Brevet FR2022345A1 — publié le 19700731

La présente invention se rapporte à une valve servo-commandée pour fluides sous pression, et plus particulièrement à des servovalves électromagnétiques à piston, dans lesquelles l'énergie pour la servo-commande est fournie par la pression du fluide à contrôler. Pour commander une valve électromagnétique destinée h contrôler l'écoulement d'un fluide, il est souvent souhaitable de n'utiliser qu'une puissance électrique faible, entre autre pour éviter les échauffements excessifs. Cette puissance électrique faible étant suffisante pour commander des valves destinées à contrôler l'écou- lement de fluides sous pression élevée, on a proposé de réaliser des valves servo-commandées dont l'énergie est fournie par la pression du fluide à contrôler. On tonnait déjà de telles valves se composant d'unclapet principal et d'un piston de servo-commande dont le déplacement permet d'appliquer la pression du fluide, à travers une ou plusieurs canalisations de servo-commande, sur l'une ou l'autre des faces du clapet en vue de commander les mouvements de:ce clapet. Le servo-piston est solidaire d'un organe de commande primaire, tel qu'un noyau magnétique sur lequel agit un circuit électromagnétique. Ce genre de valve présente plusieurs inconvénients. Les canalisautions de servo-commande risquent d'hêtre bouchées par des impuretés contenues dans le fluide à contrôler. I1 en résulte des pannes de fonctionnement, et il est en outre nécessaire de prévoir dans le corps de valve des orifices permettant de déboucher les canalisations éventuellement bouchées. Ces pannes de fonctionnement et les travaux de débouchage peuvent considérablement accrottre les frais d'exploitation. La construction compliquée du corps de vanne affecte entre le prix de revient de ces vannes. L'invention a pour but de réaliser une vanne servo-commandée pour fluides sous pression, dont la construction est très simple et qui présente une très grande sûreté de fonctionnement, étant donné que les risques d'obturation intempestive des canalisations et ouvertures de servo-commande sont éliminés. Une telle vanne est donc très économique, tant en ce qui concerne son prix de revient que les frais d'exploitation. L'invention a pour objet une servo-valve comprenant un organe d'obturation mobile constitué par un piston coulissant dans un alésage, ledit alésage communiquant avec une chambre, avec une conduite d'amenée du fluide à eontroler, et avec une conduite de sortie de c ç luideJ un passage reliant la conduite d'amenée à ladite chambre pour alimenter cette dernière en fluide sous pression, le piston présentant un perçage reliant la chambre à la conduite de sortie, un organe de pilotage étant destiné à coopérer avec le piston pour obturer à volonté ledit perçage, cette servo-valve étant caractérisde en ce que le piston est monté avec jeu dans son alésage, ce Jeu constituant le passage du fluide reliant la con- duite d'amenée à la chambre. La figure unique du dessin annexéreprésente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de la valve objet de l'invention. La valve électromagnétique à servo-command représentée comprend un corps 1 présentant une conduite d'amenée 2 et une conduite de sortie 3 pour le fluide à contrôleur. Le corps 1 présente une chambre 4 à paroi filetée, dans laquelle est vissée une enveloppe cylindrique 6 dans laquelle peut coulisser un noyau magnétique 7. Ce noyau est sollicité en direction du corps de valve par un ressort 8 disposé entre un épaulement 9 de la base du noyau 7 et un épaulement 10 de l'enveloppe 6. Les déplacements du noyau 7 vers le haut sont commandés par un enroulement, non représenté au dessin, logé sous un capuchon 13 entourant l'enveloppe cylindrique 6 et produisant un champ magnétique entre la face supérieure du noyau 7 et une pièce ferro-magnétique Il disposée à la partie supérieure de l'enveloppe 6. La pièce ferro-magnétique 11 présente une partie filetée 12 qui est solidaire de la partie supérieure de l'enveloppe 6 permettant la fixation du capuchon 13 par un écrou. Le corps 1 présente un alésage 14 coaxial à la chambre 4 et au noyau 7. A son extrémité supérieure, l'alésage 14 communique avec la chambre 4, et à son extrémité inférieure avec la conduite de sts tie 3. La partie inférieure de l'alésage 14 présente un épaulement 15. La conduite d'amenée 2 débouche dans la chambre 14 juste audessus de l'épaulement 15. Un piston 16 coulisse axialement dans la chambre 14 avec un jeu radial 17. La partie inférieure du piston 16 présente une portée tronconique 18 faisant office de pointeau dont le siège est constitué par l'épaulement 15. A sa partie supérieure, le piston-pointeau 16 présente un épaulement 19 destiné à venir buter contre une bague d'arrêt 20 disposée dans une gorge annulaire de l'alésage 14.Cette bague d'arrêt 20 limite la course du pistonpointeau 16 lorsque celui-ci se déplace dans le sens tendant à loigner la portée 18 de son siège 15. Le piston-pointeau 16 