FR2650360A1 - Butterfly valve - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a essentiellement pour objet une vanne'à papillon pouvant équiper un conduit d'admission de gaz, tel que de l'air, dans un moteur à combustion par exemple. The present invention essentially relates to a butterfly valve which can be fitted to a gas intake duct, such as air, in a combustion engine for example.
On sait que dans les moteurs à combustion interne des véhicules automobiles par exemple, un papillon monté à rotation dans un conduit d'admission peut être utilisé pour doser la quantité d'air admise dans les cylindres. Ainsi, la section d'écoulement de l'air dans le conduit d'admission est fonction de la position angulaire du papillon. It is known that in the internal combustion engines of motor vehicles for example, a butterfly mounted for rotation in an intake duct can be used to dose the quantity of air admitted into the cylinders. Thus, the air flow section in the intake duct is a function of the angular position of the butterfly.
On sait également que, dans les moteurs pour véhicules automobiles, le dosage de l'air doit se faire selon une progressivité dont la loi est variable en fonction des performances d'accélération recherchées pour un véhicule donné. It is also known that, in engines for motor vehicles, the metering of the air must be done in a progressive manner, the law of which is variable according to the acceleration performance sought for a given vehicle.
Diverses solutions ont été proposées pour obtenir une telle progressivité. Various solutions have been proposed to obtain such progressiveness.
C'est ainsi que l'on a déjà proposé des systèmes agissant sur la vitesse d'ouverture du papillon, mais ces systèmes, d'une manière générale, sont complexes, relativement. coûteux, peu précis et peu fiables dans le temps. Thus systems have already been proposed which act on the opening speed of the butterfly, but these systems, in general, are relatively complex. expensive, imprecise and unreliable over time.
Il a également été proposé, d'après le document
US-A-4 474 150, une vanne à papillon monté pivotant dans un conduit qui présente une section générale circulaire et qui comporte intérieurement des évidements dont le fond est relativement proche des ailes du papillon lorsque celui-ci est en position d'ouverture minimale et approximativement transversale au conduit, et dont la profondeurdécrott progre-ssivement depuis la partie centrale de l'évidement jusqu'à ses extrémités amont et aval. It was also proposed, from the document
US-A-4,474,150, a butterfly valve pivotally mounted in a duct which has a generally circular section and which internally has recesses the bottom of which is relatively close to the wings of the butterfly when the latter is in the minimum open position and approximately transverse to the duct, and the depth of which descends progressively from the central part of the recess to its upstream and downstream ends.
Un tel système comportant un minimum de pièces en mouvement, est fiable, relativement peu coûteux et permet, grâce aux évidements creusés dans le conduit, de définir de façon statique la loi de progressivité recherchée pour l'écoulement ou le débit de l'air dans le conduit à l'ouverture du papillon. Such a system comprising a minimum of moving parts, is reliable, relatively inexpensive and allows, thanks to the recesses dug in the duct, to statically define the law of progressiveness desired for the flow or the flow of air in leads to the opening of the butterfly.
Toutefois, un tel système ne permet pas d'obtenir l'étanchéité parfaite du papillon en position fermée, puisque, par construction, la rotation du papillon dans le conduit comportant les évidements doit s'effectuer sur toute la longueur de ces évidements, et même au-delà, de sorte que l'air passe nécessairement entre le bord du papillon fermé et la paroi interne du conduit. However, such a system does not make it possible to obtain the perfect seal of the butterfly in the closed position, since, by construction, the rotation of the butterfly in the duct comprising the recesses must take place over the entire length of these recesses, and even beyond, so that the air necessarily passes between the edge of the closed butterfly and the internal wall of the duct.
En outre, ce système nécessite la présence de deux évidements pour la rotation du papillon, tandis que des potentiomètres spéciaux et adaptés pour détecter la position du papillon, doivent également être prévus, ce qui, au total, complique le système et le rend relativement coûteux. In addition, this system requires the presence of two recesses for the rotation of the butterfly, while special potentiometers and adapted to detect the position of the butterfly, must also be provided, which, in total, complicates the system and makes it relatively expensive. .
Aussi, la présente invention a pour but de proposer une vanne à papillon qui remédie notamment aux inconvénients signalés ci-dessus. Also, the present invention aims to provide a butterfly valve which overcomes in particular the drawbacks mentioned above.
A cet effet, l'invention a pour objet une vanne à papillon, pour un conduit d'admission de gaz dans un moteur à combustion par exemple, et du type comprenant un papillon dont l'axe est diamétralement supporté dans un conduit qui présente une section générale circulaire et qui comporte intérieurement au moins un évidement dont la profondeur décroît progressivement depuis la partie centrale de l'évidement Jusqu'à.ses extrémités amont et aval, caractérisé en ce que la partie centrale du fond de l'évidement constitue une butée d'appui radial et étanche pour une aile du papillon lorsque celui-ci est en position de fermeture, position pour laquelle ladite aile est légèrement inclinée vers sa position d'ouverture. To this end, the subject of the invention is a butterfly valve, for a gas inlet pipe in a combustion engine for example, and of the type comprising a butterfly whose axis is diametrically supported in a pipe which has a general circular section and which internally comprises at least one recess whose depth decreases progressively from the central part of the recess Up to its upstream and downstream ends, characterized in that the central part of the bottom of the recess constitutes a stop radial and sealed support for a wing of the butterfly when the latter is in the closed position, position for which said wing is slightly inclined towards its open position.
