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chromium
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Polymer
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TEFLON
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2511113A1
Family ID 7982208
Probable Assignee Rop Const Meca
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title VANNE MOTORISEE POUR LA COMMANDE DE L'ECOULEMENT DE FLUIDES
SOUS HAUTES PRESSIONS
EN Title MOTORISED NEEDLE VALVE FOR CONTROL OF HIGH PRESSURE FLUID
FLOW - USES ELECTRIC MOTOR DRIVEN NEEDLE VALVE RUNNING IN THREAD CUT
INSIDE PUMP BODY TO REGULATE FLOW
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE LES VANNES DE CONTROLE D'ECOULEMENT DE FLUIDES
SOUS HAUTES PRESSIONS.
ELLE VISE A AUTOMATISER COMPLETEMENT CES VANNES. A CET EFFET ELLE
PREVOIT DE COMMANDER LE POINTEAU 14-16 DE CES VANNES PAR UN ENSEMBLE
MOTO-REDUCTEUR 26 ACCOUPLE PAR UNE TRANSMISSION SOUPLE 28 A LA TIGE 8
DU POINTEAU, D'ASSURER AVEC UNE FORTE DEMULTIPLICATION LA
TRANSFORMATION DE MOUVEMENT ROTATION-TRANSLATION, ET DE CONFORMER
L'EXTREMITE DU POINTEAU EN UN CONE 16 DE TRES FAIBLE CONICITE, POUR
POUVOIR CONTROLER AUTOMATIQUEMENT AVEC UNE GRANDE PRECISION
L'ECOULEMENT DU FLUIDE DE L'ECHANTILLON.
LE MOTO-REDUCTEUR 26 EST FIXE AU CORPS 2 DE LA VANNE PAR UN COLLIER A
SERRAGE RAPIDE 44.
The device includes a valve body with an inlet and an outlet and a
needle valve with a threaded region running in an internal thread in
the pump body. The needle moves in a seat to vary the flow of fluid
past the needle. The end of the needle opposite the seat is externally
accessible. The needle valve is positioned by an electric motor with a
reduction geared output flexibly coupled to the needle carrier which
runs along the threaded interior of the body when the motor is
energised, thus displacing the needle longitudinally. The flexible
coupling corrects all the alignment errors which could exist between
the various components, and permits a complete inter-exchange between
the motor assembly and the valves.
Description
_________________________________________________________________
VANNE MOTORISEE POUR LA COMMANDE DE L ECOULEMENT
DE FLUIDES SOUS HAUTESPRESSIONS
La presente invention concerne une vanne motorisee pour la commande de
l'ecoulement de fluides sous hautes pressions.
Dans de nombreuses operations de l'industrie et dans de nombreuses
manipulations de laboratoire, on doit contr- ler l'ecoulement d'un
fluide sous pression, par exemple pour maintenir un debit ou une
pression a des valeurs determinees ou programmees.
Jusqu'a present, de telles regulations de l'ecoulement d'un fluide
sous pression etaient effectuees au moyen de vannes commandees
manuellement.
Une application de l'invention concerne le domaine de l'examen en
laboratoire d'echantillons de petrole brut qui sont preleves "in situ"
dans les conditions de gisement naturel, notamment sous des pressions
tres elevees, de l'ordre de 1.000 bars et qui sont conserves dans des
capsules ou bouteilles resistant a ces fortes pressions.
Jusqu'a present ces examens en laboratoire impliquaient la presence
physique permanente d'un operateur pour contr- ler avec precision, au
moyen d'une vanne a commande manuelle, dans les differents appareils
d'analyse et mesures, des debits ou des pressions ou autres parametres
d'ecoulement du fluide.
Or, la technologie actuelle des controles et lectures de laboratoire
ou de production permet beaucoup d'automatisme tandis que seule cette
fonction de commande manuelle en limite toutes les possibilites.
L'invention apporte egalement une solution a tous autres problemes de
regulation de l'ecoulement d'un fluide sous pression, par exemple la
regulation du debit sur des pompes d'injection; le controle et la
regulation dans le cas de transfert d'echantillons de fluide sous
pression d'une cellule vers un autre appareil, tel qu'un separateur,
gazometre, ou analogue; la regulation des commandes hydrauliques sur
des machines telles que les machines-outils.
Plus generalement encore, l'invention permet de realiser un
asservissement automatique de l'ecoulement d'un fluide sous pression.
Jusqu'a present, les vannes connues pour la regulation de
l'ecoulement- d'un fluide sous pression comprenaient, de facon
classique: un corps de vanne comportant une arrivee et un depart de
fluide; une tige-pointeau comportant une partie filete qui se visse
dans une partie correspondante taraudee du corps de vanne; et un
pointeau qui coopere avec un siege interpose sur le passage du fluide
entre l'arrivee et le depart, la tige ayant son extremite opposee au
pointeau accessible hors du corps de vanne pour recevoir un organe de
manoeuvre manuel, tel qu'un volant.
