FR2588393A1

FR2588393A1 - Flowrate generator

Info

Publication number: FR2588393A1
Application number: FR8509307A
Authority: FR
Inventors: Guy Bourdon; Maurice Molozay; Jean Arnault
Original assignee: Air Liquide SA
Current assignee: Air Liquide SA
Priority date: 1985-06-19
Filing date: 1985-06-19
Publication date: 1987-04-10
Also published as: FR2588393B1

Abstract

The present invention relates to an electrically-driven flowrate generator for a fluid, comprising a valve 1 with a movable flap 3 which is integral with the movable core of an electromagnet. This generator is characterised in that the upstream supply pressure P1 of the fluid is chosen to be greater than twice the downstream working pressure P2, so that the flow of the fluid through the passage section delimited by the movable flap of the valve is sonic, and it comprises a single pressure sensor 10 picking off the upstream supply pressure P1, whose output signal is applied to the second input of the multiplier circuit 8.

Description

"CENERUrEUR DE DEBIT"
La présente invention concerne un procédé pour contrôler le débit d'un fluide à travers une vanne à clapet mobile dans lequel on mesure d'une part la pression du fluide et d'autre part la position du clapet mobile, on calcule le produit de ces deux mesures représentant un nombre proportionnel au débit effectif du fluide à travers la vanne, puis on compare le produit de ces deux mesures à une valeur de consigne de manière à commander le déplacement dudit clapet dans un sens ou dans 1 'autre suivant le signe de la différence entre le produit des deux mesures et de la valeur de consigne."FLOW CENERUTOR"
The present invention relates to a method for controlling the flow of a fluid through a movable valve in which the pressure of the fluid is measured on the one hand and the position of the movable valve on the other hand, the product of these is calculated two measurements representing a number proportional to the effective flow of the fluid through the valve, then the product of these two measurements is compared to a set value so as to control the movement of said valve in one direction or in the other according to the sign of the difference between the product of the two measurements and the set value.

Elle concerne également un générateur de debit d'un fluide piloté électriquement. It also relates to a flow generator of an electrically controlled fluid.

On connaît déjà, ainsi qu'il est décrit dans la demande de brevet européen 0086259, un générateur de débit de gaz comportant un orifice traversé par le gaz s'écoulant d'une chambre amont, où règne une pression amont, à une chambre aval où règne une pression aval, cet orifice etant plus ou moins obturé par un clapet mobile commandé électriquement. Ce clapet laisse ouvert un passage de surface déterminée par la position du clapet. On mesure la position du clapet mobile pour obtenir un premier signal électrique représentant cette position et on mesure également la différence entre la pression amont et la pression aval, pour fournir un second signal électrique représentant cette différence de pression.Ces deux signaux. sont appliqués à deux entres respectives d'un circuit électrique de calcul qui fournit à sa sortie un signal correspondant au débit effectif du gaz. Ce dernier signal peut être alors comparé à un signal de consigne et le signal d'erreur résultant peut être utilisé pour commander un déplacement du clapet mobile tel que l'on obtienne un débit prédéterminé correspondant à la valeur du signal de consigne. We already know, as described in European patent application 0086259, a gas flow generator comprising an orifice traversed by the gas flowing from an upstream chamber, where an upstream pressure prevails, to a downstream chamber where there is downstream pressure, this orifice being more or less closed by an electrically controlled movable valve. This valve leaves open a surface passage determined by the position of the valve. The position of the movable valve is measured to obtain a first electrical signal representing this position and the difference between the upstream pressure and the downstream pressure is also measured, to provide a second electrical signal representing this pressure difference. These two signals. are applied to two respective inputs of an electrical calculation circuit which provides at its output a signal corresponding to the effective flow rate of the gas. This latter signal can then be compared to a setpoint signal and the resulting error signal can be used to control movement of the movable valve such that a predetermined flow rate corresponding to the value of the setpoint signal is obtained.

