Brevet FR2129961A1 — publié le 19721103

La présente invention se réfère aux distributeurs tournants pour fluides en général, et elle vise plus particulièrement un tel distributeur destiné à assurer par voie hydraulique la commande des vannes dans une installation du genre de celles dtadoucissement d'eau. On sait que les installations d'adoucissement dteau, ainsi d'ailleurs que bien d'autres appareillages pour le traitement cyclique des liquides ou des gaz, comportent un assez grand nombre de vannes qutil convient de manoeuvrer suivant un programme prédéterminé. Dans un adoucisseur la manoeuvre de ces vannes doit steffec- tuer lorsque l'agent échangeur est épuisé, pour réaliser le détassage, le saumurage ou régénération, puis le ou les rinçages. On a réalisé ces manoeuvres de façon automatique en utilisant à cet effet des vannes électromagnétiques commandées par un programmateur électrique approprié. Cette disposition donne en principe toute satisfaction, mais elle comporte l'inconvénient qu'en cas de manque de courant toutes les vannes reviennent automatiquement à leur position de repos, de sorte que si lton veut éviter des dommages considérables on doit prévoir des appareils de sécurité spéciaux entrant en jeu lorsque le courant électrique fait défaut. En outre les vannes électromagnétiques sont relativement conteuses et encombrantes. On connaSt d'autre part des vannes hydrauliques qui il est possible de commander par le moyen d'un système distributeur. Mais les systèmes utilisés à cet effet jusqu'à ce jour ont été relativement compliqués, ce qui a nui à leur diffusion dans la pratique. L'invention vise à éviter ces inconvénients et à permettre d'établir un distributeur tournant, grâce auquel on puisse aisément commander par voie hydraulique les vannes d'une installation d'adoucissement d'eau ou autre. De telles vannes à commande hydraulique sont plus simples et moins encombrantes que les vannes électromagnétiques. D'autre part en cas d'arrêt de la rotation du distributeur, si celle-ci est commandée électriquement, ces vannes restent à la position à laquelle elles se trouvaient à l'instant précis de l'arret, sans que leur position se modifie d'aucune manière. Le distributeur suivant l'invention, du genre comprenant un tambour tournant à l'intérieur d'un corps, est essentiellement remarquable en ce que le tambour comprend une partie centrale de diamètre légèrement inférieur à celui de l'alésage du corps de manière à définir un espace annulaire intermédiaire, cette partie cen trale, délimitée par deux joints transversaux, portant entre ces derniers un joint intermédiaire refermé sur lui-mme, orienté obli quement par rapport à l'axe et qui divise l'espace annulaire précité en deux parties, tandis que le corps comporte des lumières parmi lesquelles une au moins s'ouvre toujours dans a première partie ci-dessus et une au moins toujours dans la seconde, ces deux lumières étant destinées à entre reliées respectivement à une source de fluide sous pression et à la biche de retour, et les autres lumières étant convenablement situées dans le sens axial et dans le sens angulaire pour oestre reliées aux instants voulus et pendant les durées voulues soit à la source de pression, soit à la bache par l'intermédiaire des deux parties de l'espace annulaire précité. Dans une forme d'exécution préférée, le joint intermédiaire est constitué par un anneau torique logé dans une rainure ménagée sur le tambour entre les bords en vis-à-vis, convenablement profilés, de deux manchons rapportés sur une ame appropriée profilés. L'dme peut entre solidaire de certaines des parties du tambour, par exemple de l'une de ses portées et d'une rondelle formant bague d'arrêt dans le sens axial, les autres parties étant rapportées sur elle et fixées par serrage en bout. L'entratnement peut entre assuré par un moteur électrique ali menté à travers un interrupteur actionné par une came solidaire en rotation du tambour de façon à déterminer l'arrêt de celui-ci à une ou plusieurs positions fixées à l'avance. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages quelle est susceptible de procurer Fig. 1 est une coupe générale d'un distributeur suivant l'invention. Fig. 2 est une vue séparée du tambour à 900 de la position qu'il occupe en fig. 1. Fig. 3 est une coupe éclatée montrant les divers éléments successifs qui constituent le tambour. Fig. 4 est une vue en bout simplifiée représentant l'ex- trémité arrière du tambour avec le micro-interrupteur qui lui est associé. Fig. 5 est une vue du cadran de l'appareil. Le distributeur représenté en coupe générale en fig. i comporte un tambour désigné par la référence globale i et qui tourne à ltintérieur d'un corps 2 fixé à une paroi verticale 3 formant sup port. Le tambour se prolonge au-delà de la paroi 3, convenablement perforée pour son passage, et il est relié par un accouplement unidirectionnel 4 avec l'arbre d'un moteur