La presente invention a pour objet une vanne du type precite
comportant un groupe de motorisation a moteur electrique pour
actionner ladite tige, le groupe de motorisation comprenant un
moto-reducteur electrique et un accouplement souple dont l'organe
d'entree est cale sur l'arbre du motoreducteur et dont l'organe de
sortie est engageable, de facon amovible, sur l'extremite accessible
de la tige.
L'accouplement souple est loge dans un carter, ou entoure par un
etrier, dont l'extremite est adaptee a etre solidarisee mecaniquement,
de facon separable, avec l'extremite du corps de vanne opposee au
pointeau.
De preference, la solidarisation mecanique entre le carter, ou
l'etrier, precite et le corps de vanne est realisee au moyen d'un
systeme a accouplement rapide, par exemple comportant un collier a
serrage rapide, qui enserre deux brides prevues respectivement sur le
carter et sur l'extremite du corps de vanne.
Grace a cette disposition, on peut passer rapidement, si necessaire,
du fonctionnement motorise au fonctionnement manuel de la vanne.
Suivant une forme de realisation preferee de l'invention, le pointeau
comporte une partie conique prolongee par une partie effilee de tres
faible conicite qui coopere avec un passage sensiblement cylindrique
menage dans le siege de pointeau, ce qui permet, par un deplacement de
faible importance du pointeau, de liberer un debit tres faible, grace
a l'effet de laminage du fluide qui se produit entre la par tie
effilee du pointeau et le passage cylindrique du siege.
Grace a l'invention, l'actionnement de la vanne peut etre commande a
distance en controlant l'alimentation du moteur electrique en vue de
l'ouverture ou de la fermeture de la vanne, avec reglage de la
vitesse.
L'actionnement de la vanne peut etre egalement automatise en reponse a
une information provenant d'un capteur de pression ou de debit et/ou
d'un appareillage de controle electronique dans lequel sont affichees
des consignes de debit ou de duree, ou toute autre information
necessaire aux operations envisagees.
A titre d'exemple on decrira ci-apres un mode de realisation de
l'invention. On le fera en reference au dessin annexe sur lequel la
Figure 1 est une vue longitudinale en coupe d'une vanne motorisee
selon l'invention, la Figure 2 est une vue en bout du collier de
serrage rapide equipant cete vanne, et la Figure 3 est une vue
d'ensemble de la vanne motorisee.
La vanne representee comprend essentiellement un corps de vanne qui
porte la reference generale 2, compor tant une arrivee de fluide sous
pression 4 et un depart de fluide 6. Dans le corps de vanne est montee
une tige pointeau 8 presentant une partie filetee 10, faisant partie
integrante de la tige ou rapportee sur celle-ci, et qui se visse dans
une partie correspondante taraudee 12 du corps de vanne.
La tige 8 se termine par un pointeau qui comporte une premiere partie
conique 14 prolongee par une seconde partie effilee 16, de faible
conicite. Le pointeau coopere avec un siege 18 qui est fixe dans le
corps de vanne et qui est interpose sur le passage du fluide entre
l'arrivee 4 et le depart 6.
La tige pointeau 8 traverse le corps de vanne de fa con etanche a
travers un presse etoupe et des bagues d'etancheite 20, par exemple
en;'TEFLON". L'extremite 22 de ia tige 8 depasse de l'extremite 24du
corps de vanne, ou au moins est accessible de l'exterieur de cette
extremite.
La vanne suivant l'invention comporte egalement un groupe de
motorisation comprenant un moteur electrique 24, notamment un
moteur-couple, un reducteur 26 et un accouplement souple a cardan 28
qui est dispose a l'interieur d'un carter ou d'un etrier 30.
L'organe d'entree 32 de l'accouplement 28 est cale sur l'arbre de
sortie 34 du reducteur 26, tandis que son organe de sortie 36 est
adapte a s'engager, en liaison d'entratnement en rotation, sur
l'extremite 22 de la tige pointeau. Cette extremite presente par
exemple une section carree ou hexagonale qui peut s'enfiler dans un
trou de section correspondante menage dans l'organe de sortie 36.
De facon dassique, les deux organes 32-36 sont lies en rotation par un
organe de liaison 38 cooperant avec des axes 40, pour former une
liaison a cardan, mais bien entendu tout autre systeme d'accouplement
souple pourrait etre utilise.
L'extremite 42 du carter ou de l'etier 30 est conformee de facon a
pouvoir s'engager et etre positionnee sur l'extremite 24 du c orps de
vanne, par exemple par emmanchement cylindrique.
De preference, la solidarisation mecanique entre le groupe de
motorisation et la vanne est assuree au moyen d'un systeme a
desaccouplement rapide comportant un collier fendu ouvrant 44 dont les
deux moities 44a-44b sont reliees par une biellette 46 articulee sur
des axes 48a-48b. Le collier peut etre serre au moyen d'une vis 50.
Les extremites en regard 24 et 52 de la vanne et du carter 30 sont
conformees en collerettes a profil conique qui cooperent par
coincement avec une gorge a section transversale correspondante 54
menagee dans le collier fendu 44.