Un générateur de débit comportant deux capteurs de pression ou un capteur de pression différentiel auquel on applique le fluide amont et le fluide aval sont également décrits dans les articles SIENENS-ZEITSCERIFT, vol. 41, n . 8, août 1967, pages 692-695, Erlangen (DE) ; KURT EWE: "Betriebserprobung eines Segmentblendenschiebers als Nessgeber und Stellglied für Durchflüsse in extrem grossen Bereichen", REGELUNGSTECHNISCHE PRAXIES, vol. 19, no. 4, avril 1977, pages M17-M20, R. A flow generator comprising two pressure sensors or a differential pressure sensor to which the upstream fluid and the downstream fluid are applied are also described in the articles SIENENS-ZEITSCERIFT, vol. 41, n. 8, August 1967, pages 692-695, Erlangen (DE); KURT EWE: "Betriebserprobung eines Segmentblendenschiebers als Nessgeber und Stellglied für Durchflüsse in extrem grossen Bereichen", REGELUNGSTECHNISCHE PRAXIES, vol. 19, no. 4, April 1977, pages M17-M20, R.

Oldenbourg Verlag, Munich (DE) ; G. STRDHZ gN : : "Lösungen von MSR-Aufgab en" et C0NGNRDL ENGINEERING, vol. 10, no. 9, septembre 1963, pages 101-105, New YOrk (USA) ; G. HARPER : "Gas flow control a fresh viewpoint". Oldenburg Verlag, Munich (DE); G. STRDHZ gN:: "Lösungen von MSR-Aufgab en" and C0NGNRDL ENGINEERING, vol. 10, no. 9, September 1963, pages 101-105, New YOrk (USA); G. HARPER: "Gas flow control a fresh viewpoint".

Un tel générateur de débit de fluide présente I'inconvénient d'exiger deux capteurs de pression pour mesurer respectivement la pression amont et la pression aval, si bien que ce générateur est relativement cceplexe et onéreux. Such a fluid flow generator has the disadvantage of requiring two pressure sensors to measure the upstream pressure and the downstream pressure respectively, so that this generator is relatively cceplex and expensive.

La présente invention vise à remédier à cet inconvénient en procurant un procédé pour contrôler le débit d'un fluide ainsi qu'un générateur de débit particulièrement sinoples et permettant un temps de réponse très court. The present invention aims to remedy this drawback by providing a method for controlling the flow of a fluid as well as a particularly Sinoples flow generator and allowing a very short response time.

A cet effet, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que la pression du fluide (P1) en amont de la vanne est choisie supérieure ou égale à deux fois la pression du fluide (P2) en aval de la vanne, de sorte que 1 'écoulement du fluide à travers la vanne est un écoulement sonique et en ce que l'on mesure la pression du fluide uniquement en amont (P1) de la vanne. To this end, the method according to the invention is characterized in that the fluid pressure (P1) upstream of the valve is chosen to be greater than or equal to twice the fluid pressure (P2) downstream of the valve, so 1 flow of the fluid through the valve is a sonic flow and in that one measures the pressure of the fluid only upstream (P1) of the valve.

Du fait que la pression d'alimentation amont est choisie supérieure à deux fois la pression d'utilisation aval et que ltecoulement du fluide dans la vanne est sonique, le débit de fluide traversant cette vanne est proportionnel à la fois à la section de passage de la vanne et à la pression d'alimentation amont. I1 suffit donc de relever uniquement la pression d'alimentation amont pour pouvoir obtenir, par multiplication de la valeur de cette pression par celle de la section de passage, c'est-à-dire en fait la position axiale du clapet mobile, la valeur du débit traversant la vanne. Since the upstream supply pressure is chosen to be greater than twice the downstream operating pressure and the flow of the fluid in the valve is sonic, the flow of fluid passing through this valve is proportional both to the cross section of the valve and upstream supply pressure. It is therefore sufficient to read only the upstream supply pressure to be able to obtain, by multiplying the value of this pressure by that of the passage section, that is to say in fact the axial position of the movable valve, the value of the flow through the valve.

