Brevet FR2266620A1 — publié le 19751031

La présente invention due à la collaboration de Monsieur Jean Pierre, Nichel BOQUET de la Société BERTIK et Cie concerne un dispositif destiné à permettre l'ouverture automatique de l'orifice d'une enceinte sous pression sous l'effet de la seule présence,devant cet orifice, d'un obstacle extérieur à ltenceinte, meAme s'il nty a pas de contact direct entre cet obstacle et orifice lui-meme, ainsi que la fermeture presque complète de cet orifice dès que l'obstacle est écarté. De nombreuses applications récentes utilisent des jets de fluides ou des coussins de fluide pour agir sur des corps en mouvement relatif, en évitant généralement tout contact entre le corps qui supporte le systeme d1alimentation des jets ou des coussins et le corps qui lui fait face. te plus souvent les Jets ou coussins sont alimentés simultanément et en continu à partir d'une enceinte sous pression percée d'orifices, de sorte que lorsque l'écartement entre l'un de ces orifices et le corps opposé staccroSt, le débit du jet correspondant augmente. Dans bien des utilisations il en résulte une très grande consommation de fluide. Pour réduire cette consommation, il est déjà connu de prévoir des clapets à fermeture partielle qui sont mis en action, de préférence automatiquement, dans le cas précité.Ces clapet qui sont par exemple du type décrit dans le brevet français nO 1 349 243, se ferment partiellement lorsque la contrepression exercée sur leur face aval par le corps opposé aux jets diminue ou disparaît, ce qui augmente la différence de pression entre l'amont et l'aval du clapet. Le fonctionnement de tels clapets est donc dépendant de la pression de fluide en amont, c'est-à-dire de la pression du fluide dans l'enceinte qui porte l'orifice d'alimentation du jet ou du coussin. Or, dans de nombreuses applications les conditions de fonctionnement varient de manière importante de sorte que les clapets doivent fonctionner avec des pressions de fluide de valeurs très diverses. C'est le cas par exemple des voies fluidisées permettant le transport d'objets sur un coussin d'air, des matelas d'air de répulsion ou d'amortissement du contact d'objets sur un organe, et de bien d'autres systèmes, tels que les séchoirs à jet d'air chaud. ta présente invention a en conséquence pour but de réaliser un dispositif de fermeture et d'ouverture automatique d'un orifice d'enceinte sous pression dont le fonctionnement ne dépende pas de la pression dans l'enceinte mais seulement de la pression à l'extérieur, en partIculier de la contrepression créée par un obstacle placé vis à vis de l'orifice du dispositif. Par ailleurs, il est nécessaire que le clapet s'ouirre ou se ferme sans que se produise de phénomène d'instabilité entraînant son battement. A cet effets l'invention concerne un dispositif à débit de fuite qui comporte un piston de dimension inférieure à celle de l'orifice à commander, co-axial à cet orifice et prolongé, d'une parts vers l'intérieur de l'enceinte par une jupe et > d'autre part, radialement par une collerette qui porte un clapet annulaire ayant une dimension au moins égale à celle de orifice, des moyens de mise en communication de la face interne du piston avec l'atmosphere~ extérieure de telle sorte que celui-ci est soumis à la différence entre la pression de l'atmosphère et la dépression variable créée par le fluide s'échappant de l'enceinte et se déplace automatiquement vers l'intérieur de celle-ci > en écartant le clapet de 1'orifice, lorsqu'un obstacle réduit suf- fisamment la dépression,mais est rappelé vers l'extérieur lorsque le fluide ne rencontrant aucun obstacle s'échappe en créant ladite dépression sur la surface extérieure du piston. Le clapet reste totalement ouvert d'une manière stable tant que l'obstacle est présent. La description ci-dessous d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexes fera apparaître en détail les avantages et caractéristiques de cette invention. Sur ces dessins la Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un dispositif conforme à l'invention en position d'ouverture; les Flg. 2 et 3 représentent, également en coupe, un dispositif selon une variante de réalisation, respectivement en position d'ouverture et de fermeture de l'orifice; la Fig. 4 est une vue ancilogue aux figures précédentes d'une autre variante de réalisation. Comme le montre la Fig. 1, le dispositif