Brevet FR2136895A1 — publié le 19721229

^ On connut des obturateurs à clapet, pour fluide compressi- ble, dans lesquels le clapet peut être maintenu sur son siège par un ressort de rappel et qui comprennent un piston servant d'appui au ressort de rappel ou propre à repousser le clapet contre l'action de ce ressort. Dans les obturateurs de ce genre réalisés jusqu'à présent, le piston est soumis à l'action (l?un ressbrt de commande annulant la pression exercée sur le piston par le fluide. La présenté inveiti,on a pour objet un obturateur à clapet du type ci-dessus, perfectionné de manière à diminuer son temps de réponse et à assurer une fidèlité de son réglage dans le temps L'obturateur à clapet selon l'invention est caractérisé en ce que la face du piston opposé à célle tournée vers le clapet délimite une chambre en communication avec l'intérieur de l'ob- turateur. L'invention a également pQur objet l'application de cet obturateur à une valve de barrage. Dans cette application, le piston; sert d'appui au ressort de rappel du clapet et est percé d'un ou plusieurs orifices mettant la chambre en communication avec l'intérieur du corps de la valve0 L'invention a également pour objet l'application de l'obturateur à un détendeur. Dans cette application, le piston comporte une portion propre à repousser le clapet contre l'action de son ressort de rap peul, en étant lui-même soumis à l'action d'un ressort de rappel antagoniste, et est percé d'un ou plusieurs orifices mettant la chambre en communication avec l'intérieur du corps du détendeur. Dans ces deux applications, le piston peut être creux et être prolongé par une queue, également creuse, qui sert au passage du fluide et dont l'extrémité peut s'appliquer sur l'ouverture de sortie de l'appareil ou s'éloigner de cette ouverture, en mettant la chambre en communication avec l'aval. L'invention a encore pour objet l'application de l'obtura- teur à un robinet. Dans cette application, le piston comporte une portion propre à repousser le clapet contre l'action de son ressort de rappel, ainsi qu'une queue creuse sur laquelle est monté coulissant un piston de commande pouvant être déplacé par un levier de commande, un ressort étant interposé entre les deux pistons ainsi qu'entre le premier piston et une paroi fixe du coorps-de l'appareil. L'invention a enfin pour objet l'application de l'obtura- teur à une valve pilotée. Dans cette application, le clapet est maintenu entre son siège et le piston-par deux ressorts antagonistes et luta chambre est en communication avec l'amont par un conduit sur lequel est interposé un organe d'obturation. -Le piston peut être creux et prolongé par une -queue, également creuse, qui sert au passage du fluide et dont l'extrémité peut s'appliquer Sur- l'ouverture (le l'entrée de la' valve ou s'éloigner de cette ouverture, en mettant llaval en communication avec un conduit d'échappement. Cette valve pilotée peut, en particulier, être utilisée dans une installation de freinage, pour empêcher le blocage de roues, l'organe d'obturation étant sensible au glissement de ces roues. :On a décrit ci-après, à titre d'exemples non limitatifs divers modes de réalisation-de l'invention avec référence aux dessins annexés dans lesquels La Figure 1 est une vue en coupe d'une valve --(le barrage La Figure 2 estune vue en coupe d'un détendeur La Figure 3 est une vue en coupe d'un robinet La Figure 4 est une vue en coupe d'une valve pilotée. Là 'Figure 1 montre une valve de barrage basée sur le principe de l'invention0 Cette valve de barrage comprend un-corps 1 qui comporte une- ouverture d'admission 2 destinée à être reliée à l'amont et dans lequel est monté coulissant un piston 3 séparant le cylindre en deux chambres 4 et 5. Le corps est fermé par un couvercle vissé 6 muni d'une