le générateur de débit de fluide suivant l'invention est considerablement simplifié par rapport au générateur connu antérieurement puisqu'il met en oeuvre un seul capteur de pression destiné à relever uniquement la pression d'alimentation amont. Ce générateur de débit d'un fluide piloté électriquement comportant une vanne (1) à clapet mobile (3) solidaire de moyens de commande du déplacement du clapet mobile, un capteur (9) de la position du clapet mobile (3) émettant un premier signal électrique correspondant à cette position, des noyens pour produire un second signal de la pression du fluide, des moyens de multiplication de ces deux signaux et délivrant un signal de sortie représentant le débit effectif (Q) du fluide, un comparateur (12) à deux entres auxquelles sont respectivement appliqués le signal de sortie des moyens de multiplication et un signal de consigne, et dont la sortie est connectée aux moyens de commande du déplacement du clapet mobile est caractérisé en ce que la pression d'alimentation amont (P1) du fluide est choisie supérieure à deux fois la pression d'utilisation aval (P2), de sorte que 1'ecoulement du fluide à travers la section de passage délimitée par le clapet mobile de la vanne soit sonique, et en ce qu'il comporte un seul capteur de pression (10) relevant la pression d'alimentation amont (P1) délivrant ledit second signal de la pression du fluide. the fluid flow generator according to the invention is considerably simplified compared to the previously known generator since it implements a single pressure sensor intended to read only the upstream supply pressure. This flow generator of an electrically controlled fluid comprising a valve (1) with movable valve (3) integral with means for controlling the movement of the movable valve, a sensor (9) of the position of the movable valve (3) emitting a first electrical signal corresponding to this position, cores to produce a second signal of the fluid pressure, means for multiplying these two signals and delivering an output signal representing the effective flow (Q) of the fluid, a comparator (12) to two inputs to which the output signal of the multiplication means and a reference signal are respectively applied, and the output of which is connected to the means for controlling the movement of the movable valve is characterized in that the upstream supply pressure (P1) of the fluid is chosen to be greater than twice the downstream operating pressure (P2), so that the flow of fluid through the passage section delimited by the movable valve of the valve is sonic, and in c e it comprises a single pressure sensor (10) raising the upstream supply pressure (P1) delivering said second signal of the fluid pressure.

On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annnexé Sur lequel - la figure 1 est un schéma synoptique d'un générateur de débit de fluide
piloté électriquement - la figure 2 est un schéma d'une variante d'exécution , - la figure 3 est une variante de réalisation d'un clapet mobile sous
forme de pointeau ; - la figure 4 est une variante du pointeau représenté sur la figure 3.Various embodiments of the present invention will be described below, by way of non-limiting examples, with reference to the appended drawing In which - FIG. 1 is a block diagram of a fluid flow generator
electrically controlled - Figure 2 is a diagram of an alternative embodiment, - Figure 3 is an alternative embodiment of a movable valve under
needle shape; - Figure 4 is a variant of the needle shown in Figure 3.

Le générateur de débit de fluide suivant l'invention comporte une vanne électranagnétîque 1 présentant, à l'intérieur de son corps, un orifice de passage du fluide 2 en regard duquel est disposé un clapet 3 mobile axialement. Cet orifice de passage 2 fait communiquer un orifice d'entrée amont 4 avec un orifice de sortie aval 5 et le débit du fluide traversant la vanne 1 est fonction de la position axiale d du clapet mobile 3 par rapport au siège de l'orifice 2. Cette position est déterminée par un électro-aimant 6 dont le noyau plongeur, mobile axialement, est solidaire du clapet 3, ce clapet 3 étant sollicité par un ressort de rappel. L'orifice d'entrée 4 de la vanne est relié à une source de fluide 7 délivrant le fluide à une pression d'alimentation amont P1, tandis que l'orifice de sortie 5 est relié à un dispositif d'utilisation quelconque fonctionnant à une pression aval P2 inférieure à la moitié de la pression amont. The fluid flow generator according to the invention comprises an electromagnetic valve 1 having, inside its body, a fluid passage orifice 2 opposite which is a valve 3 movable axially. This passage orifice 2 communicates an upstream inlet orifice 4 with a downstream outlet orifice 5 and the flow rate of the fluid passing through the valve 1 is a function of the axial position d of the movable valve 3 relative to the seat of the orifice 2 This position is determined by an electromagnet 6, the axially movable plunger core is integral with the valve 3, this valve 3 being biased by a return spring. The inlet port 4 of the valve is connected to a source of fluid 7 delivering the fluid at an upstream supply pressure P1, while the outlet port 5 is connected to any device of use operating at a downstream pressure P2 less than half the upstream pressure.

