Brevet FR2002189A1 — publié le 19691017

ov 04106 1 2002189 On a déjà construit des soupapes de commande de vide du type à bouton-poussoir et des appareils utilisant de telles soupa-: pes. Ces soupapes de commande de vide antérieures comportaient un orifice de mise sous vide, un orifice de sortie et un orifice 5 de mise à l'atmosphère. Un tiroir du type à bouton-poussoir était utilisé pour obturer et découvrir les orifices et établir une communication pour les gaz entre les orifices pour commuter l'ori fice de sortie de la soupape du vide à l'atmosphère et vice-versa Généralement, la soupape de commande à bouton-poussoir antérieure 10 utilisait un tiroir du type à bouton-poussoir, le long duquel étaient formées une série de chambres étanches pour déterminer les passages de communication pour les gaz entre les trois orifices du corps de la soupape. Une telle construction de soupape est relativement compliquée en raison de l'usinage assez complexe né-15 cessaire pour le tiroir et les orifices du corps de soupape. En outre, la soupape de commande à bouton-poussoir antérieure ne comprenait aucun moyen simple pour ajuster la conduction de gaz entre l'orifice de sortie de la soupape et son orifice de mise sous vide, de manière à commander la vitesse d'application du vi-20 de au dispositif d'utilisation par l'intermédiaire de la soupape. En outre, les soupapes étaient relativement compliquées du fait que chacune d'elles comprenait des raccords séparés d'application du vide à leurs orifices de mise sous vide à partir d'un collecteur de vide. 25 De plus, les appareils à vide poussé antérieurs du type dans lequel une cloche, ou analogue, est vidée d'air au moyen d'une pompe à vide à travers une conduite, utilisaient des vannes à papillon ou analogues pour obturer la chambre. Toutefois, ces vannes à papillon étaient actionnées soit lécaniquement soit par des 30 moteurs électriques agissant sur des organes de transmission mécaniques. t l'invention vise principalement à créer une soupape de commande de vide à bouton-poussoir perfectionnée et des appareils à vide utilisant ce type de soupape. 35 L'une des caractéristiques de l'invention vise l'incorpora tion à une soupape de commande de vide à bouton-poussoir d'un tiroir mobile de commande du débit de fluide créant le vide entre l'orifice de sortie de la soupape et son orifice de mise sous vide. Ce tiroir est de forme oblongue et se prolonge à l'exté-40 rieur de la soupape pour former un bouton-poussoir. Le tiroir 69' 04106 2 2002189 oblong présente un passage pour les gaz qui établit une communication entre l'orifice de sortie de la soupape et la surface extérieure du bouton-poussoir; L'extrémité ouverte de ce passage pour les gaz, à la surface extérieure du bouton-poussoir, forme 5 l'orifice de mise à l'atmosphère de sorte que, lorsque l'opérateur pose son doigt sur cet orifice pour enfoncer le bouton-poussoir, il obture par là même ledit orifice tout en enfonçant le tiroir pour découvrir l'orifice de mise sous vide à l'intérieur de la soupape , ce qui permet de simplifier la construction de 10 celle-ci. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la soupape comprend une partie formant le corps de soupape et contenant le tiroir mobile, le corps de valve &'étendant transversalement dans une enceinte à vide et étant rendu étanche a ses extrémités, par 15 rapport aux parois de ladite enceinte, pour définir un collecteur de vide dans une région de celle-ci entourant le corps de soupape, grâce à quoi une série de soupapes de ce type peuvent être insérées d'une manière analogue dans l'enceinte à vide pour former un collecteur commun aux.diverses soupapes. 20 Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, le passage d'air à travers le tiroir mobile comprend un manchon réglable axialement qui forme une butée réglable pour limiter le débattement maximal du tiroir vers l'intérieur de manière à régler la conduction de gaz maximale du passage pour le gaz entre 25 l'orifice de sortie et l'orifice de mise sous vide de la soupape, ce qui permet de commander la vitesse à laquelle !