ouverture de sortie 7 destinée à e-- tre reliée à l'aval.Le piston 3 est solidaire (l'une-queue axiale creuse 3a pouvant s'appliquer sur l'ouverture de sortie 7 et isoler ainsi la chambre 5 de l'avals Un clapet 8 est disposé dans la chambre 4 et un ressort 9 interposé entre ce clapet ét le piston 3, tend à appliquer ledit clapet contre un siège 10 prévu autour de l'ouverture 2. Enfin, le piston 3 est percé-d'un ou plusieurs orifices Il mettant en communication les chambres 4 et 5 par laminage. En temps normal, les pressions dans les chambres 4 et 5 sont identiques, du fait de la mise en communication de ces cham bres par les orifices 11. Si la pression amont baisse brusquement, la force exercée par cette pression amont sur le clapet 8 et qui tend à maintenir ce clapet ouvert, baisse également et n'équilibre plus le ressort 9. Le clapet tend à s'appliquer sur son siège 10 En même temps, la pression dans la chambre 4 devient inférieure à celle régnant dans la chambre 5, de sorte que le piston 3 se déplace vers la gauche, en entralnant le clapet 8 qui s'applique ainsi d'une manière se sur son siège, en évitant au fluide de s'échapper vers l'amont. La disposition décrite permet de supprimer le ressort de commande taré se trouvant normalement derrière le piston ; en outre, le temps de réponse du clapet est plus rapide. La Figure 2 montre un détendeur basé sur le principe de l'invention et permettant de remplir une capacité à une pression p inférieure à la pression P du fluide d'alimentation. Le clapet 9 est ici disposé dans une chambre 12 communiquant avec la chambre 4 par l'ouverture 2 ; il est soumis à l'action d'un ressort 13 tendant à l'appliquer sur son siège 10 et prenant appui contre le fond de cette chambre 12 ; cette dernière est munie d'une ouverture d'arrivée de fluide 14. Par ailleurs, le piston 3 est prolongé du côté de la chambre 12 par nn appendice 3b traversant l'ouverture 2. Un ressort 15 plus puissant que le ressort 13 est interposé entre le pis ton 3 et le fond de la chambre 5 ; il tend ainsi à déplacer le piston 3 vers la gauche à la Figure 1 et à maintenir l'appendi- ce 3b en appui contre le clapet 8. Un joint 16 est disposé dans le fond 'un évidement du corps 1, contre lequel peut s'appliquer 1 'extrémité de la queue 3a. Enfin, des ouvertures 17 mettent la chambre 4 en communication avec l'intérieur de cette queue, c'est-à-(lire avec l'ouverture de sortie 7. En fonctionnement, le fluide arrive par l'ouverture 14 contourne le clapet 8 pour pénétrer dans la chambre 4 et sort détendu par l'ouverture 7, après avoir traversé les orifices 17 et l'intérieur de la queue 3a. Quand l'enceinte à laquelle est reliée l'ouverture 7 est pleine de fluide à la pression d'équilibre p, le ressort 13 déplace l'ensemble mobile vers la droite à la Figure 1, le clapet 8 reposant sur son siège et l'extrémité de la queue 3a étant en appui contre son joint 16. La valeur de la pression p dépend notamment de la tare des ressorts 13 et 15 et de la différence de section entre le piston 3 et sa queue 3a. Quand la pression dans l'enceinte vient à baisser, et prend une valeur ', cette même pression règne alors dans la chambre 4, alors que la chambre 5 est toujours à la pression d'équilibre p. Sous l'effet de cette différence de pression, le piston 3 se déplace vers la gauche et son appendice 3b éloigne le clapet 8 de son siège 10. Du fluide peut ainsi parvenir dans l'enceinte Jusqu a ce que la pression d'équilibre soit rétablie. Le ou les orifices Il assurent un laminage du fluide et peuvent comporter, si on le Juge nécessaire, un clapet 11a empê- chant le retour du fluide de la chambre 5 à la chambre 4. Le robinet représenté à la Figure 3 comprend un corps 18 dans lequel est monté coulissant un piston 19 délimitant une chambre 20. Ce piston comporte