Le générateur comporte des moyens de régulation 20 sensibles, d'une part aux signaux électriques d et P1 issus respectivement du capteur de position 9 et du capteur de pression 10 et déli'irant, d'autre part, un signal de ccmmande 21 aux moyens de commande 6 de déplacement du clapet mobile 3, ces moyens de commande étant sensibles aux signaux electriques positif et négatif et engendrant respectivement un déplacement dans un sens ou dans l'autre. lorsque la valeur calculee Q du débit (voir ci-apres) est supérieure à la valeur de consigne Vc, ceci veut dire que le débit est supérieur à la valeur choisie, variable, fixée par avance à la valeur Vc. Dans ce cas, le signal de sortie (négatif sur la figure) engendre un déplacement vers le bas (sur la figure) du clapet mobile 3 de manière à réduire l'ouverture de passage et diminuer le débit. Inversement, si Q est inférieure à la valeur de consigne Vc, le déplacement du clapet mobile s'effectue vers le haut de manière à augmenter le débit. The generator comprises regulation means 20 sensitive, on the one hand to the electrical signals d and P1 respectively coming from the position sensor 9 and from the pressure sensor 10 and supplying, on the other hand, a control signal 21 to the means 6 for controlling the movement of the movable valve 3, these control means being sensitive to positive and negative electrical signals and respectively generating a movement in one direction or the other. when the calculated value Q of the flow rate (see below) is greater than the set value Vc, this means that the flow rate is greater than the chosen value, variable, fixed in advance at the value Vc. In this case, the output signal (negative in the figure) generates a downward movement (in the figure) of the movable valve 3 so as to reduce the passage opening and reduce the flow rate. Conversely, if Q is less than the set value Vc, the movement of the movable valve takes place upwards so as to increase the flow rate.

La valeur instantanée du débit du gaz à travers la vanne 1 est calculée par un circuit multiplicateur 8 à deux entrées et qui reçoit, sur une première entrée, un premier signal électrique d correspondant à la position axiale du clapet mobile 3 par rapport à son siège. Ce signal est délivré par un capteur de position 9 associé à la vanne 1. The instantaneous value of the gas flow rate through the valve 1 is calculated by a multiplier circuit 8 with two inputs and which receives, on a first input, a first electrical signal d corresponding to the axial position of the movable valve 3 relative to its seat . This signal is delivered by a position sensor 9 associated with the valve 1.

Le circuit multiplicateur 8 reçoit à sa seconde entrée un second signal P1 correspondant à la pression d'alimentation amont du fluide. Ce signal est fourni par un capteur de pression unique 10 branche sur la canalisation 11 reliant la source de gaz 7 à la vanne 1. The multiplier circuit 8 receives at its second input a second signal P1 corresponding to the upstream supply pressure of the fluid. This signal is supplied by a single pressure sensor 10 connected to the pipe 11 connecting the gas source 7 to the valve 1.

La pression d'alimentation P1 est choisie supérieure à deux fois la pression d'utilisation aval P2 de telle sorte que l'écoulement du gaz à travers l'orifice de passage 2 de la vanne 1 soit sonique. De ce fait, ce débit Q est de la forme Q = KSP1, K étant une constante, S la section de passage qui est proportionnelle à la position axiale d du clapet par rapport à son siège, et P1 la pression amont. On voit donc que pour une pression d'alimentation donnée P1 la valeur du débit Q du gaz est uniquement fonction de la section de passage S, c'est-à-dire de la position d du clapet 3. The supply pressure P1 is chosen to be greater than twice the downstream operating pressure P2 so that the flow of gas through the passage orifice 2 of the valve 1 is sonic. Therefore, this flow rate Q is of the form Q = KSP1, K being a constant, S the passage section which is proportional to the axial position d of the valve relative to its seat, and P1 the upstream pressure. It can therefore be seen that for a given supply pressure P1 the value of the gas flow rate Q is solely a function of the passage section S, that is to say of the position d of the valve 3.