Selon une autre caractéristique de cette vanne, 1'aile précitée du papillon présente par exemple la forme d'une demi-ellipse. According to another characteristic of this valve, the aforementioned wing of the butterfly has for example the shape of a half-ellipse.
On précisera encore ici que le profil de l'évidement au-delà de sa partie centrale et du côté de la position d'ouverture du papillon est tel qu'il corresponde à la progressivité désirée pour le débit de gaz passant dans le conduit à l'ouverture du papillon. It will also be specified here that the profile of the recess beyond its central part and on the side of the butterfly opening position is such that it corresponds to the desired progressiveness for the flow of gas passing through the conduit to the opening of the butterfly.
La vanne à papillon selon cette invention est encore caractérisée par un deuxième évidement coopérant avec l'autre aile du papillon, ce deuxième évidement étant ménagé dans le conduit à l'opposé de l'évidement précité et étant identique à ou différent de ce dernier. The butterfly valve according to this invention is further characterized by a second recess cooperating with the other wing of the butterfly, this second recess being formed in the duct opposite the aforementioned recess and being identical to or different from the latter.
Le conduit dans lequel est monté à rotation le papillon est, suivant un mode de réalisation préféré, formé de deux parties réunies suivant un plan de joint contenant l'axe du papillon et situé sensiblement à une extrémité de la partie centrale de liun et/ou l'autre évidement. The conduit in which the butterfly valve is mounted for rotation is, according to a preferred embodiment, formed of two parts joined along a joint plane containing the axis of the butterfly valve and situated substantially at one end of the central part of liun and / or the other obviously.
Suivant encore une autre caractéristique de cette invention, le profil de l'évidement dans le conduit est tel qu'il compense la perte de section d'écoulement due à l'axe du papillon. According to yet another characteristic of this invention, the profile of the recess in the duct is such that it compensates for the loss of flow section due to the axis of the butterfly.
Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans-lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique et en coupe axiale d'une vanne à papillon selon cette invention; et
- la figure 2 est une vue en plan d'un mode de réalisation de papillon. However, other characteristics and advantages of the invention will appear better in the detailed description which follows and which refers to the appended drawings, given solely by way of example and in which:
- Figure 1 is a schematic view in axial section of a butterfly valve according to this invention; and
- Figure 2 is a plan view of an embodiment of a butterfly.
En se reportant plus particulièrement à la figure 1, on voit une vanne avec papillon 1 dont l'axe 2 est monté diamétralement et à rotation dans un conduit 3 qui présente une section circulaire. Referring more particularly to Figure 1, we see a valve with butterfly 1 whose axis 2 is mounted diametrically and rotatably in a conduit 3 which has a circular section.
Dans la paroi interne du conduit 3 est ménagé un évidement 4 dont la p-rofondeur décroît progressivement depuis la partie centrale 4a de ltévidement 4 Jusqu'à ses extrémités amont 4b et aval 4c, le sens d'écoulement du gaz, tel que de l'air, étant matérialisé par des flèches
F sur la figure 1.In the inner wall of the duct 3 is formed a recess 4, the p-depth of which decreases progressively from the central part 4a of the recess 4 To its upstream 4b and downstream 4c ends, the direction of flow of the gas, such as from the air, being materialized by arrows
F in Figure 1.
Conformément à l'invention la partie centrale 4a du fond de l'évidement 4 constitue une butée d'appui radial et étanche pour l'une la des deux ailes la, lb du papillon 1. According to the invention, the central part 4a of the bottom of the recess 4 constitutes a radial and sealed abutment stop for one of the two wings 1a, 1b of the butterfly valve 1.
Comme on le voit bien sur la figure 1 où l'aile la est en position de butée contre le fond 4a de l'évidement. 4, le papillon 1, qui se trouve alors en position de fermeture, présente une position inclinée d'environ 10 degrés vers sa position d'ouverture. As can be seen in Figure 1 where the wing is in the abutment position against the bottom 4a of the recess. 4, the butterfly 1, which is then in the closed position, has an inclined position of approximately 10 degrees towards its open position.
Comme on le voit sur la figure 2, l'aile la du papillon 1 présente la forme d'une demi-ellipse, tandis que l'aile lb présente une forme semi-circulaire. As can be seen in FIG. 2, the wing 1a of the butterfly 1 has the shape of a half-ellipse, while the wing 1b has a semi-circular shape.
Le profil de l'extrémité aval 4c de l'évidement 4 est tel qu'il correspondra à la progressivité désirée pour le débit de gaz passant suivant F dans le conduit 3 à l'ouverture du papillon 1. The profile of the downstream end 4c of the recess 4 is such that it will correspond to the desired progressiveness for the gas flow passing along F in the conduit 3 at the opening of the butterfly valve 1.