présen- te un canal axial 21 dont l'une des extrémités est en communication avec la partie inférieure. resserrée de l'alésage 14, l'extrémité opposée du canal 21 étant resserrée de façon à former une buse 22. Le noyau 7 porte à son extrémité faisant race au piston-pointeau 16 une pastille en élastomère 23 destinée à obturer la buse 22. Le fonctionnement de valve est le suivant: Dans la position représentée, la pièce ferro-magnétique Il n'est pas magnétisée et n'attire donc pas le noyau 7 qui est repoussé par le ressort 8 en direction du corps de la valve 1. La pastille d'étanchéité 23 vient obturer la buse 22, et le ressort 8 contribue également à appuyer le piston-pointeau 16 contre son siège 15. Le fluide sous pression se trouvant dans la conduite d'amenée 2 ne pouvant franchir l'ouverture 15 obturée par le pointeau 16 s'- coule le long du piston-pointeau 16 gracie au jeu radial 17 et vient remplir la partie supérieure de l'alésage 14, la chambre 4 et l'en- veloppe cylindrique 6.La pression du fluide s'exerce donc, à la partie supérieure du piston-pointeau 16, sur une surface équivalente à la totalité de la section du piston-pointeau 16, c'est-à-dire sur 1 épaulement 19, sur la partie conique extérieure de la buse 22 et sur la section obturée de la buse 22 par suite de la pression régnant sur la face supérieure du noyau 7, alors qu'à la partie in inférieure du piston-pointeau 16 > la pression du fluide ne s'exerce que sur la partie conique du pointeau 18 se trouvant au-dessus de l'épaulement 15. La section du piston-pointeau 16 soumise à la pression du fluide étant plus grande à la partie supérieure du piston-pointeau 16, celui-ci est pressé par la pression du fluide contre le siège 15. cette pression s'ajoutait à l'action du ressort 8. L'ouverture principale 15 est donc parfaitement obturée et la communication entre la conduite d'amenée 2 et la conduite de sortie 3 est fermée. Lorsque la pièce 11 est magnétisée par l'envoi d'un courant électrique dans l'enroulement, non représenté, le noyau 7 est attiré contre la pièce 11, de sorte que la pastille d'étanchéité 23 découvre la buse 22. La chambre 4 communique alors par le canal 21 avec la conduite de sortie 3, de sorte que la pression de fluide à la partie supérieure du piston-pointeau 16 s'abaisse Jusqu' la valeur de la pression régnant dans la conduite de sortie 3. du fait que la section du canal 21 est plus grande que la section résultant du jeu 17.La totalité de la pression de fluide régnant dans la conduite d'amenée 2 s'exerce cependant encore sur la surface ooni- que de la portée 18 se trouvant au-dessus du siège 15 > ce qui a pour effet de repousser le piston-pointeau 16 vers le haut, le soulevant ainsi de son siège 15 et permettant le passage du fluide de la conduite d'amenée 2 à la conduite de sortie 3. La bague d'arrêt 20 limite le mouvement ascendant du piston-pointeau 16, afin d'éviter que la buse 22 puisse venir en contact avec la pastille d'étant chéité 23 tant que le noyau 7 demeure attiré par la pièce ferro-la- magnétique 11. Dès que l'attraction cesse, le ressort 8 presse à nouveau le noyau 7 contre la buse 22 pour l'obturer, ce qui rétablit la pression du fluide dans la chambre 4, laquelle repousse le piston-pointeau 16 vers le bas. La force du ressort 8 contribue à ramener le piston-pointeau 16 contre son siège 15. La valve servo-commandée selon l'invention n'est pas nécessai- rement commandée par un solénolde agissant sur le noyau 7. Celui-ci peut, par exemple, être remplacé par une tige de piston d'un cylindre à commande pneumatique. Revendications 1. Servo-valve comprenant un organe d'obturation mobile constitué par un piston coulissant dans un alésage, ledit alésage communiquant avec une chambre, avec une conduite d'amenée du fluide à contrôleur, et avec une conduite de sortie de ce fluide, un passage reliant la conduite d'amenée à ladite chambre pour alimenter omette dernière en fluide sous pression, le piston présentant un perçage reliant la chambre à la conduite de sortie, un organe de pilotage étant destiné à coopérer avec le piston pour obturer à volonté ledit perçage caractérisée en ce que le piston est monté avec jeu dans son alésage, ce Jeu constituant le passage du fluide reliant la conduite d'amenée à la chambre. 2. Servo-valve selon la revendication 19 caractérisée en ce que le piston présente une portée tronoonique prenant appui sur le siège par sa partie de plus petit diamètre, la surface de plus grand diamètre de oette portée étant exposée au fluide sous pression venant de la conduite d'entrée, de façon que la résultante de la pres don du fluide sur cette portée fournisse une composante tendant à écarter la portée du siège. 3. Servo-valve selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'organe de pilotage est constitué, de façon connue en soi, par un noyau coulissant, sollicité en direction du piston par un ressort-et éloigné du piston. contre l'action dudit ressort, par l'effet d'un champ magnétique.