le circuit multiplicateur 8 délivre à sa sortie un signal Q qui représente le débit effectif du gaz à travers la vanne 1. Ce signal Q est appliqué à une entrée d'un amplificateur ccmparateur 12 à une seconde entrée duquel est appliqué un signal de consigne V correspondant au
c débit de fluide que l'on désire obtenir. Par consequent, si le - débit effectif Q est différent du débit désiré représenté par la tension de consigne Vc, l'amplificateur coflparateur 12 délivre à sa sortie un signal d'erreur qui est appliqué à 1 'électro-aimant 6 pour ecarter ou rapprocher le clapet mobile 3 de son siège, afin de corriger l'écart du débit et d'obtenir le débit désiré.the multiplier circuit 8 delivers at its output a signal Q which represents the effective flow of gas through the valve 1. This signal Q is applied to an input of an amplifier ccmparator 12 to a second input which is applied a setpoint signal V corresponding to
c flow rate of fluid which it is desired to obtain. Consequently, if the effective flow rate Q is different from the desired flow rate represented by the setpoint voltage Vc, the co-comparator amplifier 12 delivers at its output an error signal which is applied to the electromagnet 6 to move away or bring it closer the movable valve 3 of its seat, in order to correct the difference in the flow and obtain the desired flow.

Dans la variante d ' exécution illustrée sur la figure 2, le capteur de position 9 est du type à transformateur différentiel. Le capteur de pression 10, du type à pont de jauges, l'alimente en signaux périodiques de forme triangulaire fournis par un générateur de signaux 13. Les signaux 19 délivrés pour ce générateur 13 sont modulés par le capteur de pression 10 qui délivre des signaux de sortie, d'amplitude variable en fonction de la pression amont P1, qui sont appliqués au capteur de position 9. Le capteur de position 9, fonctionnant en dérivateur, délivre alors, à sa sortie, un signal créneau proportionnel au produit de la pression amont P1 et de la section de passage, c'est-à-dire au débit Q du fluide.Ce signal est appliqué à un démudulateur 14 dont la sortie, à laquelle apparaît un signal continu Q représentant le débit, est rélieé à la première entrée de l'amplificateur comparateur 12. On voit ainsi que la multiplication est realisée sans avoir à faire appel à un circuit multiplicateur 8 indépendant. In the variant illustrated in FIG. 2, the position sensor 9 is of the type with differential transformer. The pressure sensor 10, of the gauge bridge type, supplies it with periodic triangular signals supplied by a signal generator 13. The signals 19 delivered for this generator 13 are modulated by the pressure sensor 10 which delivers signals output, of variable amplitude as a function of the upstream pressure P1, which are applied to the position sensor 9. The position sensor 9, operating as a diverter, then delivers, at its output, a niche signal proportional to the product of the pressure upstream P1 and the flow section, i.e. at the flow rate Q of the fluid. This signal is applied to a demudulator 14 whose output, to which a continuous signal Q representing the flow appears, is linked to the first input of the comparator amplifier 12. It can thus be seen that the multiplication is carried out without having to call upon an independent multiplier circuit 8.

Les moyens de régulation 20 sont ici constitués pour le générateur 13, le démodulateur 14 et le comparateur 12 ainsi qu'une partie du capteur de position 9 assurant la fonction de dérivateur. The regulation means 20 are here constituted for the generator 13, the demodulator 14 and the comparator 12 as well as a part of the position sensor 9 ensuring the function of differentiator.

La figure 3 représente une variante de réalisation de la figure 1, dans laquelle le clapet mobile 3 a été remplacé par un système à pointeau mobile. D'une manière générale, on désignera par clapet mobile tous les systèmes équivalents. Par exemple, les clapets du type "quart de tour" ou "demi tour" généralement en céramique et dont la rotation d'un quart ou d'un demi tour l'un sur 1' autre de deux disques cemplémentaires provoque le passage de la fermeture à l'ouverture maximale. Dans ce cas, les moyens de commande du clapet seront un moteur, avec ou sans démultiplication, permettant d'effectuer la rotation voulue. Le capteur de position dans un tel système rotatif est de préférence un potentiomètre rotatif.Egalement, les clapets mobiles du type pointeau font partie de l'invention : pointeau fendu comme décrit à la figure 3, pointeau biseauté comme représenté sur la figure 4. Les moyens de commande de déplacement sont du type moteur linéaire ou moteur rotatif couplé avec un système transformant le mouvement de rotation en un mouvement de translation. Le capteur de position du clapet mobile pourra prendre toute forme bien connue, adapté au type de déplacements du clapet mobile et en particulier, capteur de déplacement, capteur de position angulaire, moyens optiques, électriques, etc... Figure 3 shows an alternative embodiment of Figure 1, in which the movable valve 3 has been replaced by a movable needle system. Generally speaking, all equivalent systems will be designated by mobile valve. For example, valves of the "quarter-turn" or "half-turn" type, generally made of ceramic and the rotation of a quarter or a half-turn one over the other of two cementary discs causes the passage of the closing at maximum opening. In this case, the valve control means will be a motor, with or without gear reduction, allowing the desired rotation to be carried out. The position sensor in such a rotary system is preferably a rotary potentiometer. Also, the movable valves of the needle type are part of the invention: split needle as described in FIG. 3, beveled needle as shown in FIG. displacement control means are of the linear motor or rotary motor type coupled with a system transforming the rotational movement into a translational movement. The mobile valve position sensor can take any well-known form, adapted to the type of movement of the mobile valve and in particular, displacement sensor, angular position sensor, optical, electrical means, etc.