électrique 5 à vitesse lente (moteur à démultiplicateur incorporé) enfermé à l'intérieur d'un capot 6 également fixé à la paroi 3. La fixation du corps 2 est assurée par une bride 7 solidaire de celui-ci et traversée par des vis de fixation telles que 8. De mtme le capot 6 comporte également une bride 9 propre à recevoir des vis 10. Le moteur 5 est fixé à la paroi 3 par un certain nombre de colonnettes, telles que 11. On notera enfin qu'il est prévu sur l'avant (ctest-à-dire à à gauche) un autre capot enjoliveur 12 qui vient s'emmancher sur la bride 7 à laquelle il se fixe par des vis latérales, telles que 13, ce capot portant sur sa face avant un cadran 14 retenu par des vis 15. Le tambour 1 comprend une partie centrale 16 (fig.2) dont le diamètre est un peu moindre que celui de l'alésage du corps 2, cette partie centrale étant démimitée par deux joints toriques 17 disposés dans des plans transversaux. De chaque caté de chacun des joints toriques 17 il est prévu une portée 18 établie à une très faible tolérance près au diamètre de l'alésage pour assurer le centrage du tambour dans celui-ci, puis une rondelle en saillie 19, respectivement 20, propre à porter contre l'extrémité avant et contre l'extrémité arrière du corps 2 en vue de retenir axialement le tambour. L'extrémité avant du tambour comporte une poignée de manoeuvre 21 tandis qu'à son extrémité arrière est fixée lwun 22 des éléments de l'accouplement unidirectionnel 4 indiqué plus haut.On notera encore que la rondelle 20, prévue relativement large, comoor- te une dépression 20a dont le rale sera exposé plus loin. La partie centrale 16 porte un joint torique 23 disposé dans une rainure orientée obliquement par rapport à l'axe du tambour. Dans l'exemple représenté et qui correspond à la forme d'exécution préférée, cette rainure, vue par conté, c'est-à-dire perpendiculairement au plan de symétrie du joint 23, présente un profil qui stap- parente à celui d'un arc de sinusoïde entre un point situé peu après le point le plus bas de la courbe, et un autre situé peu avant son point le plus haut. Ce joint 23 porte de façon étanche contre la paroi du corps 2, en divisant ainsi en deux parties espace annulaire étroit ménagé entre les deux joints 17, savoir une partie avant 16a et une partie arrière 16b. Fig. 3 montre un mode de réalisation particulièrement avanta geux de l'ensemble du tambour. Dans cette construction il est prévu une ame centrale 24 solidaire de la portée 18 arrière et de la rondelle 20 adjacente. L'extrémité arrière de cet ensemble est perforé d'un trou taraudé 24a propre à recevoir l'élément 22, équipé à cet effet d'une queue filetée 22a. Sur le corps 24 lton vient monter deux manchons minces 25 et 26 dont les bords en vis-à-vis sont profilés de manière à déterminer entre eux la rainure destinée à recevoir le joint 23. Ces manchons sont en outre dimensionnés par rapport à la longueur de l'ame 24 pour ménager les logements des joints toriques arrière et avant 17. On les fixe en place de toute manière appropriée, par exemple par collage, goupillage, etc.... L'ame 24 se prolonge en direction de l'avant par une partie 24b à plus petit diamètre sur laquelle on vient enfiler une bague qui représente la seconde portée 18. Cette extrémité avant comporte, comme ltextrémité arrière, un alésage borgne taraudé 24c qui reçoit une queue filetée 21a solidaire de la poignée 21. Quant à la rondelle 19, elle est bloquée par serrage entre la poignée 21 et la portée 18. L'accouplement unidirectionnel 4 comprend, outre l'élément 22, un élément complémentaire 27 porté à clavette coulissante par l'ar- bre 28 du moteur 5 et appliqué contre l'élément 22 par un ressort 29 En raison de sa forte démultiplication le moteur 5 est pratiquement irréversible. L'accouplement 4 est agencé de manière que par la poignée 21 on puisse faire tourner le tambour dans le sens prévu pour sa marche avant, mais non pas dans le sens inverse, ce qui évite toute fausse manoeuvre. Le corps 2 comporte des lumières qui viennent déboucher latéralement dans son alésage en face de la partie centrale 16 du tambour 1. L'une de ces lumières, quton a référencée 30 en fig. 1, débouche suffisamment à gauche pour se trouver toujours dans la partie 16a de l'espace annulaire ménagé entre le tambour et le corps. Une seconde, référencée 31, est au contraire située assez à droite pour toujours se trouver dans la partie 16b. Quant aux autres lumières, telles 32, elles sont disposées à une position intermédiaire de manière à communiquer avec l'une ou l'autre des deux parties 16a et 16b suivant l'orientation angulaire du tambour. On comprend en effet qu'une lumière telle que 32, située axialement à mi-chemin des deux extrémités axiales du joint 23, est reliée à la partie 16a pendant 1800 et à la partie 16b pendant les autres 1800 de rotation du tambour. A mesure qu'on décale la lumière vers la gauche, son temps de liaison avec la