une queue creuse 19a qui traverse une ouverture 21 mettant la chambre 20 en communication avec une chambre 22 munie d'une ouverture (l'admission 23. Dans cette chambre est disposé un clapet 24 qu'un ressort 25 tend à appliquer sur un siège 26 coaxial à l'ouverture 21. Le piston 19 comporte, du côté opposé à la queue 19a, une deuxième queue 19b qui communique avec cette queue 19a et qui est montée coulissante dans un piston 27 immobilisé par un circlips 27a. Ce dernier délimite une chambre 28 avec le piston 19 et une chambre 29 avec le fond du corps 18. La chambre 20 comporte une ouverture 30 destinée à être reliée à l'appareil à; alimenter et communique avec la chambre 28 par un conduit 31 ménagé dans ltépaisseur du corps 1 et muni d'un clapet à bille 32 freinant la détente. De son conté, la chambre 29 comporte une ouverture d'évacuation 33. Dans la chambre 29 est disposé un poussoir évidé 34 muni d'ouvertures latérales 34aet coopérant avec une came 35 ; celleci est monté pivotante en 36 sur le corps 1 et solidaire d'un levier de manoeuvre 37* Des ressorts de rappel 38 et 40 sont disposés respectivement entre le poussoir 34 et la queue 19b du piston 19, et entre le piston 19 et le fond de la chambre 20. Dans la position de repos représentée au dessin, le ressort 40 maintient le piston 19 dans une position d'équilibre dans laquelle l'extrémité de la queue 19a est à une certaine distance du clapet 24. Be poussoir 34 est maintenu en appui contre la came 35 par l'action du ressort 38. Quand on fait pivoter le levier 37 dans le sens de la flèche 39, le poussoir 34 pousse le piston 19 par l'intermédiaire du ressort de commande 38, ce qui comprime le ressort 400 La queue 19a du piston- repQusse ainsi le clapet 24 de sorte que le fluide traverse l'ouverture 21 et s'en va au dispositif à alimenter par l'ouverture 30.Le fluide parvient en meme temps par le perçage 31 dans la chambre 28, ce qui équilibre,. en partie; la force exercée sur le piston 19par le fluide se trouvant dans la chambre 20, le ressort 38 prenant à sa charge le reste de l'équilibre à atteindre. Lorsque l'équilibre est atteintj le-ressort 25 agit sur le clapet 24 et pousse celuici sur son siège ; l'air ne passe plus vers le dispositif à alimenter ; il ne s'échappe pas non plus de ce dispositif, le res .sort-38maintenant,la queue 19a en appui sur le clapet 24. Une augmentation de l'angle de pivotement du levier 37 entraxe le déplacement du piston 19, laissant passer le fluide jusqu' à un nouvel équilibre.Quand on ramène le levier 37 progressivement avec arrêt intermédiaire, le ressort 38 se détend aù profil de la came 35 ; le piston 19 réagit de la m8ze façon en laissant échap per l'ai. r par suite du décollement de la queue 19a du clapet 24, cette queue venant ensuite s'appliquer de nouveau sur ce clapet. La pression baisse dans la chambre -20 ; le clapet ralentisseur 32 pouvant etre réglable de l'extérieur crée une dépression différentielle permettant de stopper la détente avec une grande rapi dité. L'appareil à alimenter est mis à l'échappement par les queues 19a et 19b, les ouvertures 34a et l'ouverture 33. La vanne représentée à la Figure 4 est plus particulièrement destinée à être interposée dans le circuit de freinage à air comprimé. d'un véhicule, entre le cylindre de frein d'une roue et le robinet de commande de freinage, afin d'éviter un blocage de cette roue. Cette vanne comprend un corps 41 muni dlun alésage 42 dans lequel est monté coulissant un piston 43. L'une des extrémités de cet alésage comporte une ouverture dladmission 44 dont le bord 44a forme siège pour un clapet 45. Celui-ci est normalement maintenu contre le -siège 44a et le piston 43 par deux ressorts 46 et 47o L'ouverture d'admission 44 débouche dans une chambre 48 qui comporte une ouverture 