• ride est appliqué au dispositif d'utilisation commandé par la soupape à bouton-poussoir. Suivant mneore une autre caractéristique de l'invention, il 30 est prévu, en combinaison, une chambre destinée à être vidée au moyen d'une pompe à vide en communication avec ladite chambre par l'intermédiaire d'une conduite de gaz, cette conduite comprenant une soupape permettant d'isoler la chambre de la prévu . pompe. Uri mécanisme de commande-a actioimement par dépression est / 35 pour actionner la soupape et ce mécanisme est commandé par 1' orifice de sortie de la soupape de commande à bouton-poussoir. Celle-ci reçoit sa dépression de la pompe à vide. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. 40 Aux dessins annexés donés uniquement à titre d'exemple s 69 04106 3 2002189 la Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'une soupape de commande de vide à bouton-poussoir suivant l'invention; la Fig. 2 est un schéma^ en partie symbo1 ique» d'un appareil à vide poussé utilisant des soupapes de commande à bouton-pous-5 soir suivant l'invention. On va tout d'abord examiner la Fig. 1 sur laquelle est représenté une soupape de commande de vide à bouton-poussoir suivant l'invention. La soupape 1 comprend un corps de soupape cylindrique 2, par exemple en aluminium. Le corps de soupape cylin-10 drique 2 traverse une chambre rectangulaire 3 mise sous vide, par exemple en aluminium, entre une première paroi large 4 et une paroi large opposée 5 de la chambre 3. Le corps de valve 2 est en deux parties, à savoir une partie supérieure 6 et une partie inférieure 7. La partie supérieure 6 comprend un épaulement annu-15 laire supérieur 8 en butée contre la surface externe de la paroi supérieure 4 de la chambre 3, et un joint annulaire élastique périphérique 9, par exemple en caoutchouc, pour rendre étanche le bord de l'ouverture pratiquée dans la paroi supérieure 4 de la chambre 3, par rapport à la partie supérieure 6 du corps de sou-20 pape 2. La partie supérieure 6 du corps de soupape présente un alésage axial 11 qui la traverse de part en part, la partie inférieure de l'alésage 11 étant contre-alésée en 11' et taraudée en 12 de manière à pouvoir recevoir un bouchon fileté d'extrémité 7 du type capuchon qui forme la partie inférieure 7 du corps 25 de valve 2. Le bouchon inférieur 7 comporte un joint d'étanchei-té annulaire 13 d'un diamètre égal à celui de l'ouverture de la paroi inférieure 5 de la chambre 3. Un tiroir 14 peut coulisser axialement dans l'aléage 11 et est étanchéisé par rapport à l'extrémité supérieure de celui-ci 30 au moyen d'un joint torique 15 logé dans une rainure périphérique du tiroir 14. L'extrémité inférieure du tiroir 14 est évasée et disposée à l'intérieur du contre-alésage 11' du corps de soupape 2. Un ressort 16 travaillant à la compression est disposé entre le bouchon d'extrémité 7 et le tiroir 14 pour maintenir 35 élastiquement la partie évasée de celui-ci en contact étanche avec un épaulement interne 17 formé à l'intersection du contre-alésage 11' et de l'alésage 11. Un joint d'étanchéité annulaire élastique 18 est contenu dans une rainure périphérique de la partie évasée du tiroir 14 pour établir un joint hermétique en-40 tre celui-ci et 1'épaulement 17. 69 0410-6 4 2002189 îe tiroir 14 est aminci sur une partie intermédiaire de sa longueur de manière à définir une chambre annulaire 19 dans un espace compris entre le tiroir 14 et la paroi intérieure de 1' alésage 11. Deux lumières 21, par exemple de. 1,6 mm de diamètre 5 environ traversent'radialement la paroi de la partie supérieure 6 du corps de soupape 2 et servent à faire communiquer la chambre à vide 3 avec le chambre intérieure 19. Le bouchon d'extrémité 7 en forme de capuchon présente un alésage central 22. L'alésage 22 comprend une gorge périphérique 10 23 qui sert à.retenir un tuyau élastique 24, par exemple en un composé vinylique connu sous la marque "Tygon" qui est inséré dans le bouchon 7 et qui aboutit à un dispositif à vide non représenté, destiné à être commandé par la soupape de commande de vide à bouton-poussoir 1. 