Brevet FR2298754A1 — publié le 19760820

On connatt des clapets hydrauliques dont l'ouverture est commandée par pilotage électro-hydraulique. L'effet principal est fonction des effets antagonistes de la pression sur deux surfaces de valeurs différentes, attelées à l'organe mobile dudit clapet. Les inconvénients principaux des clapets connus sont, dtune part, une lenteur anormale de fermeture d'autre part, l'existence d'une perte de charge importante en configuration ouverte du clapet. Sur ce dernier point, on peut d'ailleurs indiquer, qulen général, ces clapets sont munis d'électrovalves à pilotage par diaphragme fixe. Le but que se propose d'atteindre l'invention, en définissant un nouveau type de clapet, est de réaliser des clapets de puissance importante, à pilotage rapide et,cependant,avec des pertes de puissance, dues au pilotage, faibles, L'invention a donc pour objet un clapet piloté à ouverture commandée dans lequel la canalisation d'admission est en commu- nication avec la chambre de pilotage du tiroir du clapet par llintermé- diaire d'une restriction, ladite chambre de pilotage comportant autre part un conduit muni d'une valve commandée et relié à une enceinte à une pression inférieure à celle de la canalisation d'admission. Dans ce clapet, le conduit muni d'une valve est relié à une enceinte distincte de la canalisation de refoulement du clapet et constituée, de préférence, par un réservoir de décharge à la pression atmosphérique. De manière avantageuse, lorsque le tiroir du clapet est dans sa position d'ouverture, un organe qui en est solidaire obture l'orifice du conduit muni d'une valve qui débouche dans la chambre de pilotage. Le tiroir du clapet comporte, de préférence, un conduit interne reliant la canalisation d'admission et la chambre de pilotage, ledit conduit étant muni d'une valve fermée lorsque le clapet est lui-m8me en position d'ouverture ou de fermeture mais ouverte pour une position intermédiaire du clapet. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires. et leurs avantages apparattront, au cours de la description d'une réalisation donnée ci-dessous à titre d'exemple. Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - les figures 1 à 5 sont des coupes axiales d'un même clapet conforme à l'invention, dans cinq configurations distinctes. Dans la configuration représentée sur la figure 1, le clapet est fermé. I1 est constitué par un corps 1, en deux parties 2 et 3 assemblées par des vis 4. Le corps 5 d'un distributeur de pilotage est fixé sur le corps 1 par des vis 6, cependant que le tiroir mobile 7a dudit distributeur de pilotage est attelé au noyau mobile 8a d'un électroaimant de commande 9, qui est également fixé sur le corps 1 par des vis 10. L'organe mobile lla du clapet est en appui sur le siège 12 solidaire du corps 1 et est monté coulissant par rapport à une paroi cylindrique 13 ménagée dans le corps 1. Avec le corps 1, l'organe mobile lla définit une chambre de pilotage 14a, une chambre d'admission 15a et une chambre de refoulement 16a, ces deux dernières chambres étant, dans la configuration de la figure 1, isolées l'une de l'autre. Un distributeur à tiroir est contenu dans la chambre de pilotage 14a et est constitué par une chemise cylindrique 17a -attelée à l'organe mobile lla et contenue dans un évidement 18a de cet organe mobile, et par un tiroir 19 qui est fixé sur le corps 1, est coaxial à la chemise 17a et coulisse de manière étanche dans cette chemise. Un ressort 20 est disposé entre a chemise 17a et le tiroir 19 et a un effet tendant à maintenir l'organe mobile lla en appui de fermeture sur son siège 12. Un conduit 21a, ménagé dans l'organe mobile lla, communique en permanence avec l'évidement interne 22a de -la chemise 17a, et avec un conduit 23, qui est ménagé dans le tiroir 19 et qui débouche, d'une part, dans l'évideinent interne 22a, d'autre part, par un orifice 26, dans la face cylindrique externe 24 du tiroir 19, qui coulisse dans l'alésage interne 25s de la chemise 17a.