Brevet FR2195764A1 — publié le 19740308

La présente invention concerne un dispositif d'actionnement destiné à commander le déplacement d'un organe, par exemple une soupape. Selon l'invention, un dispositif d'actionnement destiné à commander le déplacement d'un organe, par exemple une soupape, comprend un moteur dont l'enveloppe est supportée de manière à faire tourner l'organe et dont l'arbre d'entraînement rotatif commande le déplacement de organe, et des moyens pour commander le moteur selon le couple appliqué à l'enveloppe -lorsque l'arbre d'entrainement est bloqué contre la rotation. L'agencement selon l'invention présente des avantages sur les installations classiques dans lesquelles le moteur est boulonné au boîtier du dispositif d'actionnement et est commandé selon des signaux reçus d'interrupteurs fin de course actionnés par une came prévue sur l'arbre d'entraînement. Dans l'agencement classique, les interrupteurs fin de course, etc doivent être positionnés de manière précise pour assurer que le moteur soit coupé lorsque, et seulement lorsque le couvercle ou le mécanisme de la soupape à commander a atteint sa position désirée. Il est évident qu'un tel réglage précis n'est pas nécessaire avec l'agencement selon l'invention, car le moteur est commandé par le couple exercé sur l'enveloppe du moteur qui, à son tour, dépend de la force de fonctionnement de l'organe ou du mécanisme commandé.De plus, puisque la- commande du moteur est indépendante de la position du mécanisme à actionner, l'agencement a l'avantage supplémentaire de constituer un mécanisme de sécurité lorsque, par exemple, une tige de soupape estbloquée par un corps étranger et ne peut pas atteindre sa position fermée. Dans ce cas, par conséquent, ceci aura pour résultat d'appliquer un couple à l'enveloppe du moteur qui, par suite, calera, alors que dans une installation classique, le moteur continuera à fonctionner en endommageant sérieusement le dispositif d'actionnement. Bien, que l'enveloppe du moteur pourrait être supportée sur des surfaces portantes séparées du moteur, on préfère que l'enveloppe du moteur soit supportée à rotation sur l'arbre d'entraînement lui-mme, qui peut être monté dans des paliers installés à l'extérieur de l'enveloppe. Avantageusement, les moyens de commande comprennent un élément de manoeuvre et des moyens d'actionnement fixés respectivement à l'enveloppe et à une partie fixe du dispositif d'actionnement, ou vice-versa, de manière que lorsqu'un couple prédéterminé est appliqué à l'enveloppe, l'élément manoeuvre les moyens d'actionnement pour commander le moteur. Dans ce cas, les moyens d'actionnement et l'élément de manoeuvre peuvent être écartés l'un de l'autre et les moyens d'actionnement peuvent être manoeuvrés par contact avec l'élément lorsqu'un couple est appliqué à l'enveloppe, en provoquant le déplacement de celle-ci. Des moyens de sollicitation peuvent être prévus pour s'opposer au déplacement de l'enveloppe, et ils peuvent comprendre un ressort réglable. Les moyens de sollicitation peuvent limiter la rotation de l'enveloppe du moteur dans les deux sens, en permettant ainsi au moteur de fonctionner comme on le désire dans les deux sens de rotation. Les moyens d'actionnement peuvent comprendre un interrupteur. En variante, les moyens d'actionnement et l'élément de manoeuvre peuvent être en contact pérmanent. Dans ce cas, les moyens d'actionnement peuvent comprendre un dispositif sensible à la pression, par exemple un dispositif piézo-électrique, qui est manoeuvré directement par le couple exercé sous l'enveloppe et qui commande le moteur lorsque le couple exercé sur l'enveloppe atteint une valeur prédéterminée. Dans ce cas, bien que l'enveloppe du moteur soit capable de tourner autour de l'arbre d'entraînement, en fait elle ne tournera pas du tout. Le dispositif sensible à la pression peut être accouplé à un moyen interrupteur approprié qui peut être utilisé, par exemple, pour arrêter le moteur lorsque le couple atteint la valeur prédéterminée. De plus, comme dans le cas des moyens de sollicitation, on peut prévoir un autre dispositif sensible à la pression, qui est directement actionné par le couple exercé sur l'enveloppe lorsque le moteur tourne dans le sens opposé. Un pignon peut être installé dans l'arbre d'entraînement pour provoquer le mouvement linéaire d'une cré maillère qui peut être reliée à organe, comme une tige de soupape, sous commande. L'invention concerne aussi une soupape comprenant un dispositif d'actionnement construit selon l'in vention, soupape dans laquelle le moteur peut être commandé par la force de manoeuvre exigée pour fermer la soupape à l'encontre d'une pression déséquilibrée donnée sur la soupape, par exemple entre l'entrée et la sortie de la soupape. Les figures du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue schématique en perspective d'une partie du dispositif d'actionnement de soupape, la figure 2 est une partie agrandie du dispositif d'actionnement de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe schématique vue en plan d'une partie de la figure 2. Le dispositif d'actionnement comprend un moteur électrique, de référence générale 1, comportant un arbre d'entraînement 2 monté dans des paliers 3. I1 est évident que le moteur électrique pourrait être remplacé par d'autres types de moteurs, par exemple fonctionnant hydrauliquement ou pneumatiquement. Une enveloppe 4 du moteur est suspendue sur l'arbre 2 et peut tourner sur cet arbre. L'arbre 2 est muni d'un pignon 5 agencé pour rouler sur une crémail1ère 6 fixée à une tige 7 d'un agencement de soupape, de référence générale 8. Comme représenté schématiquement sur la figure 1 et plus clairement sur les figures 2 et 