Le générateur représenté à la figure 3 cl'porte une vanne électromagnétique 100, permettant à 1' intérieur de son corps, un orifice de passage du fluide 200 dans le clapet mobile 300, se déplaçant axialement. Cet orifice de passage 200 fait communiquer un orifice d'entrée amont 40 avec un orifice de sortie aval 50 et le débit du fluide traversant la vanne 1 est fonction de la position axiale du clapet mobile 300 par rapport à l'orifice 200. Cette position est déterminée par un électro-aimant 60 dont le noyau plongeur, mobile axialement, est solidaire du clapet 300, ce clapet 300 étant sollicité par un ressort de rappel.L'orifice d'entrée 40 de la vanne est relié à une source de fluide 70 délivrant le fluide à une pression d'alimentation amont P1, tandis que l'orifice de sortie 50 est relié à un dispositif d'utilisation quelconque fonctionnant à une pression aval P2 inférieure à la moitié de la pression amont. The generator represented in FIG. 3 carries a solenoid valve 100, allowing 1 inside its body, an orifice for passage of the fluid 200 in the movable valve 300, moving axially. This passage orifice 200 communicates an upstream inlet orifice 40 with a downstream outlet orifice 50 and the flow rate of the fluid passing through the valve 1 is a function of the axial position of the movable valve 300 relative to the orifice 200. This position is determined by an electromagnet 60 whose axially movable plunger core is integral with the valve 300, this valve 300 being biased by a return spring. The inlet port 40 of the valve is connected to a source of fluid 70 delivering the fluid at an upstream supply pressure P1, while the outlet orifice 50 is connected to any device for use operating at a downstream pressure P2 less than half of the upstream pressure.

La valeur instantanée du débit du gaz à travers la vanne 100 est calculée par un circuit multiplicateur 108 à deux entrées et qui reçoit, sur une première entrée, un premier signal électrique d correspondant à la position axiale du clapet mobile 300. Ce signal est délivré par un capteur de position 90 associé à la vanne 100. The instantaneous value of the gas flow rate through the valve 100 is calculated by a multiplier circuit 108 with two inputs and which receives, on a first input, a first electrical signal d corresponding to the axial position of the movable valve 300. This signal is delivered by a position sensor 90 associated with the valve 100.

Le circuit multiplicateur 108 reçoit à sa seconde entrée un second signal P1 correspondant à la pression d'alimentation amont du fluide. Ce signal est fourni par un capteur de pression unique 110 branché sur la canalisation 111 reliant la source de gaz 70 à la vanne 100. The multiplier circuit 108 receives at its second input a second signal P1 corresponding to the upstream supply pressure of the fluid. This signal is supplied by a single pressure sensor 110 connected to the pipe 111 connecting the gas source 70 to the valve 100.

La pression d'alimentation P1 est choisie supérieure à deux fois la pression d'utilisation aval P2 de telle sorte que l'écoulement du gaz à travers l'orifice de passage 200 de la vanne 100 soit sonique. De ce fait, ce débit Q est de la forme : Q = KSP1, K étant une constante, S la section de passage qui est proportionnelle à la position axiale du clapet par rapport à son siège, et P1 la pression amont. On voit donc que pour une pression d'alimentation donnée P1 la valeur du débit Q du gaz est uniquement fonction de la section de passage S, c'est-à-dire de la position d du clapet 300. The supply pressure P1 is chosen to be greater than twice the downstream operating pressure P2 so that the flow of gas through the passage orifice 200 of the valve 100 is sonic. Therefore, this flow rate Q is of the form: Q = KSP1, K being a constant, S the passage section which is proportional to the axial position of the valve relative to its seat, and P1 the upstream pressure. It can therefore be seen that for a given supply pressure P1, the value of the flow rate Q of the gas is solely a function of the passage section S, that is to say of the position d of the valve 300.