15 L'extrémité intérieure du bouchon 7 présente une lumière transversale 25 contenant une broche 26 qui s'étend en travers de l'extrémité ouverte du tuyau 24. La broche 26 sert de butée pour limiter la course du tiroir 14, en recevant l'extrémité intérieure d'une vis de réglage creuse 27 vissée dans un alésage 20 28 traversant axialement le tiroir 14. L'extrémité intérieure 29 du tuyau 24 définit l'orifice de sortie de la soupape 1. L'épaulement annulaire 17 qui est rendu étanche par le tiroir 14 définit l'orifice d'entrée de vide de la soupape 1. L'extrémité extérieure du tiroir 14 forme un bou-25 ton-poussoir et l'entrée de l'alésage axial 28, à la surface de ce bouton-poussoir, constitue l'orifice de mise à l'atmosphère de la soupape 1. En fonctionnement, l'enveloppe 3 est évacuée jusqu'à une pression inférieure à la pression atmosphérique au moyen d'une 30 pompe mécanique, comme représenté plus complètement sur la Fig. 2 et décrit ci-dessous. Le tuyau 24 est relié à un mécanisme de commande à actionnement par dépression décrit en détail plus loin en référence à la Fig. 2. Avant que le tiroir 14 à bouton-poussoir ne soit enfoncé manuellement, le passage de gaz 28 met 35 la conduite de sortie 24 à l'atmosphère de sorte que la pression atmosphérique est appliquée audit mécanisme de commande. Lorsqu' il désire appliquer un vide au mécanisme de commaùe, l'opérateur pose son doigt sur le bouton-poussoir de manière à obturer 1' orifice de mise à l'atmosphère a la surface du bouton-poussoir. 40 Lorsque le bouton-poussoir 14 est enfoncé contre la force de 69 04106 5 2002189 rappel du ressort, l'orifie de mise sous vide est découvert, ce qui ouvre un passage de conduction de gaz entre l'orifice de sortie 29 et le vide régnant dans le collecteur de vide 3. De cette manière, un vide est appliqué au mécanisme de commande par 5 aspiration d'air à partir de celui-ci à travers le tube 24, 1' orifice de sortie 29» l'orifice de mise sous vide 17 et le collecteur de vide 3, vers la pompe à vide. La dépression est appliquée au mécanisme de commande tant que le tiroir à bouton-poussoir 14 est enfoncé et tant que l'opérateur maintient le 10 doigt sur l'extrémité de l'orifice de mise à l'atmosphère en obturant eelui-ci. La vitesse à laquelle le vide est appliqué au mécanisme de commande est déterminée par la course d'enfoncement du tiroir à bouton-poussoir 14. La vitesse maximale à laquelle le vide est appliqué au mécanisme de commande est déterminée par 15 la course maximale d'enfoncement du tiroir 14. La dépression maximale est déterminée par le réglage de la butée 27 constituée par la vis d'ajustement précitée. La butée 27 est facile à régler au moyen d'un outil approprié qu'on introduit à travers le passage 28 pour les gaz afin de tourner la vis de réglage 27. 20 Dans de nombreuses applications, il est souhaitable que le dispositif destiné à être commandé par le mécanisme de commande tel que la vanne à papillon d'un appareil à vide, soit actionné avec une lenteur relative, ai quel cas on rapproche, en la dévissant, la vis de réglage 27 de la broche-butée 26, de façon que 25 le bouton-poussoir 14 ne puisse effectuer qu'une petite course axiale. De cette manière, la conduction du gaz à travers l'orifice de mise sous vide 17 vers l'orifice de sortie 29 est notablement limitée, ce qui permet d'appliquer le vide lentement au mécanisme de commande à dépression pour obtenir un déplacement 30 relativement lent du dispositif à commander. Lorsque le dispositif à commander a atteint la position désirée, l'opérateur retire le doigt de l'orifice de mise à l'atmosphère et du bouton-poussoir 14, ce qui permet au ressort 16 de relever celui-ci et de fermer l'orifice de mise sous vide 17 35 tout en permettant au tuyau de sortie 24 et au mécanisme de commande à dépression d'être mis en communication avec la pression atmosphérique, pour casser le vide qui régnait dans ce dispositif. On va maintenant examiner la Fig. 2 sur laquelle est représenté un appareil à vide poussé comportant des soupapes 1 de com-40 mande de vide à bouton-poussoir suivant 1'invention. Ledit appa 69 04106 6 2002189 reil comprend une cloche 35 formant, avec une plaque de base 36, une chambre à évacuer jusqu'à une pression relativement basse, — 9 par exeiaple de 10 7 * Hg. Une conduite de gaz 37 traverse la plaque de base 36 pour permettre l'évacuation de la cloche 35. 