49-destinée -à être reliée à un robinet de commande de freinage, Le piston 43 est creux et est prolongé pàr une queue 43a dont l'extrémité peut s'appliquer sur un joint-d'étanchéité disposé dans le fond d'un évidement du corps 41 et entourant un conduit 50 destiné à être relié au -cylindre de frein. Cette queue 43a est montre coulissante dans une partie 51 délimitant deux chambres 52 et 53. La chambre 52 a un diamètre supérieur à celui de l'alésage 42 ; dans cette chambre est disposé un piston 34 solidaire du piston 43. Par ailleurs, la chambre 53 communique avec l'extérieur, comme cela sera décrit plus loin. En temps normal, le fluide parvient dans la vanne par l'ouverture 49, contourne le clapet 45, traverse le piston 43 et sa queue 43a et sort par le conduit 50. Dans la chambre 48, débouche un perçage 55 qui peut être relié à un conduit 56 débouchant lui-même dans la chambre 52. Quand cette liaison est établie, le fluide d'alimentation parvient dans la chambre 52 et, du fait des différences de sections des pistons 43 et 54, déplace l'ensemble de ces pistons vers la gauche à la Figure 4, de sorte que le clapet 45 s'applique sur son siège, le fluide cessant alors de sortir par le conduit 50O La liaison du perçage 55 et du conduit 56 peut être réalisée, par exemple, par une électro-vanne ou, comme représenté, par l'intermédiaire d'un dispositif à fuite. Ce dispositif comprend un cylindre 57 dans lequel est monté mobile un piston 58 relié par une tige creuse 59 à un clapet 60. Celui-ci peut obturer un passage mettant en communication une chambre 61 dans laquelle débouche le perçage 55 avec une chambre 62 dans laquelle débouche le conduit 56. Un ressort 63 tend à amener l'ensemble mobile dans la position dans laquelle le clapet 60 est appliqué sur son siège. Enfin, l'intérieur de la tige 59 communique par - un orifice 64 avec la chambre 65 surmontant le piston 58, cette chambre communiquant avec la chambre 62 par un clapet de retenue 66o En temps normal, le fluide passant de la chambre 48 dans la chambre 61, par le perçage 55, s'échappe à l'extérieur par la tige creuse 59. Quand la fuite est arrêtée, le fluide passe dans la chambre 65 par l'orifice 64o L'augmentation de pression dans cette chambre a pour effet de déplacer le piston 58 qui entraîne le clapet 60. Celui-ci s'écarte de son siège de sorte que le perçage 55 est mis en communication avec le conduit 56. Quand la vanne est incorporée à un dispositif permettant d'é- viter un blocage d'une roue d'un véhicule, un dispositif sensible à ce blocage est prévu pour ouvrir 1 'électro-vanne ou arrêter la fuite par la tige 59, quand ledit blocage se produits En cas de blocage, le clapet 45 s'applique ainsi sur son siège Par ailleurs, le conduit 50 est mis en communication avec la chambre 53, donc avec l'extérieur. Le cylindre de frein est mis à l'échappe- ment et le blocage cesse. Du fait de la suppression du blocage, la fuite par la tige creuse 59 reprend. Le piston 58 remonte, le clapet 60 s'applique de nouveau sur son siège et la commilcation entre le perçage 55 et le conduit 56 est interrompue. La pression dans la chambre 65 baisse de sorte que le clapet 66 s'ouvre, ce qui permet également à la pression dans les chambres 62 et 52 de baisser. Les pistons 43 et 54 se déplacent vers la droite à la Figure 4, sous l'effet des ressorts 46 et 47. Le clapet 45 s'écarte de son siège en mê- me temps que la queue 43a vient isoler le conduit 50 de la chambre 53 ; le freinage reprend. Dans l'exemple de réalisation représenté, on a prévu une valve de desserrage rapide pour permettre une évacuation rapide de 1' air se trouvant dans le cylindre de frein. Cette valve comprend un piston creux 67 qui est monté coulissant dans un alésage du corps 41, en déterminant deux chambres 68 et 69, et qui est