécurité dans la variante précitée La condition d'équilibre de la soupape de régulation est indépendante dans une large mesure de la position de l'organe obturateur 9 car, à l'intérieur de la plage de déplacement, l'augmentation de la force de ressort peut être négligée et pour cette raison, la condition d'équilibre-correspond à une valeur  The valve thus has a double degree of safety in the aforementioned variant. The equilibrium condition of the control valve is independent to a large extent of the position of the shutter member 9 because, within the range of displacement, the increase of the spring force can be neglected and for this reason, the condition of equilibrium-corresponds to a value

de pression pratiquement stable.practically stable pressure.

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Claims (3)

REVENDICATIONS 1. Soupape de régulation d'écoulement de liquide comportant une membrane qui peut se déplacer en correspondance à la variation de la pression, un organe obturateur qui régle la décharge s'effectuant par le canal de dérivation, un élément de liaison qui assure la coopé- ration de la membrane et de l'organe obturateur, ainsi qu'un ressort de régulation agissant dans un sens oppose  1. A liquid flow regulating valve comprising a diaphragm which can move in correspondence with the variation of the pressure, a shutter member which regulates the discharge being effected by the bypass channel, a connecting element which ensures the co-operation - ration of the membrane and the shutter member, and a regulating spring acting in a opposite direction à leur mouvement conjoint, caractérisée en ce que l'élé-  their joint movement, characterized in that the ment de liaison est agencé sous la forme d'un bottier ( 12) pour le ressort dont le guidage est assuré par une  binding member is arranged in the form of a casing (12) for the spring, the guiding of which is ensured by a tige ( 14) associée au ressort et placée centralement.  rod (14) associated with the spring and centrally positioned. 2. Soupape de réqulation selon la revendi-  2. Control valve according to claim cation 1, caractérisée en ce que la tige à ressort ( 14) placée centralement est reliée au couvercle ( 3) à l'aide  cation 1, characterized in that the centrally located spring rod (14) is connected to the cover (3) by means of d'un filetage et en ce que sa rotation modifie la pré-  of a thread and that its rotation alters the pre- contrainte du ressort de régulation ( 13).  constraint of the control spring (13). 3. Soupape de régulation selon l'une des  3. Regulating valve according to one of revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'entre la  claims 1 and 2, characterized in that between the membrane ( 11) et le couvercle ( 3) est formé un volume fermé dont la liaison avec le volume en surpression  membrane (11) and the lid (3) is formed a closed volume whose connection with the volume in overpressure permet de réduire la force de membrane agissant en oppo-  reduces the membrane force acting as oppo- sition au ressort de régulation ( 13), c'est-à-dire  to the control spring (13), that is to say d'assurer la régulation pneumatique de la pression.  to ensure the pneumatic regulation of the pressure.