Brevet FR2000522A1 — publié le 19690912

La présente invention est relative aux dispositifs permettant de commander l'écoulement d'un fluide et elle a pour but de fournir un tel dispositif sous une forme simple et commode. Un dispositif de commande de l'écoulement d'un fluide se--5 Ion l'invention est remarquable notamment en ce qu'il comprend, en combinaison,un carter creux de forme allongée comportant une partie élargie entre ses extrémités, un corps creux monté avec jeu à l'intérieur de ladite partie élargie du carter, ledit corps creux ayant une extrémité fermée dirigée vers l'une des extrémités 10 du carter, un piston monté coulissant à l'intérieur dudit corps creux, ledit piston comportant une jupe venue de matière qui peut coulisser à l'intérieur de ladite autre extrémité du carter, un siège formé.autour de ladite extrémité ouverte du corps creux, un obturateur formé autour de ladite jupe entre les extrémités 15 de celle-ci et adapté pour coopérer avec ledit siège, un passage d'écoulement ménagé dans ladite jupe entre l'obturateur et le piston et des moyens pour provoquer le déplacement du piston à l'intérieur du corps creux entre une position de fermeture dans laquelle le passage d'écoulement se trouve à l'intérieur du corps 20 et dans laquelle l'obturateur repose sur le siège, et une position d'ouverture dans laqijelle l'obturateur est éloigné du siège et dans laquelle le passage' d'écoulement est découvert au-delà du corps. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre faite en se référant au 25 dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel : la Fig. 1 est une vue en élévation latérale d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention ; la Fig. 2 est une vue en coupe d'une partie du dispositif représenté à la Fig. 1 mais à plus grande échelle ; 30 . la Fig. 3 est une vue- en élévation latérale et en coupe d'une partie d'une variante du dispositif selon l'invention. En se reportant au dessin, il est prévu un carter tubulaire 10 qui, entre ses extrémités, comporte une partie élargie II. Les extrémités du carter sont adaptées pour être montées dans un conduit 35 d'écoulement de fluide et dans ce but elles peuvent comporter respectivement des brides 12 venues de matière. Un corps creux cylindrique 13 est monté avec jeu à l'intérieur de la partie élargie du carter, ce corps 13 étant de façon commode monté au moyen de plusieurs branches 14 dont une seule est représentée, 69 00997 2000522 ces branches étant fixées au carter. L'une des extrémités du corps est fermée par un chapeau 15 et est dirigée vers une extrémité 8 du carter tandis que l'autre extrémité du corps est ouverte et dirigée vers l'autre extrémité 9 du carter. 5 La surface interne du corps 13 délimite un cylindre dans lequel est disposé un piston 16 comportant une jupe 17 venue de matière, qui s'étend dans l'extrémité 9 du carter. Le piston comporte une gorge annulaire sur sa périphérie, dans laquelle est logé un segment l8 qui sert à guider le déplacement du piston à 10 l'intérieur du corps et constitue également un joint d'étanchéité entre le piston et le corps. En outre, la jupe du piston est guidée à l'intérieur de l'autre extrémité du carter au moyen d'une bague 19 qui est logée dans une cavité formée dans le carter au voisinage de la partie élargie de ce dernier. De plus, le dia-15 mëtre de la jupe 17 du piston est légèrement inférieur au diamètre de la partie du piston qui coulisse à l'intérieur du corps. La bague 19 est représentée à une échelle agrandie à la. Fig. 2 et le segment 18 est de construction analogue. Comme on le voit à la Fig. 2 la bague 19 est constituée par deux bagues 20 en carbone 20 et ces bagues sont espacées axialemënt dans une gorge formée dans le corps 11. Les bagues sont comprimées radialement au moyen d'une bague 21 en acier et sont forcées en contact avec la périphérie de la jupe 17 du piston. De plus, les surfaces de contact des bagues 20 et 21 sont inclinées de telle sorte que les bagues 20 25 sont également forcées fen contact avec les parois de la gorge. Entre les extrémités de la jupe 17 il est prévu un rebord 22 venu de matière et s'étendant vers l'extérieur qui forme un obturateur destiné à coopérer avec un siège 23 qui est formé autour de l'extrémité ouverte du corps creux 13- Lorsque le rebord 30 22 est en contact avec le siège, la jupe se trouve à l'intérieur de l'extrémité 9 du carter de telle sorte que l'écoulement du fluide à travers le dispositif est empêché. Il est prévu dans la jupe du piston, entre le rebord 22 et le segment 18 trois ouvertures 2k d'écoulement équi-angulairement 35 espacées qui, lorsque le dispositif est ouvert, permettent l'écoulement du fluide entre les extrémités du carter. L'espace compris entre le piston 16 ét l'extrémité fermée du corps 13 délimite une chambre d'actionnement 25 dans laquelle du fluide sous pression peut être admis d'une façon qui va être 69 00997 2000522 décrite. La chambre d'actionnement communique avec une soupape asservie 26 actionnée par un électro-aimant 26a, au moyen de laquelle la chambre d'actionnement peut être mise en communication avec l'atmosphère