Le circuit multiplicateur 108 délivre à sa sortie un signal Q qui représente le débit effectif du gaz à travers la vanne 1. Ce signal Q est appliqué à une entrée d'un amplificateur copparateur 112 à une seconde entrée duquel est appliqué un signal de consigne v correspondant
c au débit de fluide que lton désire obtenir. Par conséquent, si le débit effectif Q est différent du débit désiré représente par la tension de consigne Vc, l'amplificateur comparateur 112 délivre à sa sortie un signal d'erreur qui est appliqué à ltelectro-aimant 60 pour déplacer le clapet mobile 300 de son siège, afin de corriger lgecart du débit et d'obtenir le débit désiré.The multiplier circuit 108 delivers at its output a signal Q which represents the effective flow rate of the gas through the valve 1. This signal Q is applied to an input of a copparator amplifier 112 to a second input from which a setpoint signal v is applied corresponding
c at the flow rate of fluid that is desired. Consequently, if the effective flow rate Q is different from the desired flow rate represented by the setpoint voltage Vc, the comparator amplifier 112 delivers at its output an error signal which is applied to the electromagnet 60 to move the movable valve 300 by its seat, in order to correct the flow difference and obtain the desired flow.

La figure 4 représente une variante de réalisation du pointeau de la figure 3, sur laquelle les mÊmes éléments portent les mêmes références. Le pointeau fendu a été remplacé par un pointeau cylindrique biseauté, le biseau permettant d'augmenter linéairement le débit. FIG. 4 represents an alternative embodiment of the needle of FIG. 3, in which the same elements bear the same references. The split needle has been replaced by a beveled cylindrical needle, the bevel allowing the flow to be increased linearly.

Comme sur la figure 3, le pointeau 300 est mobile longitudinalement sous l'action du moyen 60 Lorsque le point A du pointeau 300 est sous le niveau délimité par le joint 201, le vanne est fermez (l'étanchéité est assurée par le joint torique 202 qui délimite la chanbre d'arrivée 203 de gaz issu de 70. Le déplacement vers le haut (sur les figures 3 et 4) du pointeau 300 provoque l'ouverture progressive de la vanne. Dans le cas des pointeaux 300 de la figure 3, le débit est proportionnel à la surface d x a, tandis que sur la figure 4, il est fonction de la distance d et de l'angle du plan du biseau avec l'axe du cylindre continuant le pointeau 300. As in FIG. 3, the needle 300 is movable longitudinally under the action of the means 60 When the point A of the needle 300 is below the level delimited by the seal 201, the valve is closed (the seal is ensured by the O-ring 202 which delimits the inlet channel 203 of gas coming from 70. The upward movement (in FIGS. 3 and 4) of the needle 300 causes the valve to gradually open.In the case of the needles 300 of FIG. , the flow rate is proportional to the surface dxa, while in FIG. 4, it is a function of the distance d and of the angle of the plane of the bevel with the axis of the cylinder continuing the needle 300.

Claims

REVENDICATIONS

1. - Procédé pour contrôler le débit d'un fluide à travers une vanne à clapet mobile dans lequel on mesure d'une part la pression du fluide et d'autre part la position du clapet mobile, on calcule le produit de ces deux mesures representant un nombre proportionnel au débit effectif du fluide à travers la vanne, puis on compare le produit de ces deux mesures à une valeur de consigne de manier à commandeur le deplacement dudit clapet dans un sens ou dans 1 'autre suivant le signe de la différence entre le produit des deux mesures et de la valeur de consigne, caractérisé en ce que la pression du fluide (P1) en amont de la vanne est choisie supérieure ou égale à deux fois la pression du fluide (P2) en aval de la vanne, de sorte que l'écoulement du fluide à travers la vanne est un écoulement sonique et en ce que l'on mesure la pression du fluide uniquement en amont (P1) de la vanne. 1. - Method for controlling the flow of a fluid through a movable valve in which the pressure of the fluid is measured on the one hand and the position of the movable valve on the other hand, the product of these two measurements is calculated representing a number proportional to the effective flow rate of the fluid through the valve, then the product of these two measurements is compared to a set value to control the displacement of said valve in one direction or in the other according to the sign of the difference between the product of the two measurements and the set value, characterized in that the fluid pressure (P1) upstream of the valve is chosen to be greater than or equal to twice the fluid pressure (P2) downstream of the valve, so that the flow of the fluid through the valve is a sonic flow and in that the pressure of the fluid is only measured upstream (P1) of the valve.

