Brevet FR2314380A1 — publié le 19770107

L'invention concerne les commandes pneumatiques d1appareils électriques tels que les sectionneurs, dans lesquels la vitesse des contacts mobiles est du meme ordre de grandeur à la fermeture et a l'ouverture. Elle a pour but des commandes d'un vérin assurant la manoeuvre d'un appareil électrique et le maintien en position de son contact mobile par un effort de pression fourni par le vérin. L'invention a pour objet une commande pneumatique de vérin a double effet pour la manoeuvre d'un appareil électrique comportant, dans un sens, une position stable en fin de course de fermeture et, dans le sens opposé, une position stable de fin de course dtouverture, ledit vérin comportant une face de commande pour chacun desdits sens, caractérisée par le fait quelle comporte des valves réalisant alternativement l'admission de l'air comprimé sur la face de commande d'un sens, et des valves réalisant alternativement la mise à l'atmosphere de la face de commande de l'autre sens, lesdites valves étant fixées sur une tige commune entraxe alternativement par deux organes transmetteurs d'un ordre de manoeuvre. Selon une caractéristique, les organes transmetteurs d'ordre sont des electro-airants. Selon une autre caractéristique, les organes transmetteurs d'ordre sont des électrovalves conmandant un piston entratnant la tige commune. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description de modes de réalisation donnés a titre d'exemple et illustrés dans les dessins. La figure I est une vue en coupe d'une commande selon l'invention La figure 2 est une vue schématique en coupe du vérin selon la figure I ; La figure 3 est une vue schématique d'un montage de commande en batterie ; La figure 4 est une vue en coupe d'une électrovalve d'ordre pour commande selon la figure 1. La figure 5 est une coupe dune variante d'électrovalve d'ordre. La figure 6 est une coupe d'une autre variante d'électrovalve d'ordre. Dans la figure 1, on a représenté par I l'ensemble d'une commande pneumatique d'un vérin 74. Le vérin 74, qui est à double effet, est destiné a ltentraînement d'un appareil électrique, non représenté, mais comportant une position stable en fin de course de fermeture et une position stable en fin de course La commande 73 comprend un ensemble de valves 4, 5, 6 et 7 réparties en deux blocs 75 et 76 de doubles valves, disposés symétriquement de part et d'autre d'une chambre 11 de distribution alimentée par une arrivée 49.Le bloc 75 est constitué par les valves 4 et 5 qui comportent un même corps mobile 77 muni sur une face pour la valve 4, d'un joint d'obturation 78 d'un siege 79 et, sur l'autre face pour la valve 5, d'un joint d'obturation 80 80 dcun siege 81. Symétriquement le bloc 76 est constitué par les valves 7 et 6 qui comportent un même corps mobile 82 muni, sur une face pour la valve 7, d'un joint d'obturation 83 d'un siège 84 et, sur l'autre face pour la valve 6, d'un joint d'obturation 85 d'un siège 86. Les sièges 79 et 84 ont un diamètre supérieur à celui des sièges 81 et 860 Le bloc 75 des valves 4 et 5 commande par un conduit 8 un sens de manoeuvre du vérin 74 ; le bloc 76 des valves 6 et 7 commande par un conduit 12 l'autre sens du vérin. Les sièges 81 et 86 des valves 5 et 6 commandent l'alimentation du vérin 74 en air comprimé de la chambre 11. Les sièges 79 et 84 des valves 4 et 7 commandent l'évacuation à l'at sphère de l'air comprimé du vérin par l'intermédiai-re d'orifices 9 et 50 munis de silencieux 10. Les corps mobiles 77 et 82 des blocs 75 et 76 sont montes sur une même tige 3 commandée à chaque extrémité par un organe transmetteur ordre constitué par un électro-aimant 2 et 13. Le fonctionnement de cette commande est le suivant. La mise sous tension du bobinage de ltélectro-aimant 2 entraîne vers la droite la tige 3 et les corps mobiles 77 des valves 4 et 5 et 82 des valves 6 et 7. La fermeture du siège 81 interrompt l'alimentation en air comprimé d'un des côtés du vérin à travers le conduit 8, qui est relié à travers le siège 79 par l'orifice 9 et le silencieux 10 à l'atmosphère. Simultanement, la fermeture du siège 84 interrompt la mise à l'atmosphère par l'orifice 50 et le conduit 12 de l'autre côté du vérin et ltouverture du siège 86 met sous pression d'air comprimé à travers le conduit 12 et le siège 86 cet autre cté du vérin.Après interruption de la mise sous tension de ltélectro-aimant 2, la tige 3 et les corps mobiles 77 des valves 4 et 5 et 82 des valves 6 et 7 restent dans la position commandée, grâce à la pression différentielle excercée entre les valves 7 et 5, ce qui assure une alimentation permanente du vérin 74 ; celui-ci passe ainsi d'une