ou, alternativement, avec une source de 5 fluide sous pression. De plus, entre la soupape asservie 26 et la chambre d'actionnement,il est prévu un orifice étranglé 27. La source de fluide sous pression est de façon commode constituée par le fluide dont- l'écoulement doit être commandé par le dispositif. Dans ce but la soupape asservie est reliée au moyen d'un 10 clapet inverseur 28 à celle des extrémités du carter dans laquelle règne la pression la plus élevée. En outre, les conduits reliant le clapet inverseur aux extrémités du carter comprennent respectivement des filtres 29. Le fonctionnement du dispositif va maintenant être décrit 15 en supposant que l'extrémité 8 du carter est reliée à la source de fluide sous pression qui peut,par exemple,être le compresseur d'un moteur à turbine à gaz d'un avion. L'extrémité 9 du carter est reliée à un point de consommation qui peut être par exemple l'équipement de commande de l'alimentation en air de la 20 cabine de l'avion que l'on désire mettre sous pression. Lorsque le moteur est au repos les organes du dispositif ont une position quelconque. Lorsque le moteur est démarré et que 1'électro-aimant n'est pas excité l'air sous pression s'écoule à travers le clapet inverseur 28 et la soupape asservie 26 vers la chambre d'ac-25 tionnement 25 et le piston 16 se déplace afin d'ouvrir le passage et permettre l'écoulement de l'air. Lorsque l'extrémité 9 du carter est mise sous pression, une pression plus importante est nécessaire dans la chambre d'actionnement afin de maintenir les passages d'écoulement 24 en position d'ouverture. Le taux 30 d'augmentation de la pression dans l'extrémité 9 du carter est ainsi commandé par le débit de l'air admis dans la chambre d'actionnement. Par un choix approprié de la dimension de l'ouverture étranglée 27, on peut commander la vitesse d'ouverture de la soupape. La course du piston est limitée par la venue en butée 35 du rebord 22 avec une plaque annulaire 30 qui forme une partiè de la gorge dans laquelle est montée la bague 19 ou, comme dans l'exemple représenté, par la venue en butée de la jupe avec une surface 31 prévue à l'extrémité du carter. Lorsque l'électro-aimant 26a est excité,, la chambre d'ac- 69 00997 2000522 tioralement 25 est mise en communication avec l'atmosphère et le piston l6 est déplacé vers sa position de fermeture sous l'action de deux forces. Ces forces sont dérivées de la pression régnant à l'extrémité 9 du carter qui agit sur la partie 5 découverte du piston 16 et par la pression régnant dans l'extrémité 8 du carter qui agit sur la surface annulaire délimitée par la partie de la jupe 17 ayant un diamètre externe réduit. C'est cette dernière force qui maintient le dispositif dans sa position de fermeture lorsque la pression dans l'extrémité 9 du carter 10 tombe finalement à une valeur inférieure à celle de la pression régnant dans la chambre d'actionnement 25. Le dispositif peut fonctionner en sens inverse, l'extrémité 9 du carter 11 étant reliée à la source d'air sous pression. Dans ce cas lorsque 1'électro-aimant 26a est excité et que la 15 pression dans la chambre d'actionnement 25 tombe à la valeur de la pression atmosphérique, le piston l6 est déplacé en position de fermeture seulement, par la pression prédominante régnant dans l'extrémité' 9 du carter. Lorsque l'électro-aimant 26a n'est plus excité la chambre d'actionnement 25 est reliée à la source 20 de fluide sous pression et le piston l6 est déplacé en direction de sa position d'ouverture en raison du fait que la surface du piston, à l'intérieur de la chambre d'actionnement, qui est exposée au fluide sous pression, est supérieure à celle qui est exposée dans l'extrémité 9 du carter. 25 Dans le cas où la chute de pression de part et d'autre du dispositif passe d'une valeur positive à une valeur négative lorsque le dispositif est ouvert, ce dernier demeure ouvert en raison du fait que le clapet inverseur sélectionne automatiquement la plus élevée des pressions de fluide pour la chambre 30 d'actionnement. Si on le désire, le piston l6 peut être sollicité élasti-quement, soit vers la position d'ouverture, soit vers la position de fermeture du dispositif. Comme représenté à la Fig. 3, le piston est sollicité vers sa position de fermeture et comporte dans 35 ce but une tige 31a qui est disposée, avec jeu dans un tube 32 fixé au chapeau 15- Un ressort hélicoïdal de compression 33 est disposé entre un rebord de la tige s'étendant vers l'extérieur et tan rebord du tube s'étendant vers l'intérieur. Le dispositif peut être utilisé pour commander la pres-40 sion régnant en aval en plus de sa fonction décrite d'ouverture 69 00997 2000522 ou de fermeture. Lorsque le dispositif est modifié dans ce sens il n'est pas capable de régler l'écoulement du fluide dans le sens d'écoulement inverse, comme on l'a décrit plus haut. L'extrémité 8 du carter est toujours reliée à la source de fluide sous 5 pression et la soupape asservie est reliée à un point voisin de l'extrémité 8 du carter par l'intermédiaire d'un filtre. En outre, l'orifice précité est remplacé par un régulateur qui peut maintenir la pression dans la chambre