5 Une conduite de prévidage 38 est branchée en dérivation sur la première conduite 37 et fait communiquer celle-ci avec une pompe à vide mécanique 39 par l'intermédiaire d'une vanne à papillon de prévidage 41 qui commande le débit de gaz à travers la conduite 38. Une pompe à diffusion d'huile 42. est reliée à la cloche 10 35 par l'intermédiaire de la conduite relativement grosse 37. Une vanne à papillon de vide poussé 43 est incorporée à la conduite 37 pour commander le débit de gaz entre la cloche 35 et la pompe à diffusion 42 et pour permettre de séparer celles-ci. Un filtre cryogénique 44 est interposé sur la conduite 37 entre la pompe à 15 diffusion 42 et la vanne à papillon de vide poussé 43 pour éliminer tout reflux d'huile à partir de la pompe à diffusion dans la cloche évacuée 35. Une conduite 45 fait communiquer la pompe à diffusion avec la pompe mécanique pour assurer l'évacuation de la pompe à diffusion. Une vanne à papillon de commande de refou-20 lement 46 est disposée dans la conduite 45 entre la pompe à diffusion 42 et la pompe mécanique 39. La pompe à vide mécanique 39 comprend une cuve 47 d'équilibrage du vide, reliée aux conduites de vide de la pompe à vide mécanique. Une conduite 48 fait communiquer la cuve d'équilibrage 25 du vide 47 avec la chambre collectrice de vide 3 des soupapes de commande de vide à bouton-poussois 1. Trois mécanismes de commande à dépression 49 sont accouplés avec les axes de sortie des vannes à papillons 43,41 et 46 res-peèivement, pour les actioner. Un dispositif de réinjection d* 30 air 51 est relié à la plaque de base 36 de la cloche 35 pour laisser pénétrer de l'air dans celle-ci jusqu'à l'établissement de la pression atmosphérique lorsqu'on désire ouvrir la cloche. En fonctionnement, en supposant que l'appareil à vide de la Fig. 2 ait déjà été utilisé et que la cloche 35 soit à la pres- 35 sion atmosphérique, la vanne de vide poussé 43 est fermée, la vanne de refoulement 46 est ouverte, la vanne de prévidage 41 est fermée et la cuve d'équilibrage de vide 47 est à une pression de — 3 10 J mm Hg environ. Pour établir dans la cloche 35 un vide de 10 ^ mm Hg, on 40 ferme la vanne de réinjection d'air 51, on ouvre la vanne de 69 04106 7 2002189 prévidage 41 et on ferme la vanne de refoulement 46. Pour ouvrir la vanne de prévidage 41 et fermer la vanne de refoulement 46, on appuie manuellement sur les boutons-poussoirs 14 respectifs des soupapes de commande à bouton-poussoir 1. Ceci provoque 1' 5 application du vide régnant dans le col"! ecteur 3 et dans la cuve d'équilibrage 47, par l'intermédiaire des conduites de sortie 24 respectives, au côté approprié des mécanismes de commande à dépression 49 pour provoquer l'actionnement des vannes de la manière déterminée par les boutons-poussoirs 14.Ces boutons sont en-10 foncés suffisamment longtemps pour assurer complètement les opérations d'ouverture et de fermeture des vannes 41 et 46 respectivement. Lorsqu'on libère les boutons-poussoirs 14, les mécanismes de commande à dépression 49 sont mis à l'atmosphère par l'intermédiaire des conduites 24 et des tiroirs à bouton-poussoir 14. 15 Les vannes 41 et 46 peuvent alors être actionnées manuellement par l'intermédiaire des boutons de commande manuelle 52 fixés aux tiges de ces vannes, si on le désire. Lorsque la pression régnant dans la cloche 35 est réduite à environ 100 microns, ce qui peut être J.ndiqué par un vacuomètre, 20 non représenté, on ferme la vanne dé^ldage 41 en appuyant manuellement sur son bouton-poussoir "FERMETURE" 14. On ouvre la vanne de refoulement 46 et la vanne de vide poussé 43 en enfonçant leurs tiroirs à bouton-poussoir 14 "OUVERTURE". Puis, la pompe de diffusion 42 assure une nouvelle évacuation de la cloche 35 25 jusqu'à obtention de la pression résiduelle désirée, par exemple de 10"9 mm Hg. L'avantage de l'utilisation des soupapes de commande de vide à bouton-poussoir 1 dans l'appareil à vide de la Fig. 2 réside en ce que la dépression nécessaire au fonctionnement des mécanismes 30 de commande 49 est facilement disponible dans la cuve d'équilibrage 47 de la pompe à vide mécanique 39. L'application de la dépression disponible est en outre facile à commander au moyen des soupapes de commande de vide à bouton-poussois 1, ce qui évite la complexité de moteurs d'entraînement électriques et de commu-35 tateurs de commande avec les sources d'alimentation qu'ils exigent . Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits; elle est susceptible de nombreuses variantes, sans s'écarter pour autant de son cadre ou de son esprit. 