solidaire d'une queue 70 en communication avec l'échappement. La chambre 68 est reliée à la chambre 48 par un perçage 71. Un clapet 72 est interposé entre le piston 67 et l'orifice d'un perçage 73 débouchant dans la chambre 69 et en communication avec le cylindre de frein ; un ressort 74 prenant appui sur le piston 67 tend à déplacer le clapet 72 vers son siège. Enfin, un perçage 75 met la chambre 53 en communication avec la chambre 69, donc vers l'4- chappement. Quand le robinet de commande met l'ouverture 49 en communication avec la source de fluide, la pression dans la chambre déplace le piston 67 vers le conduit 73 de sorte que le clapet 72 s'applique sur son siège en isolant le conduit 73 de la chambre 69, donc de l'échappement. Mais, qud le robinet de commande met l'ouverture 49 en communication avec l'échappement, la chambre 68 est également mise à l'échappement. Le clapet 72 repoussant le piston 67, est écarté de son siège par la pression régnant dans le circuit de freinage de sorte que l'air peut s'échapper de ce circuit par la queue 70 du piston 67. L'air peut ainsi s'échapper rapidement du circuit de freinage même si le clapet 45 est plaqué sur son siège par une dépression brusque en amont de la vanne. Il va de soi que l'invention ne doit pas être considérée comme limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais en couvre, au contraire, toutes les variantes0 Revendications lo Obturateur à clapet, pour fluide compressible, qui comporte un ressort de rappel tendant à maintenir le clapet sur son siège et un piston, caractérisé en ce que la face du piston opposée à celle tournée vers le clapet délimite une chambre en communication avec l'intérieur de l'obturateur. 2. Application de l'obturateur selon la revendication 1 à une valve de barrage, caractérisée en ce que le piston sert d'appui au ressort de rappel du clapet et est percé d'un ou plusieurs orifices mettant la chambre en communication avec l'intérieur du corps de la valve. 3. Application de l'obturateur selon la revendication 1 à un détendeur, caractérisée en ce que le piston comporte une portion propre à repousser le clapet contre l'action de son ressort de rappel, en étant lui-même soumis à l'action d'un ressort de rappel antagoniste, et est percé d'un ou plusieurs orifices mettant la chambre en communication avec l'intérieur du corps du détendeur. 4. Application selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que le piston est creux et est prolongé par une queue, également creuse, qui sert au passage du fluide et dont l'extrémité peut s'appliquer sur l'ouverture de sortie de l'appareil ou s'éloigner de cette ouverture, en mettant la chambre en communication avec l'aval. 5O Application de l'obturateur selon la revendication 1 à un robinet, caractérisée en ce que le piston comporte une portion propre à repousser le clapet contre l'action de son ressort de rappel, ainsi qu'une queue creuse qui est montée coulissante dans un piston fixe et peut être déplacé par un organe de commande, des ressorts étant interposés entre le premier piston et une paroi fixe du corps de l'appareil, ainsi qu'entre la queue et son organe de commande. 6. Application de l'obturateur selon la revendication 1 à une valve pilotée, caractérisée en ce que le clapet est maintenu, entre son siège et le piston par deux ressorts antagonistes et la chambre est en communication avec 1 'amont par un conduit sur lequel est interposé un organe d'obturation. 7. Application selon la revendication 6, caractérisée en ce que le piston est creux et est prolongé par une queue également creuse, qui sert au passage du fluide et dont l'extrémité peut s'appliquer sur l'ouverture de sortie de la valve ou s'éloigner de cette ouverture, en mettant l'aval en communication avec un conduit d'échappement.