d'actionnement, lorsque 1'élec-tro-aimant n'esrt pas excité, à une valeur prédéterminée. Lorsque 10 1'électro-aimant n'est plus excité, la force exercée sur le piston 16, due à la pression régnant à l'intérieur de la chambre d'actionnement 25, diminuée de la somme des forces exercées par le ressort et la pression à l'extrémité 8 du carter et agissant sur la surface annulaire du piston, est équilibrée par la force exer-15 cée sur la face du piston qui est soumise à la pression à l'extrémité 9 du carter, et une position d'équilibre est atteinte. Si la pression à l'extrémité 9 du carter diminue, le piston et la jupe sont alors déplacés pour augmenter la dimension effective des passages d'écoulement 24, la pression à l'autre extrémité du car-20 ter croît et une nouvelle position d'équilibre du piston et de la jupe est atteinte. Cç dispositif peut être modifié par addition d'un interrupteur électrique (non représenté) afin de fournir une indication de la présence de fluide sous pression à l'extrémité 9 du carter. 25 Dans certains ca.s, il est nécessaire de modifier la caractéris tique de réglage d'ensemble du dispositif et dans ce but le réglage du régulateur peut être choisi de telle sorte qu'il fournisse une pression plus élevée à la chambre d'actionnement, une soupape de sûreté (non représentée) étant prévue afin de mettre à l'échap-30 pement le fluide provenant de- la chambre d'actionnement lorsque la pression dans cette dernière excède une valeur prédéterminée. Bien que l'action de 1'électro-aimant lorsqu'il n'est pas excité soit de permettre l'ouverture du dispositif,on remarquera que la soupape asservie peut être modifiée pour que la fermeture 35 du dispositif se produise lorsque 1'électro-aimant n'est pas excité. 69 00997 2000522 REVENDICATIONS de 1- Dispositif de commande/l'écoulement d'un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, un carter creux de forme allongéee comportant une partie élargie entre ses extrémités, «un corps creux monté avec jeu à l'intérieur de ladite partie 5 élargie du carter, ledit corps creux ayant une extrémité fermée dirigée vers l'une deâ extrémités du carter et une extrémité ouverte dirigée vers l'autre extrémité du carter, un piston monté coulissant à l'intérieur dudit corps creux, ledit piston comportant une jupe venue de matière qui peut coulisser à l'intérieur de ladite autre 10 extrémité du carter, un siège formé autour de ladite extrémité ouverte du corps creux, un obturateur formé autour de ladite jupe entre les extrémités de celle-ci et adapté pour coopérer avec ledit siège, un passage d'écoulement ménagé dans ladite jupe entre l'obturateur et le piston et des moyens pour provoquer le déplacement 15 du piston à 1'intérieur du corps creux entre une position de fermeture dans laquelle le passage d'écoulement se trouve à l'intérieur du corps et dans laquelle l'obturateur repose sur le siège, et une position d'ouverture dans laquelle l'obturateur est éloigné du siège et dans laquelle le passage d'écoulement est découvert 20 au-delà du corps. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un joint dtanche aux fluides, disposé à ladite autre extrémité du carter et prenant appui sur'.la périphérie externe de la jupe. 25 3 -Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le diamètre de ladite jupe est inférieur au diamètre du piston, ménageant ainsi Une surface annulaire sur laquelle la pression régnant à ladite première extrémité du carter peut agir afin de maintenir le dispositif en position de fermeture. 30 4 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une soupape asservie pouvant être actionnée afin de permettre au fluide sous pression de s'écouler dans une chambre d'actionnement ou de s'échapper de cette chambre, cette chambre étant formée entre le piston et l'extrémité fër- 69 00997 2000522 mée du corps creux. 5 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le fluide sous pression est dérivé de celle des extrémités du carter du dispositif dans laquelle règne la pression la 5 plus élevée. 6 - Dispositif suivant la revendication 5,caractérisé en ce qu'un clapet inverseur est prévu afin de sélectionner la pr.ession la plus élevée /^e/aetre commandée par la soupape asservie. 10 7 - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit reliant ladite chambre d'actionnement et ladite soupape asservie, un dispositif étant prévu pour limiter l'écoulement du fluide à travers ledit conduit. 8 - Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé 15 en ce qu'il comprend un dispositif élastique sollicitant le piston et la jupe en direction de leur position de fermeture. 9 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le fluide sous pression est dérivé de ladite première extrémité du carter et en ce qu'il est prévu un régulateur pour 20 commander la pression du fluide dans la chambre d'actionnement, grâce à quoi le dispositif peut commander la pression à ladite autre extrémité du carter. 10 - Dispos itif suivant la revendication 9,. caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif élastique pour solliciter le 25 le piston et la jupe vers la position de fermeture. BAD ORIGINAL