- Lors du déplacement de l'organe mobile lla, correspondant à l'ouverture du clapet, un trou 27a, ménagé dans la paroi de la chemise 17a, passe devant l'orifice 26 de manière,successivement, à isoler le conduit 23 de la chambre de pilotage 14a, puis à mettre en communication ces deux éléments, pour enfin de nouveau isoler ces éldments. Un diaphragme, constitué par des orifices calibres 28a et 29a,relie la chambre 14e à l'alésage interne 25a de la chemise 17e. L'orin fice 28a est disposé en regard de l'orifice 26 dans la configuration de la figure I, alors que dans la configuration d'ouverture complète du clapet (igure 4), c'est l'orifice 29a qui est en regard de l'orifice 26. Un autre enn ui. 30 est ménagé dans le tiroir 19 et débouche, d'une part, dans la face cylindrique 24, d'autre part, dans un conduit 31 qui est ménagé dans le corps 1 et qui débouche lui-mEme dans un conduit 32 ménagé dans le corps 5.Dans la configuration de la figure 1, le conduit 30 est en communication avec la chambre de pilotage 14a, mais ce conduit est par contre presque entièrement obturé par la chemise lorsque le clapet est en configuration complètement ouverte (figure 4) Le tiroir mobile 7a du distributeur de pilotage est muni d'une rainure qui débouche dans le corduit 32, et qui, lorsque l'électro- aimant est excité (figures 2, 3 et 4), est également en communication avec une chambre d'évacuation 33 ménagé dans le corps 5 et reliée par un conduit 34 à un réservoir de décharge 35. Dans la configuration de la figure 1, l'électroaimant n'est pas excité, de sorte que le tiroir 7a est maintenu, au moyen d'un ressort 36, dans une position dans laquelle la rainure 37a est isolée de la chambre d'évacuation 33. Le fluide ccntenu dans la chambre d'admission 15e, par des conduits 21a et 23 et par l'orifice calibré 28a, parvient dans la chambre de pilotage 14a. Ce fluide agit donc sur les surfaces (S - s) et S de l'organe mobile lla, s étant la surface du siège 12, dans la zone de raccordement avec la chambre d'adp,issîon 15 et S la section de l'organe mobile lla dans la chambre de pilotage 17a. Dans les configurations des figures 2, 3, 4 et 5, les élémcnts, qui étaient précédemment déiinis par un numéro de référence suivi de la lettre a, sont définis par le meme numéro suivi de la iettre b, c, d ou e respectivement. Ainsi la rainure 37e du tiroir 7e de la figure i est reperce en 37b, 37e, 37d et 37e sur les figures 2, 3, 4 et 5 respectivement. Dans la configuration de la figure 2, qui correspond au début de la phase d'ouverture du t:lapet, l'électroaimant a été excité et a placé le tiroir mobile du distributeur de pilotage dans la position 7b, dans laquelle la rainure 37b débouche à la fois dans la chambre d'évacuation 33 et dans le conduit 32. L'orifice 28b est disposé encore en regard de l'orifice 26, celui-ci n'étant lui-meme pas encore en communication avec le trou 27b. En regard de la figure 3, l'excitation de l'électro- aimant a été maintenu?, et a placé la rainure 37c dans une position iden tique à la position 37b dans laquelle il y a mise en communication du conduit 32 avec la chambre d'évacuation 33. L'organe mobile llc a maintenant parcouru la moitié de sa course d70uverture, disposant ainsi le trou 97c en regard de l'orifice 26. L'organe mobile llc est nettement sépare ee son siège 12. luis, l'organe mobile du clapet poursuit sa course d'ouverture jusqu a Erre disposé en 11d (figure 4) en fin de course. La chemise 17d obture presque entièrement le conduit 30, qui, dans les précédentes configurations débouchait direetement dans la chambre de pilotage 142, 14b ou 14e. En outre, l'orifice calibré 29d est dispose en regard de l'orifice 26. Enfin, dans la configuration de la figure 5, le clapet se referme. La rainure -37e a été rappelée dans la position 37a qu'elle occupait sur la figure 1, l'électroaimant n'étant plus excité. L'organe mobile lle s'est rapproché de son siège 12 et est disposé dans une position intermédiaire dans laquelle les orifices 27e et 26 sont en regard l'un de l'autre. Le conduit 30 débouche de nouveau dans la chambre de pilotage 14e. Le fonctionnement obtenu est le suivant. En regard de la figure 1, le fluide admis dans la chambre d'admission 15a a pénétré également dans la chambre de pilotage 14a par les conduits 21a et 23 et l'orifice calibré 28e. Ce fluide emplit également les conduits 31, 32 et la rainure 37a, mais ne parvient pas dans la chambre d'évacuation 33.. Ce fluide agit sur la section S dans le même sens que le ressort 20 et sur la section (S - s) avec un effet opposé au précédent. Finalement,.un effort ùe pression s x p, p étant la pression du fluide, agit dans le-meme sens que