L'agencement qui vient d'etre decrit permet une liaison ou une
separation rapide des parties fixes et mobiles du groupe de
motorisation et de la vanne, autorisant ainsi un passage rapide en
fonctionnement manuel, si cela est necessaire. I1 suffit pour cela de
desserrer et d'ouvrir le collier, puis de separer par glissement le
groupe de motorisation d'avec la vanne. On monte alors un volant de
manoeuvre sur le bout 56 de la tige pointeau, qui est accessible de
l'exterieur.
La presence d'un accouplement souple, dans une vanne motorisee suivant
l'invention permet de remedier a tout defaut d'alignement qui pourrait
exister entre les divers constituants et permet une interchangeabilite
complete des groupes de motorisation et des vannes.
Comme il a ete indique precedemment, le pointeau comporte de
preference une premiere partie conique 14 qui est prolongee par une
partie effilee a faible conicite 16.
Le siege de pointeau 18 comporte de son cote une portion tronconique
18', suivie d'un passage sensiblement cylindrique 18" avec lequel
coopere la partie effilee 16 du pointeau pour determiner un passage
annulaire etroit a section variable dans lequel se produit un laminage
du fluide sous pression, ce qui permet, par un deplacement de faible
importance, de liberer un debit tres faible.
De preference, comme il est represente sur la Fiv.1, le siege 18 est
prevu amovible. Il est avantageusement realise en un materiau tres
dur, par exemple de l'acier au chromium ou du saphir.
Le systeme suivant l'invention presente l'avantage de pouvoir
fonctionner avec un couple de fermeture toujours constant, eelui-ci
etant controle par la tension et l'intensite fournies au moteur. I1 en
resulte que l'on obtient l'etancheite a la fermeture de la vanne pour
la meme position relative du pointeau et du siege, et avec la meme
force. D'autre part, l'usure du siege et du pointeau sont moindres
qu'avec une vanne a commande manuelle, grace a la regularite de
l'effort de fermeture.
Bien entendu l'invention n'est nullement limitee au mode de
realisation decrit et represehte, elle est susceptible de nombreuses
variantes accessibles a l'homme de l'art, suivant les applications
envisagees, et sans qu'on s'ecarte pour cela de l'esprit de
l'invention.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1.- Vanne motorisee, pour la regulation de l'ecoulement d'un fluide
sous pression, du type qui comprend - un corps de vanne (2),
comportant une arrivee (4) et un depart (6) de fluide - et une
tige-pointeau (8), comportant une partie filetee (lO)qui se visse dans
une partie correspondante taraudee(12) du corps de vanne(2)et un
pointeau(14-16)qui coopere avec un siege(l8)interpose sur le passage
du fluide entre l'ar rivee(4)et le depart(6), ladite tige (8) ayant
son extremite (22-56) opposee au pointeau accessible hors du corps de
vanne ladite vanne etant caracterisee en ce qu'elle comprend un groupe
de motorisation a moteur electrique adapte a actionner ladite tige,
ledit groupe comportant un moto-reducteur (24-26) et un accouplement
souple (28) dont l'organe d'entree (32) est cale sur l'arbre (34) du
moto-reducteur et dont l'organe de sortie (36) est engageable, de
facon amovible, sur ladite extremite (22) de la tige (6), ledit
accouplement (28) etant loge dans un carter'(30) dont l'ex- tremite
(42-52) opposee au reducteur est adaptee a etre solidarisee
mecaniquement, de facon separable, avec l'extremite (24) du corps de
vanne opposee au pointeau.
2.- Vanne suivant la revendication 1, caracterisee en ce que les
extremites precitees du carter (30) et du corps de vanne comportent
respectivement une collerette en saillie (52-24) et en ce que la
solidarisation est effectuee au moyen d'un collier a desaccouplement
rapide (44) embrassant lesdites collerettes.
3.- Vanne suivantl'une des revendications 1 ou 2, caracterisee en ce
que l'extremite (56) de la tige-pointeau est adaptee a recevoir un
volant d'actionnement manuel, apres separation du groupe de
motorisation d'avec 1 corps de vanne.
4.- Vanne suivant l'une quelconque des revendications 1 a 3,
caracterisee en ce que le pointeau comporte une premiere partie
conique (14) qui est prolongee par une partie effilee (16) a faible
conicite et en ce que le siege (18) comporte une partie conique creuse
(18') prolongee par une partie sensiblement cylindrique (18") dans
laquelle se deplace la partie effilee (16) du pointeau.
5.- Vanne suivant la revendication 4, caracterisee en ce que le siege
(18) est une piece en materiau dur rapportee et amovible dans le corps
de vanne.
6.- Vanne suivant l'une quelconque des revendications precedentes
caracterisee en ce que l'alimentation du moteursitue electrique est
reglee par un organe de commande/a distance.
7.- Vanne suivant la revendication 6, caracterisee en ce que l'organe
de commande agit automatiquement en reponse a une information
programmee et/ou fournie par un capteur d'un des parametres, pression,
debit ou volume du fluide.
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