On a montré en 5 sur la figure 1 un profil concentrique à l'axe 2 de rotation du papillon 1, ce qui montre que le profil de l'extrémité aval 4c de l'évidement 4 n'est pas concentrique, et cela à partir du point 6 du fond 4a de l'évidement 4, lequel point 6 matérialise le point d'appui de l'aile la du papillon 1 et se trouve à une distance L d'un plan transversal au conduit C, qui passe par l'axe 2 du papillon I. 5 has been shown in Figure 1 a profile concentric to the axis 2 of rotation of the butterfly 1, which shows that the profile of the downstream end 4c of the recess 4 is not concentric, and this from from point 6 of the bottom 4a of the recess 4, which point 6 materializes the fulcrum of the wing la of the butterfly 1 and is located at a distance L from a plane transverse to the duct C, which passes through the axis 2 of butterfly I.
En faisant pivoter le papillon 1 autour de son axe 2 d'un angle repéré en o( sur la figure 1, on comprend que l'aile la découvrira untpassage d'air entre le bord de cette aile et l'extrémité aval 4c de l'évidement 4. By rotating the butterfly 1 around its axis 2 by an angle marked in o (in Figure 1, we understand that the wing will discover an air passage between the edge of this wing and the downstream end 4c of l '' obviously 4.
Bien entendu, on pourra obtenir un débit d'air dans le conduit 3 suivant une progressivité désirée en adoptant un profil adéquat.Of course, it will be possible to obtain an air flow in the duct 3 according to a desired progressiveness by adopting an adequate profile.
Pour, améliorer ou affiner la loi de progressivité, on pourra prévoir dans le conduit 3, un deuxième évidement opposé à l'évidement 4 et représenté schématiquement en 7 sur la figure 1. Ce deuxième évidement 7 pourra être identique à l'évidement 4 ou différent de celui-ci. To improve or refine the law of progressiveness, a second recess opposite the recess 4 and shown diagrammatically at 7 in FIG. 1 can be provided in the conduit 3. This second recess 7 may be identical to the recess 4 or different from this one.
On voit sur la figure 1 que le conduit 3 est formé de deux portions de conduit 3a et 3b qui sont réunies par tout moyen approprié, suivant un plan de joint P contenant l'axe 2 du papillon 1 et situé légèrement en dehors de la partie centrale 4a de l'évldement 4. We see in Figure 1 that the conduit 3 is formed of two portions of conduit 3a and 3b which are joined by any suitable means, along a joint plane P containing the axis 2 of the butterfly 1 and located slightly outside the part central 4a of the outlet 4.
On précisera ici que le profil de cet évidement 4 peut être tel qu'il compense la perte de section d'écoulement due à l'axe 2 du papillon 1, lorsque ce papillon est ouvert, comme montré en traits pointillés sur la figure 1. En d'autres termes, la section du conduit 3 peut correspondre au débit recherché en amont et en aval du papillon 1 puisque les profils des extrémités 4b et 4c de l'évidement 4 et éventuellement les profils des extrémités amont et aval du deuxième évidement.7, pourront être ajustés pour compenser la perte de section d'écoulement procurée par l'axe 2 du papillon 1. It will be specified here that the profile of this recess 4 can be such that it compensates for the loss of flow section due to the axis 2 of the butterfly valve 1, when this butterfly valve is open, as shown in dotted lines in FIG. 1. In other words, the section of the duct 3 can correspond to the desired flow rate upstream and downstream of the butterfly valve 1 since the profiles of the ends 4b and 4c of the recess 4 and possibly the profiles of the upstream and downstream ends of the second recess. 7, can be adjusted to compensate for the loss of flow section provided by the axis 2 of the butterfly valve 1.
On a donc réalisé Suivant l'invention une vanne à papillon pouvant procurer plusieurs lois d'écoulement dont la progressivité est obtenue par adaptation des profils du ou des évidements. According to the invention, a butterfly valve has therefore been produced which can provide several flow laws whose progressiveness is obtained by adapting the profiles of the recess (s).
A cet égard, on observera que le profil du deuxième évidement 7 peut etre identique au profil de l'évidement 4, ou bien peut être un profil circulaire. In this regard, it will be observed that the profile of the second recess 7 may be identical to the profile of the recess 4, or may be a circular profile.
Egalement, on pourrait bien sûr adopter la structure inverse, le profil de l'évidement 4 étant alors circulaire, et celui de l'évidement 7 étant le profil de l'évidement 4 tel que représenté sur la figure 1.Also, one could of course adopt the reverse structure, the profile of the recess 4 then being circular, and that of the recess 7 being the profile of the recess 4 as shown in FIG. 1.
Par ailleurs, le conduit 3 peut parfaitement, sans sortir du cadre de l'invention, comporter un seul évidement tel que 4. Furthermore, the conduit 3 can perfectly, without departing from the scope of the invention, comprise a single recess such as 4.
C'est dire que l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. This means that the invention is in no way limited to the embodiment described and illustrated, which has been given only by way of example.
Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectués suivant son esprit. On the contrary, the invention includes all the technical equivalents of the means described and their combinations if these are carried out according to the spirit.
Claims (6)
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