69 04106 e 2002189 Revendications 1 - Soupape de commande de vide à bouton-poussois et à commande manuelle pour appareil à vide,comportant des premier, second et troisième orifices, ledit premier orifice formant un ori- 5 fice de sortie destiné à être relié à un dispositif qu'on désire commuter de la pression atmosphérique au vide, ledit second orifice formant un orifice de mise sous vide destiné à être relié à une source de vide, et ledit troisième orifice formant un orifice de mise à l'atmosphère permettant de faire régner la pression 10 atmosphérique ambiante dans la soupape, des moyens formant un tiroir mobile à l'intérieur de la soupape pour commander le débit d'air entre l'orifice de sortie et les orifices de mise sous vide et de mise à l'atmosphère, ledit tiroir faisant saillie à l'extérieur de la soupape pour permettre une commande manuelle, des 15 moyens pour solliciter élastiquement ledit tiroir vers une position d'interruption du débit d'évacuation créant le vide à partir de l'orifice de mise sous vide et à travers l'orifice de sortie et pour faire communiquer ledit orifice d'utilisation avec 1' orifice de mise à l'atmosphère de manière à faire régner la pres-20 sion atmosphérique dans l'orifice d'utilisation en position normale, ladite soupape étant caractérisée en ce que ledit orifice de mise à l'atmosphère est disposé à l'extrémité extérieure dudit tiroir de façon qu'il puisse être obturé en étant recouvert par le doigt de l'opérateur avec lequel celui-ci déplace manuellement 25 le tiroir pour ouvrir le passage de vide entre l'orifice de vide et l'orifice de sortie, grâce à quoi le vide est commuté sur ce dernier. 2 - Soupape suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le tiroir à commande manuelle présente un passage d'air diri- 30 gé axialement et qui le traverse pour faire communiquer l'orifice de mise à l'atmosphère avec l'orifice de sortie. 3 - Soupape suivant la revendication 1, caractérisée en ce quîelle comprend un corps de soupape présentant un alésage axial, le tiroir étant étanchéisé d'une manière hermétique par rapport 35 à la paroi interne dudit alésage et pouvant coulisser axialement dans celui-ci, et des moyens formant une chambre vidée, ledit corps de soupape traversant ladite chambre, des moyens formant des joints hermétiques entre les parois de ladite chambre et ledit corps de soupape pour définir un collecteur de vide à l'inté-40 rieur de ladite chambre dans la région de celle-ci entourant le 04106 9 2QÛ2189 corps de soupape et des moyens formant un passage de vide dans le corps de soupape, ce passage établissant une communication entre l'orifice de mise sous vide et le collecteur de vide. 4 - Soupape suivant la revendication 3, caractérisée en ce 5 que plusieurs corps de soupape du type ci-dessustàécrit sont étanchéisés d'une manière analogue dans la chambre vidée d'air pour former un collecteur de vide commun à -ces divers corps de soupape. 5 - Soupape suivant la revendication 2, caractérisée en ce 10 que le passage d'air précité traversant le tiroir contient un moyen formant un manchon mobile axialement qui constitue une butée de fin de course réglable limitant le débattement maximal vers l'intérieur du tiroir et ajustant ainsi la conduction maximale de gaz du passage de vide entre l'orifice de sortie et 1' 15 orifice de mise sous vide. 6 -• Soupape suivant la revendication 5, caractérisée en ce que ledit moyen formant un mandion mobile est une vis creuse dont la tête est tournée vers l'orifice de mise à l'atmosphère pour faciliter le réglage de cette vis par insertion d'un outil à 20 travers ledit orifice de sortie et le passage d'air prévu dans le tiroir. en ce qu'iléoraprend 7 - Appareil à vide caractérisé/ en combinaison des moyens formant une chambre dans laquelle on peut faire le vide et qui est destinée à être évacuée, des moyens formant une pompe à vide 25 en communication de conduction de gaz avec ladite chambre par 1' intermédiaire d'une conduite de gaz pour permettre l'évacuation de ladite chambre, une soupape suivant les caractéristiques 1 à 6 montée dans ladite conduite de gaz entre ladite chambre et ladite pompe pour permettre de séparer celles-ci, des moyens for-30 mant mécanisme de commande, à actionnement par dépression, pour actionner ladite soupape, ledit mécanisme à dépression étant relié à l'orifice de sortie de la soupape de commande de vide à bouton-poussoir, et l'orifice de mise sous vide prévu dans celle-ci étant en communication d'évacuation avec la pompe à vide pour 35 permettre d'appliquer un vide audit orifice de mise sous vide.