position stable à une autre position stable. La commande des valves étant entièrement symétrique une mise sous tension de l'electro-aimant 13 commande le déplacement vers la gauche de la tige mobile 3 et des corps mobiles 77 et 82 des blocs 75 et 76 des valves 4, 5, 6 et 7. On peut monter à une extrémité de la tige 3, d'une part une poignée 14 qui assure la commande manuelle du dispositif, et, d'autre part, installer un dispositif simple de verrouillage qui est représenté sur la figure 1 à la même extrémité de la commande et qui interdit la manoeuvre manuelle dans une des deux positions stables du dispositif de commande. Le doigt de verrouillage 15 entrasse par un équipage mobile 16 pénètre dans l'orifice 17 d'un volet d'obturation 18 qui tourne autour de l'axe 21. Cette manoeuvre verrouille le volet 18, empêche de saisir la poignée 14 et interdit toute commande manuelle. Par ailleurs, un plan incliné 19 solidaire de l'équipage mobile 16 coupe l'alimentation électrique à l'aide d'un microcontact 20. Lorsque l'équipage mobile est -déplacé au maximum vers la droite, le doigt 15 immobilise le volet 18, le microcontact 20 est ouvert et on ne peut effectuer qui une commande électrique. Lorsque l'équipage mobile est déplacé au maximum vers la gauche, le microcontact 20 est fermé, le doigt 15 a libéré le volet 17, on peut accéder à la poignée 14 et effectuer une commande manuelle. Le dispositif de commande du vérin représenté sur la figure i peut être monté sur le vérin ou à une certaine distance de celui-ci. Il presente l'avantage d'éviter toute possibilité de chavauchement des ordres de fermeture et d'ouverture. Le vérin 1 de la figure 2 comporte deux cylindres 22 et 23 dans lesquels se déplacent respectivement deux pistons 24-et 25 reliés par exemple par une crémaillère 26 communiquant un mouvement de rotation à l'arbre 51 qui entraîne l'appareil électrique. Chaque piston tel que 25 est muni sur chacune des faces de commande d'un sens, d'un siège 27 qui, en fin de course, s'appuie sur un joint 28, assurant dans cette position l'étanchéité et permettant le maintien de la pression. La figure 3 représente le montage en batterie 73 de plusieurs commandes élémentaires 1 ou modules. Cette disposition simplifie la fabrication en utilisant un même module pour entraîner des appareils comportant des efforts de manoeuvre différents, et en faisant varier le nombre de modules en série en fonction de l'effort. L'alimentation 29 relie à la source de pression les conduits 30 correspondant aux différents modules. Des joints tels que 31 assurent l'étanchéité entre chaque module. Un bouchon 32 est monté sur le dernier module de la commande à l'opposé de l'alimentation 29. Les vannes 33 permettent dtinterrompre l'alimentation d'un module quelconque sans perturber le fonctionnement des autres modules. Dans la figure 4, la commande de l'alimentation du vérin comporte toujours deux corps mobiles de valves de siège montés sur la même tige 3, mais la tige est liée en extrémité à un piston 36 commandé par une électrovalve 87 et alimentée par un orifice calibré 72. La mise sous tension de la bobine 52 de l'électrovalve 87 déplace vers le haut le noyau 34, ouvre la soupape 35 et introduit de l'air comprimé sur la face supérieure du piston 36 solidaire de la tige 3 supportant les corps mobiles des valves 4, 5, 6 et 7 de la commande. Après cette manoeuvre, le fonctionnement de la commande est identique à celui de la commande de lafigure 1. En meme temps, la vidange du volume 37 dans le volume 39 s'effectue au moyen du conduit 38 et la vidange du volume 41 s'effectue par un orifice calibré 42 reliant les deux faces d'un piston 40. La différence de pression engendrée entre ces deux faces du piston permet le maintien de l'électrovalve en position d'ouverture. Quand s'établit l'équilibre entre les volumes 37 et 41, la soupape 35 se referme sous l'action du ressort 43. Ce dispositif permet un fonctionnement automatique de ltelectrovalve et évite de prévoir une étanchéité interne généralement réalisée au moyen d'un joint coulissant. La figure 5 correspond à une variante de l'électrovalve selon la figure 4. La mise sous tension de sa bobine 53 déplace le noyau 54 vers le haut, ouvre la soupape 55 et alimente le conduit 56 par l'air comprimé provenant du volume 57. Le conduit 56 alimente le volume 44 par les orifices 45. La soupape 55 est maintenue en position d'ouverture par la différence entre les pressions appliquées de part et d'autre des deux faces du piston 58, traversé par un orifice calibré 46 alimentant le volume 47. Lorsque l'équilibre des pressions entre les volumes 47 et 44 est atteint, la soupape 55 revient en position de fermeture