3, un levier 9 installé sur l'enveloppe 4 du moteur est agencé pour actionner des ressorts 10, Il montés sur chaque côté dudit levier. Les ressorts sont installés dans un logement 12 (voir figure 3), une extrémité de chaque ressort pouvant être réglée par une vis correspondante 13, et l'autre extrémité comportant une plaque de fermeture correspondante 14 agencée pour buter sur un épaulement 15 prévu dans le logement 12. Deux microinterrupteurs 16, 17 sont aussi disposés de chaque côté du levier. Pendant le fonctionnement normal le moteur sert à déplacer en va-et-vient la tige de la soupape de manière à rapprocher et à éloigner de son siège l'obturateur de soupape (non représenté). On utilise les micro-interrupteurs et les ressorts pour commander le moteur afin que, lorsque l'obturateur de la soupape se trouve fermement sur son siège, le moteur s'arrête. Ainsi, une fois que l'obturateur a atteint son siège, la crémaillère s'arrêtera, et à ce moment l'enveloppe du moteur tentera de tourner et le levier pressera l'un des ressorts. Selon la force des ressorts qui est pré-établie avant le fonctionnement, le couple exercé sur l'enveloppe du moteur sera finalement surmonté par le ressort pour actionner l'un des micro-interrupteurs qui ar0tera le moteur.La tare des ressorts et, par conséquent, le couple, appliqué à l'enveloppe du moteur, qui est nécessaire pour surmonter la force des ressorts sont choisis en fonction de la force de manoeuvre requise pour fermer la soupape à l'encontre d'une pression déséquilibrée donnée entre son entrée et sa sortie. Sur l'extrémité de l'arbre d'entrainement sont calés deux engrenages 18, 19 qui servent à entraîner une came rotative (non représentée) qui actionne des interrupteurs à programme. On peut aussi utiliser l'arbre d'entraînement pour actionner un potentiomètre de type rotatif (non représenté), fournissant un signal de réaction à un indicateur de la position de la tige de soupape. Bien que dans l'agencement décrit ci-dessus, la tige de soupape puisse se déplacer à va-et-vient linéaire, il est clair que l'invention ne se limite pas à ce cas et, en fait, on pourra se passer de la crémaillère et du pignon et utiliser l'arbre d'entraînement pour manoeuvrer une soupape rotative. De plus, l'invention ne se limite pas à l'actionnement de soupapes seulement, mais elle pourrait être utilisée, par exemple pour commander un papillon de chaudière ou un autre mécanisme. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'actionnement destiné à commander le déplacement d'un organe, par exemple une soupape, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur dont l'enveloppe est supportée de manière à faire tourner l'organe et dont l'arbre d'entraînement rotatif commande le déplacement de l'organe, et des moyens pour commander le moteur selon le couple appliqué à l'enveloppe lorsque l'arbre d'entrainement est bloqué contre la rotation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe du moteur est supportée pour tourner sur l'arbre d'entraînement. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'arbre d'entraînement est monté dans des paliers situés à l'extérieur de l'enveloppe. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu e les moyens de commande du moteur comprennent un élément de manoeuvre et des moyens d'actionnement fixés respectivement à l'enveloppe et à une partie fixe du dispositif d'actionnement, ou vi ce-versa, de manière que lorsqu'un couple prEdéterminé est appliqué à l'enveloppe, l'élément manoeuvre les moyens d'actionnement pour commander le moteur. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement et l'élément de manoeuvre sont écartés l'un de l'autre, et en ce que les moyens d'actionnement sont manoeuvrés par contact avec l'élé- ment lorsqu'un couple est appliqué à l'enveloppe, en provoquant le déplacement de celle-ci. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que des moyens- de sollicitation s'opposent au déplacement de l'enveloppe. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de sollicitation consistent en un ressort réglable. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens de sollicitation limitent la rotation de l'enveloppe du moteur dans deux sens opposés. 9. Dispositif selon l'une quelconque des re revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement sont constitués par un interrupteur. 10. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement et l'élément de manoeuvre sont en contact permanent. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement consistent en un dispositif sensible à la pression, par exemple un dispositif piézo-électrique, qui est manoeuvré directement par le couple exercé sur l'enveloppe et qui commande le moteur lorsque le couple exercé sur l'enveloppe atteint une valeur prédéterminée. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement sont accouplés à des moyens interrupteurs appropriés. 13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12 > cartérisé en ce qu'il est prévu un autre dispositif sensille à la pression, qui est directement actionné par le couple exercé sur l'enveloppe lorsque le moteur tourne dans le sens opposé. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'un pignon est installé sur l'arbre d'entraînement pour provoquer le mouvement linéaire d'une crémaillère qui peut être reliée à l'organe sous commande. 15. Soupape, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'actionnement selon l'une quelconque des revendications 1 à 145 et dans laquelle le moteur peut etre commandé par la force de manoeuvre exigée pour fermer la soupape à l'encontre d'une pression déséquilibrée donnée sur la soupape, par exemple entre l'entrée et la sortie de la soupape.