l'effort du ressort 20 et maintient le clapet fermé. Excitant l'électroaimant (figure 2), on permet au fluide contenu dans la chambre de pilotage 14b de s'écouler, par les conduits o0, 31 eut 32 et par la rainure 37b, dans la chambre d'évacuation 33, et, de là, de faire retour au réservoir 35 par le conduit 34. La pression chute brusquement dans la chambre de pilotage 14b. Le débit de fluide, qui traverse, du conduit 23 vers cette chambre 14b, l'orifice calibré 28b formant diaphragme, ne compense pas le débit retournant au réservoir.Aussi, l'action de la pression du fluide contenu dans la chambre d'admission 15b est-elle la seule force de pression à s'exercer d'abord sur la section (S - s), puis sur la section totale S, à s'opposer à l'action du ressort 20, et à provoquer ltouverture du clapet. L'action de la pression étant alors très supérieure à celle du ressort, cette ouverture est rapide. En cours d'ouverture (figure 3), le fluide passe facilement de la chambre d'admission 15c à la chambre d'évacuation 33, les orifices 26 et 27c ne faisant pas obstacle à ce passage. Les pressions dans les chambres d'admission 15c et de refoulement 16c sont par ailleurs voisines. La perte de charge entre les chambres 15c et 14c est faible, mais suffit néanmoins à permettre à la pression du fluide de la chambre 15c de vaincre la faible tension du ressort 20 et de poursuivre la course d'ouverture du clapet, à une vitesse cependant légèrement plus faible qu'en début d'ouverture. Finalement, ltouverture se termine dans la configuration de la figure4, La chemise 17c obture progressivement le conduit 30, jusqu'à l'obturer presque complètement dans sa position 17d. La perte du fluide qui s'écoulait vers le réservoir 35 est ainsi presque arrtée et le débit consommé est très faible. Le fluide, par l'orifice calibré 29d, peut cependant encore parvenir dans la chambre de pilotage 14d-, sous une pression stabilisée qui a une valeur proche de celles des fluides des chambres d'admission 15d et de refoulement 16d. Enfin, la suppression de l'excitation de l'électroaimant provoque l'obturation du conduit 32 par le tiroir 7e. Le fluide contenu dans la chambre de pilotage 14e et celui contenu dans la chambre d'admission 15e ont des effets, sur l'organe mobile lle,qui s'annulent. Le ressort 20 suffit pour repousser l'organe mobile île et fermer le clapet. En bref, le dispositif proposé permet - lors de l'ouverture du clapet, de mettre la chambre de pilotage 14e en communication avec un réservoir de décharge 35, à une pression indépendante de celle de la chambre de refoulement 16a; - de supprimer la consommation importante de débit de fluide vers le réservoir 35, en obturant presque complètement le conduit 30 par la chemise 17d, lorsque le clapet est completement ouvert; - d'obtenir des ouvertures et fermetures rapides du clapet. L'invention n'est pas limitée à la description de la réalisation qui a été donnée, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui étre apportées, sans sortir de son cadre, ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Clapet piloté à ouverture commandée dans lequel la canalisation d'admission (15e) est en communication avec la chambre de pilotage (14e) du tiroir (lla)du clapet par l'intermédiaire d'une restriction (28a, 29a), ladite chambre de pilotage (i4a) comportant d'autre part un conduit (30) muni d'une valve commandée (7a) et relié à une enceinte (35) à une pression inférieure à celle de la canalisation d'admission, le conduit (30) muni d'une valve étant relié à une enceinte (35) distincte de la canalisation de refoulement (16a) du clapet et constituée de préférence par un réservoir de décharge à la pression atmosphérique, caractérisé en ce que, lorsque le tiroir du clapet est dans sa position d'ouverture (11d), un organe (17d) qui en est solidaire obture l'orifice du conduit (30) muni d'une valve qui débouche dans la chambre de pilotage (i4d). 2. Clapet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tiroir '(1 la) du clapet comporte un conduit interne (21a, 23) reliant la canalisation d'admission (15ex et la chambre de pilotage (14a), ledit conduit (21a, 23) étant muni d'une valve (17a, 19) fermée lorsque le clapet est lui-même en position d'ouverture (lad) ou de fermeture (1 la) mais ouverte (26, 27c) pour une position intermédiaire (lit) du clapet.