sous l'action du ressort 59. Cette disposition d'électrovalve nécessite une étanchéité coulissante en 48. La variante d'électrovalve de la figure 6 comporte un dispositif d'étanchéité simple. Dans les exemples des figures 4 et 5, le maintien de la soupape en position d'ouverture est obtenu au moyen d'un effort pneumatique, ce qui permet de n'envoyer à la bobine de ltélectrovalve qu'un ordre électrique de courte durée. Dans la variante de la figure 6, cteut l'ordre électrique qui maintient la soupape en position d'ouvetture, ce qui peut constituer un avantage dans certains cas particuliers. La mise sous tension de la bobine 60 deplace le noyau 61 et ouvre la soupape 62. Celle-ci reste ouverte pendant toute la durée du maintien de l'ordre électrique. A la coupure de ce dernier, la soupape 62 se referme sous l'attion du ressort 63.Cette électrovalve comporte un dispositif simple d'étanchéité aisément utilisable lorsque l'étanchéité est assurée par un contact entre deux matériaux de dureté différente par exemple par contact entre, d'une part, de l'acier ou un alliage d'aluminium, et, d'autre part, un isolant. On usine, dans le matériau le plus dur, 64, 65 ou 66 en saillie sur la surface plane ou le cylindre servant de surface de joint, un tore de section triangulaire. Cette saillie telle que 67, 68, ou 69 pénètre dans le matériau de plus faible dureté 70 ou 71 et assure ainsi l'étanchéité. Cette solution peut etre appliquée aux diverses étanchéités permanentes planes ou cylindriques existant dans les dispositifs des figures 1, 4 ou 5. il est évident que l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et représenté et qui n'a été donné qu'à titre d'exemple en particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens equivalents, ou encore remplacer certains éléments par d'autres succeptibles d'assurer la même fonction technique ou une fonction technique equivalente. HEVENDICATIONS 1/ Commande pneumatique de vérin à double effet pour la manoeuvre d'un appareil électrique comportant, dans sens, une position stable en fin de course de fermeture et, dans le sens opposé, une position stable de fin de course d'ouverture, ledit vérin comportant une face de commande pour chacun desdits sens, caractérisée en ce quteile comporte des valves (5,6) réalisant alternativement l'admission de l'air comprimé sur la face de commande d'un sens, et des valves (7, 4) réalisant alternativement la mise à l'atmosphère de la face de commande de l'astre sens, lesdites valves étant fixées sur une tige (3) commune entraînée alternativement par deux organes transmetteurs d'un ordre de manoeuvre. 21 Commande selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les organes transmetteurs d'ordre sont des électro-aimants (2, 13). 3/ Commande selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les organes transmetteurs d'ordre sont des électrovalves (87) commandant un piston (36) entraînant la tige (3) commune. 4/ Commande selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le vérin comporte sur chacune des faces de commande d'un sens, une valve constituée par la coopération d'un joint (28) et d'un siège (27) fixés l'un sur une partie fixe du vérin et l'autre sur une partie mobile, ledit joint et ledit siège assurant lwétanchéité pour chacune des fins de courses de la partie mobile du vérin. 5/ Commande selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les électrovalves (87) entratnant la tige commune (3) comportent des volumes (39, 37, 41) dans lesquels règnent des pressions intermédiaires et des orifices calibrés (72, 42) de communication assurant leur maintien en position d'ouverture pendant un temps réglable indépendant de la courte durée de l'ordre électrique, puis leur refermeture automatique. 6/ Commande selon lune des revendications à 5, caracterisee par le fait que l'étanchéité permanente d'une valve est obtenue entre deux surfaces de contact et de deux matériaux de duretés différentes et est réalisée au moyen d'un tore (69) de section triangulaire usiné en saillie dans le matériau de plus grande dureté (66) et pénètrant dans le matériau de plus faible dureté (71). 7/ Commande selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que la pénétration dans un orifice d'un volet obturateur (18) d'un doigt (15) solidaire de la tige (3) commune n'autorise la manoeuvre manuelle que pour un seul sens de la position de la partie mobile du vérin. 81 Commande selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que des commandes élémentaires (I) sont montées en batterie (73) et que chacune de ces commandes comporte une vanne (33) permettant de l'isoler sans perturber le fonctionnement des autres modules.