partie 16a augmente alors que son temps de liaison avec la partie 16b diminue, et inversement. En outre en calant de façon appropriée ladite lumière autour de l'axe du tambour, on peut obtenir que les temps de liaison précités soient délimités par des positions angulaires nettement déterminées de ce tambour.Si donc on amene un liquide sous pression par la lumière 30 en reliant la lumière 31 à la bichez on peut appliquer à une lumière telle que 32 des impulsions de pression et de non pression présentant toute durée relative choisie et se situant à toute position voulue du tambour à partir du point de départ fixé pour celui-ci. Si d'autre part on relie la ou les lumières 32 à l'est pace dwactionnement de vannes hydrauliques, on peut réaliser une commande extrêmement simple, de-fonctionnement très sflr, dans laquelle, en cas d'arrêt du courant, les vannes demeurent à la meme position, au contraire des systèmes à vannes électro-magnétiques. La paroi 3 supporte encore un micro-interrupteur 33 (fig.4) dont le bras de commande 34 porte un galet 35 qui vient rouler sur la périphérie de la rondelle 20 de manière à s'enfoncer au passage dans la dépression 20a. Pour expliquer le fonctionnement on supposera que le distributeur sus-décrit est utilisé dans une installation d'adoucisseur d'eau. Le cadran 14 peut alors autre établi comme indiqué en fig.5, la poignée 21 comportant bien entendu un index (non représenté) qui permet de suivre les diverses positions angulaires du tambour. En observant les indications portées sur le cadran on trouve respectivement une première plage A qui correspond à la marche normale liteau dure traverse l'agent échangeur et est envoyée à l'état adouci vers la canalisation d'utilisation.On trouve ensuite une zone morte (représentée par un hachurage) qui sépare la plage A d'une seconde plage B, laquelle correspond au détassage ; au cours de cette phase l'eau dure traverse ltagent épuisé de bas en haut pour ltouvrir, l'agiter et en chasser les impuretés qu'il a pu retenir par effet physique de filtre. Après une nouvelle zone morte vient une plage C de régénération (saumurage) et de rinçage lent ; pendant cette phase un hydro-éjecteur aspire de la saumure et lten- trame dans l'agent échangeur pour le régénérer.Lorsque la quantité de saumure prévue est épuisée, liteau dure d'alimentation de l'hy- dro-éjecteur arrive seule et assure un premier rinçage- lent de l'agent régénéré. Enfin après une quatrième zone morte on-trouve une plage D de rinçage rapide durant laquelle l'eau dure est amenée à l'agent régénéré, mais est renvoyée à l'égout à la sortie de celuici afin d'achever d'éliminer les dernières traces de saumure. On revient ensuite à la plage A de marche normale. Lorsque le tambour se trouve au centre de la plage A de marche normale, le galet 35 du micro-interrupteur 33 est logé au fond de la dépression 20a ; ce micro-interrupteur est donc ouvert et ne peut alimenter le moteur 5. Pour assurer le fonctionnement automatique il suffit de commander ce moteur par une impulsion quelconque, de durée relativement courte, provenant par exemple d'un compteur branché sur la canalisation d'eau adoucie. Le moteur démarre et commence à entralner le tambour ; au bout d'un très court instant le galet est soulevé et le micro-interrupteur 33 se ferme pour auto-alimenter le moteur qui achève ainsi d'assurer une rotation complète du tambour jusqu'à ce que le galet 35 retrouve la dépression 20a. Dans le cas d'installations comportant deux unités d'adoucissement montées en parallèle, de manière que la distribution d'eau adoucie ne soit jamais interrompue, on peut prévoir sur la rondelle 20 deux dépressions 20a l'une correspondant à la plage A et la seconde à la zonè morte a située immédiatement avant elle dans le sens de rotation du tambour. Avec une telle disposition lorsqu'un distributeur a été déclenché à partir de sa position de marche A, il s'ar r & e à la position correspondant à la zone morte a. A cet instant l'unité d'adoucissement est régénérée et prote à servir, mais toutes ses vannes sont fermées. Il suffit ensuite d'une seconde impulsion pour que le distributeur tourne du petit angle qui sépare la zone morte a du centre de la plage A, où il s'arrière sous l'effet de la première dépression de la rondelle 20. Ainsi les deux unités peuvent servir régulièrement à tour de ralle de façon entièrement automatique. Dans le mme ordre d'idées, si au lieu d'un fonctionnement continu dans lequel le cycle s'effectue sans arrêt sous l'effet du moteur 5, on désire réaliser un fonctionnement discontinu avec ar rêt à chaque position utile (c'est-à-dire au centre des plages respectives A, B, C et D), on peut prévoir sur la rondelle 20 des dépressions successives correspondant aux centres précités, de manière que le moteur 5 s'y arrête automatiquement. Avec une telle disposition il est évidemment indiqué de prévoir le moteur 5 beaucoup plus puissant