de l'invention est destiné à être placé au droit d'un orifice 1 percé dans la paroi 2 d'une enceinte 3 maintenue sous pression et reliée par un conduit 3 à un ventilateur ou à une autre source de fluide sous dépression, non représenté. A l'intérieur de cette enceinte 3, le dispositif comporte un ensemble mobile formé par un piston plat 4 dont la dimension est nettement inférieure à celle de l'orifice 1 et qui est prolongé à sa partie inférieure par une Jupe périphérique 6 dirigée vers l'intérieur de l'enceinte. Autour de cette jupe une collerette perforée 8 supporte un clapet annulaire 10 dont la forme correspond à celle de l'orifice 1 et dont la dimension est au moins égale à celle de cet orifice.Le clapet 10 est entièrement contenu à l'intérieur de l'enceinte 3 et se prolonge comme la jupe 6 des deux côtés de la collerette 8. Cet ensemble mobile est guidé par un support fixe comprenant une plaque 12 parallèle au plan de l'orifice et percée en son centre d'un passage 13. Cette plaque est solidaire d'un conduit 14 reliant le passage 13 à l'extérieur et fixé dans la paroi 15 de l'enceinte 3 qui est opposée à la paroi 2. La plaque 12 supporte sur sa périphérie une couronne 16, de guidage du clapet 10, à l'intérieur de laquelle celui-ci peut coulisser. Cette plaque 12 porte également une seconde couronne 18 parallèle et concentrique à la couronne 16 > le long de laquelle la jupe 6 peut coulisser. Cette couronne 18 est dans cet exemple à l'intérieur de la jupe 6 > laquelle peut entre munie d'un anneau interne 19 qui lui est parallèle et glisse sur l'autre face de la Jupe 6, ce qui forme une chicane empêchant la communication entre les deux faces de la jupe. En effet, la surface interne du piston 4, la Jupe 6 et la couronne 18 délimitent avec le conduit 14 une chambre 20 toujours en communication avec ' atmosphère. Par contre, sur l'autre face de la jupe 6, l'enceinte annulaire 22 délimitée par la plaque 12, la couronne 16, le clapet 10 et la collerette 18, est en communication constante par les perforations 9 de la eollerette 8 avec l'espace annulaire 24 entre le piston 4 et le bord extérieur 23 de l'orifice 1. L'ensemble mobile est guidé par le support ftxe mais peut se déplacer librement par rapport à lui, à l'enceinte 3 et à l'orifice 1. Toutefois, le clapet 10 ne ferme jamais complètement l'orifice 1. En effet, le fluide sous pression contenu dans l'enceinte 3 s 'échappe en un débit de fuite par le passage 24 et forme ainsi un jet périphérique autour du piston 4 en créant une dépression sur la surface externe de celui-ci. Comme la surface interne de ce piston est soumise à la pression atmosphérisque, l'ensemble mobile est repoussé et écarté de la plaque 12, ce qui rapproche le clapet 10 du bord de l'orifice 1, jusqu'à une position d'équilibre obtenue lorsque le débit de fuite est assez faible pour que la dépression compense juste le poids de 1 ' ensemble mobile. Lorsqu'un obstacle, par exemple une charge à déplacer 70, se présente au droit de la surface externe du piston 4, le jet péripnérique est perturbé et la dépression est diminuée ou méme ennulée selon l'importance et le poids de l'obstacle. Cette augnientation de pression contrebalance facilement I'acticn de le pression atmosphérique, diminuée du poids de l'ensemble mobiles qui agit sur la face interne du piston 4, lequel est donc repoussé en direction de la plaque 12, en entralnant le clapet 10 qui ouvre le passage 24.Au fur et à mesure de cette ouverture une contrepression sur le piston 4 apparat t de sorte que le clapet est repoussé jusqu'à sa position extrême d'ouverture. Pendant ce mouvement, la pression dans la chambre 22 est, grâce aux perforations 9 > la même que celle de l'espace 24 de sorte que la collerette 8 n'a aucune action, la pression sur ses deux faces étant toujours rigoureusement la même la même. Il est clair que le poids et l'importance de l'obstacle 30 peuent être extrêmement variables sans que le fonctionnement du dispositif soit modifié. Lorsque l'obstacleacle 30 est retiré, le et sortant. par le passage 24 reprend sa forme périphérique et crée à nouveau une dêpresson sur la surface externe du piston 4, qui se déplace ers la position de fermeture. Toutefois, tant que l'obstacle est prisent le piston reste automatiquement, d'une ânière stable, en position d'ouverture complète. Eventuellement un ressort, par exemple un ressort hélicoidal 