2. - GEnErateur de débit d'un fluide piloté électriquement comportant une vanne (1) à clapet mobile (3) solidaire de moyens de commande du déplacement du clapet mobile, un capteur (9) de la position du clapet mobile (3) emettant un premier signal électrique oorrespcndant à cette position, des moyens pour produire un second signal de la pression du fluide, des aryens de multiplication de ces deux signaux et délivrant un signal de sortie représentant le débit effectif (Q) du fluide, un oomparateur (12) à deux entrées auxquelles sont respectivement appliqués le signal de sortie des moyens de multiplication et un signal de consigne, et dont la sortie est connectez aux moyens de commande du déplacement du clapet mobile, caractérisé en ce que la pression d'alimentation amont (P1) du fluide est choisie supérieure à deux fois la pression d'utilisation aval (P2), de sorte que l'écoulement du fluide à travers la section de passage délimitée par le clapet mobile de la vanne soit sonique, et en ce qu'il comporte un seul capteur de pression (10) relevant la pression d'alimentation amont (P1) délivrant ledit second signal de la pression du fluide. 2. - Electrically controlled fluid flow generator comprising a valve (1) with movable valve (3) secured to means for controlling the movement of the movable valve, a sensor (9) of the position of the movable valve (3) emitting a first electrical signal oorrespcndant at this position, means for producing a second signal of the pressure of the fluid, aryens of multiplication of these two signals and delivering an output signal representing the effective flow (Q) of the fluid, a comparator (12 ) to two inputs to which the output signal of the multiplication means and a setpoint signal are respectively applied, and the output of which is connected to the means for controlling the movement of the movable valve, characterized in that the upstream supply pressure (P1 ) of the fluid is chosen to be greater than twice the downstream operating pressure (P2), so that the flow of the fluid through the passage section delimited by the movable valve of the valve is sonic, and in this that it comprises a single pressure sensor (10) raising the upstream supply pressure (P1) delivering said second signal of the fluid pressure.

3. - GEnErateur de débit suivant la revendication 1 on 2, caractérisé en ce que les mayens de multiplication sont constitues par un circuit multiplicateur (8) à deux entrées auxquelles sont respectivement appliques les premier et second signaux. 3. - flow generator according to claim 1 on 2, characterized in that the multiplication means are constituted by a multiplier circuit (8) with two inputs to which the first and second signals are applied respectively.

4. - Gnateur de débit suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en oe que le capteur de position (9) est du type à transformateur différentiel, le capteur de pression (10), du type à pont de jauges, l'alimente en signaux périodiques de forme triangulaire fournis par un générateur de signaux (13), ces signaux de sortie ayant une amplitude variable en fonction de la pression amont (P1), Si bien que le capteur de position (9), fonctionnant en dérivateur, delivre alors, à sa sortie, un signal créneau proportionnel au produit de la pression amont (P1) et de la section de passage, c'est-à-dire au débit (Q) du fluide, ce signal étant appliqué à un démodulateur (14) dont la sortie, à laquelle apparaît un signal continu (Q) représentant le débit est reliée à la première entre de l'amplificateur comparateur (12). 4. - Flow regulator according to one of claims 2 or 3, characterized in that the position sensor (9) is of the differential transformer type, the pressure sensor (10), of the gauge bridge type, l '' supplies periodic signals of triangular shape supplied by a signal generator (13), these output signals having a variable amplitude as a function of the upstream pressure (P1), so that the position sensor (9), operating as a diverter , then delivers, at its output, a niche signal proportional to the product of the upstream pressure (P1) and the passage section, that is to say at the flow rate (Q) of the fluid, this signal being applied to a demodulator (14) whose output, to which a continuous signal (Q) representing the flow appears, is connected to the first input of the comparator amplifier (12).