et plus rapide, de manière que le passage d'une pla ge à l'autre s'effectue dans un temps relativement court. En outre il convient d'associer au distributeur des moyens permettant de commander à chaque fois la mise en marche du moteur, par exemple un programmateur chronométrique ou autre approprie. Il doit d'ailleurs entre entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. C'est ainsi par exemple que le tambour pourrait oestre réalisé d'une seule pièce, la rainure de logement du joint 23 y étant creusée à l'aide d'un outil approprié. - REVENDICATIONS 1. Distributeur tournant, notamment destiné à assurer plar voie hydraulique la commande des vannes dans une installation telle que celles d'adoucissement d'eau, du genre comprenant un corps cylindrique pourvu de lumières appropriées, et dans lequel tourne un équipage mobile portant deux joints d'extrémité situés dans des plans substantiellement transversaux ainsi qu'un joint intermédiaire orienté obliquement par rapport à l'axe, ces joints venant au contact de la paroi du corps pour déterminer à l'intérieur de celui-ci deux espaces constamment reliés chacun à l'une de deux des lumières du corps, tandis que les autres lumières sont alternativement reliées à l'un et à l'autre espace au cours de la rotation de l'équipage mobile, caractérisé en ce que l'équipage mobile porte-joints comprend- un tambour (1) de diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du corps (2) et dont la périphérie est creusée de rainures propres à recevoir les joints (17, 23), les espaces délimités par ceux-ci correspondant au jeu ménagé entre la périphérie du tambour et le corps. 2. Distributeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tambour (1) comporte au-delà des joints d'extrémité (17) des parties (18) de plus fort diamètre que sa partie centrale (16) comprise entre les joints précités, et qui jouent le rôle de portées de centrage du tambour dans le corps (2). 3. Distributeur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tambour est constitué par une âme cylindrique (24) sur laquelle sont rapportés deux manchons (25-26) dont les bords en vis-à-vis sont convenablement profilés pour ménager entre eux une rainure propre à recevoir le joint oblique (23). 4. Distributeur suivant lrune quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'ame (24) est solidaire de l'une des portées (18) du tambour à l'intérieur de l'alésage du corps (2), ainsi que de la rondelle adjacente (20) propre à former bague d'arret dans le sens axial contre la face adjacente du corps, son extrémité opposée recevant la seconde portée (18) prévue sous forme annulaire et qui est bloquée en position par la seconde rondelle (19) formant bague d'arrêt contre l'autre face du corps, laquelle est serrée en bout par un organe terminal approprié (21-21a) tel qu'une poignée, tandis que les manchons rapportés sur l' & e sont dimensionnés de manière que leurs extrémités opposées ménagent en tre elles et les portées les rainures de logement des joints trais, versaux (17). 5. Distributeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, du genre dans lequel l'équipage moble porte- traSné par un moteur électrique dont le circuit est commandé par un interrupteur actionné par une came solidaire en rotation du tambour, de manière telle que le moteur soit automatiquement coupé lorsque le distributeur a atteint au moins une position angulaire déterrinée, mais qu'il suffise d'une impulsion de durée relativement courte pour le mettre en marche et lui faire entraSner le distributeur jusqu'à trouver une nouvelle position d'arret déterminée par la came, caractérisé en ce que la came (20) ne comporte qu'une seule position d'arrêt de manière à ce qu'à chaque mise en marche du moteur (5), le distributeur exécute un cycle opératoire complet, la vitesse de ce moteur étant prévue suffisamment lente à cet effet. 6. Distributeur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la came (20) comprend deux positions d'arrêt de manière que le moteur (5) arrête le distributeur successivement à deux positions correspondant respectivement à un état d'attente de l'installation commandée et à la mise en service normal de celle-ci. 7. Distributeur suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'entre le moteur (5) et le tambour (1) est interposé un accouplement unidirectionnel (4) grive auquel on peut faire tourner le tambour à la main dans le sens de l'avance, indépendamment du moteur considéré comme irréversible. 8. Distributeur suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6,du genre dans lequel la came de commande du moteur électrique présente la forme d'un disque creusé d'une ou plusieurs dépressions propres a' recevoir le galet de commande d'un micro-interrupteur convenable, caractérisé en ce que cette came est directement constituée par l'une (20) des rondelles formant butées d'arrêt du tambour (1) des le sens axial.