28, est monté entre la plaque de fond 14 et la surface interne du piston 4 et repousse celui-ci vers, l'extérieur, c'est- à-dire vers la position de fermeture. Dans ce cas en particulier, il peut être préférable de prévoir des saillies 26 pour servir de butées d' 2appui du clapet 10 contre la paroi de l'orifice en laissant des passages pour le débit de fuite. Celui-ci pourrait aussi être obtenu au moyen de trous 33 percés dans la plaque 12 entre les couronnes 18 et 16. Ces trous mettent l'enceinte 22 en communication avec l'enceinte 3 et permettent le passage du fluide contenu dans cette enceinte 3 à travers les perforations 9 de la collerette 8 de telle sorte qu'il s'échappe de la même manière que précédemment en un jet périphérique de fuite tout autour du piston 4. Lorsque des problèmes d'encrassement risquent de sue poser notamment dans les perforations 9 de la collerette 8, celleci peut être remplacée, comme le montrent les Fig. 2 et 3, par une collerette pleine 32 qui relie > comme la collerette 8, la jupe 36 au clapet 34. Les perforations de la collerette 8 sont alors remplacées par des lumières pratiquées dans la jupe 36 et dans le clapet 34 sur leur partie située à l'intérieur de l'en- ceinte par rapport à la collerette 32. Une autre série de lumières est percée dans chacune des couronnes fixes 38 et 40. Ces lumières sont situées de telle manière qu'elles permettent la communication de l'enceinte 22 soit avec la chambre 20 soit avec l'enceinte 3 mais jamais avec les deux à la fois.Par exemple, les lumières 35 et 37 du clapet et de la jupe sont percées à la même hauteur tandis que les lumières 39 et 41 des deux couronnes 38 et 40 sont décalées les unes par rapport aux autres. Ainsi, lorsque le dispositif est dans sa position de fermeture (Fig. 2), les lumières 37 et 41 respectivement de la jupe 36 et de la couronne 40 se trouvent en regard, tandis que les lumières 39 et 35 du clapet 34 et de la couronne 38 sont décalées. L'enceinte 22 délimitée par la collerette 32 et la plaque de fond 12 est alors en communication avec la chambre 20 et la pression atmosphérique mais est isolée de l'enceinte sous pression. Le jet de fuite qui contourne le bord 23 de l'orifice 1 crée sur la face interne de la collerette 32 une dépression de sorte qu'elle contribue à la fermeture du clapet.Inversement, lorsque le dispositif est dans la position d'ouverture, les lumières 37 et 41 sont décalées, tandis que les perforations 39 et 35 se trouvent en face les unes des autres (Fig. 3). L'enceinte 22 est alors en communication avec enceinte sous session 3 tandis que le fluide contenu dans cette enceInte et sortant par le passage 24 est comprimé contre le piston 4. Les deux faces de la collerette 32 sont soumises à la mAeme pression comme dans le dispositif de la Fig. 1 et cette collerette 32 n'exerce aucune action sur le dispositif. Seule la différence de pression entre les deux faces du piston 4 commande l'ouverture de celui-ci. Comme dans le mode de réalisation de la Fig. 1 un ressort peut être monté à l'intérieur de la chambre 20 par exemple pour contrebalancer le poids de l'ensemble mobile quand celui-ci est important. Cet ensemble est en effet, selon les utilisations, réalisé en métal, en matière plastique ou en tout autre matériau approprié. Selon une autre variante de réalisation, les couronnes de guidage rigides peuvent être remplacées par des soufflets ou membranes souples. Comme le montre la Fig. 4, la jupe 42 est alors limitée par la collerette 8 et est reliée au-dessous de celle-ci à la plaque 12 par un soufflet 46. De même le clapet 10 est prolongé au-dessous de la collerette 8 par un soufflet 48 fixé sur la plaque 12. Ces soufflets permettent le déplacement de l'ensemble mobile et par suite du piston 4 entre les positions d'ouverture et de fermeture de la même manière que dans les autres modes de réalisation. De préférenee, le piston 4 est solidaire d'un guide 50 fixé sur sa paroi interne et traversant l'ensemble du dispositif jusqu'au passage 13 de la plaque 12.A l'intérieur de ce passage il est guidé par un anneau de guidage 52 supporté par exemple par une bague perforée 54 fixée à la plaque 12, qui permet la mise en communication de la surface interne du piston 4 avec l'atmosphère. Sur les dessines, le bord 23 de l'orifice 1 fait partie d'une garniture 56 et a une forme de venturi qui guide le- jet de fluide et facilite la création de la dépression. Cette garniture joue également le rôle de pièce d'usure facilement remplaçable. Elle peut toutefois recevoir une autre forme que celle représentée et dans certains cas même il peut être préférable de la supprimer. D'autres modifications peuvent également être apportées au dispositif decritspar exemple le débit de fuite peut être obtenu grâee à un jeu entre l'organe de guidage et l'ensemble mobile notamment entre la couronne d et le clapet 10 de la Fig.l L'enceinte 9 peut bien entendu recevoir toute forme appropriée. Elle comporte généralement une pluralité d'orifices commandés chacun par un dispositif indépendant et est alimentée par un ventilateur unique. La simplicité et 1'automaticité du dispositif de l'invention le rend tout particulièrement adapté à ce type d'enceinte. Le dispositif de l'invention peut être utilisé dans des applications aussi différentes que les sèch.e-mains et le transport des feuilles de toles ou autres. REVENDICATIONS 1. Dispositif à débit de fuite vers une atmospnère pour l'ouverture et la fermeture automatiques d f un orifice d'une enceinte sous pression, de machine à effet de sol ou à Jet de fluide, caractérisé en ce qu'il comporte un piston de dimension inférieure à celle de l'orifice à commander coaxial à cet orifice et prolongé vers l'intérIeur de l'enceinte par une jupe, une collerette parallèle à ce piston qui le relie à un clapet de réglage du débit d'échappement du fluide, ayant une dimension au moins égale à celle de orifice, et des moyens de mise en communication de la face interne du piston avec l'atmosphère de telle sorte que celui-ci est soumis à la différence entre la pression de l'atmosphère et la dépression variable créée par le fluide s'échappant de l'enceinte et se déplace automatiquement vers l'intérieur de celle-ci, en écartant le clapet de orifice lorsqu'un obstacle vient diminuer su,fisamment iadite dépression. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un passage de fuite entre la bague en position de fermeture et la paroi de l'orifice. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le passage de fuite est délimité par des organes de butée du clapet en position de fermeture, intercalés entre lui et la paroi de l'orifice. 4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la jupe et le clapet sont prolongés audessous de la collerette et coulissent par rapport à des couronnes fixes de guidage de chacune d'elles. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les couronnes fixes de guidage sont solaires d'une plaque de fond traversée en son centre par un conduit de mise en communication de la surface interne du piston avec l'extérieur. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la collerette est perforée. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la plaque de fond est perforée entre les deux couronnes, 8. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 7 > caractérisé en ce qu'il comporte un ressort qui rappelle le clapet vers la position de fermeture. 9. Dispositif suivant l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce-qu'il comporte des séries de lumières respectivement dans la jupe et dans le prolongement du clapet ainsi que dans les deux couronnes de guidage de ces deux organes, ces perforations étant placées de telle manière que celles de la jupe et de la couronne correspondante se trouvent en regard lorsque le piston est en position de fermeture, tandis que les lumières du clapet et de la couronne correspondante se trouvent en regard lorsque le dispositif est en position d'ouverture > la surface inférieure de la collerette étant ainsi alternativement en communication avec l'atmosohère ou avec le fluide sous pression. 10. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la jupe et le clapet sont reliés à une plaque fixe par des organes élastiques tels que des soufflets ou membranes. 11. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la surface interne du piston porte un guide traversant un orifice percé dans la plaque fixe 12. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le piston est décale vers l'extérieur de l'enceinte par rapport au plan du clapet et sa jupe délimitée avec le bord de l'orifice un passage annulaire de guidage de fluide de fuite qui s'échappe du clapet tout autour du piston en un jet annulaire créant une dépression maximale sur la face extérieure dudit piston.