Brevet FR2311948A1 — publié le 19761217

L'invention concerne les con-ndes pneumatiques et en particulier celles qui entratnent l'appareillage électrique de coupure et tout spécialement les disjoncteurs ou les interrupteurs. Pour ces types d'appareils on demande notamment aux commandes pneumatiques d'eere rapides pour un sens de manoeuvre, d'être économiques et sûres, et en particulier t'éviter qu'un défaut, tel qu'une fuite, puisse provoquer une refereeture intempestive. L'invention a pour but une commande pneumatique d'un vérin pour la manoeuvre d'un tel appareil qui réponde à ces exigences. L'invention a pour objet une commande pneumatique d'un vérin de manoeuvre d'un appareil ayant une position d'ouverture et une position de fermeture, l'une de ces positions étant obtenue a la suite d'un mouvement rapide et l'autre la suite d'un mouvement lent, ledit vérin comportant un piston présentant une face cosnendant le souvenant rapide et une face commandant le mouvement lent, caractérisée par le fait qu'un conduit à basse pression commande la manoeuvre des valves d'ordre de mouvement lent et de ouvrent rapide ainsi que la face de manoeuvre lente, tandis qu'un conduit a haute pression con-nde la face de manoeuvre rapide. Selon une caractéristique le mauvemant rapide est commandé par le déplacement d'un équipage comportant une valve dont le singe est relié à un conduit à haute pression et une autre valve cowport nt un siège relié à un conduit basse pression, ledit équipage étant mécaniquement solidaire d'un iie arbre. Selon une autre caractéristique, après une manoeuvre d'ouverture de la valve commandant le mouvement rapide, sa fermeture est commandée, après une manoeuvre de la valve commandant le mouvement lent, par un organe solidaire de cette valve. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description de divers exemples de réalisation donnés à titre d'illustration dans les dessins annexes. La figure I est une vue en coupe d'un module de counande selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe d'une commande selon l'invention comportant une commande à distance. La figure 3 représente une vue en coupe d'une commande selon l'invention, comportant un dispositif permettant d'éviter les dépôts d'eau dans l'installation. Dans la figure 1, le piston 18 du vérin de manoeuvre 110 est accouplé par la tige 44 à un disjoncteur 43 représenté en position de fermeture. Pour assurer la manoeuvre d'ouverture de ce disjoncteur qui doit être tres rapide, on utilise une pression de manoeuvre élevée correspondant l'alimentation par le conduit 89. Pour assurer la fermeture, qui peut être plus lente, ainsi que la commande des diverses valves de manoeuvre, on utilise une pression réduite correspondant à une alimentation par le conduit 88. A l'ouverture, l'envoi d'une impulsion électrique l'électrovalve 1, alimentée en air comprimé par le conduit 14 relié au réservoir à basse pression 12, applique de l'air comprimé sur le piston 2 mécaniquement solidaire des valves 3 et 4, qui se déplacent vers la gauche. Le maintien dans cette position de l'équipage, constitué par le piston et les valves et qui comporte un même arbre, est assuré par la pression agissant sur les différences de surfaces entre les sièges des valves et les tiroirs correspondants 15 et 16.Ce mouvement du piston 2 entratne l'ouverture des valves 3 et 4 porvoquant ainsi l'autoalimentation de celleaci et le conduit 21 alimente en air comprimé haute pression la face 17 du piston 18, ce qui entrasse la vidange de l'air comprime à basse pression existant dans le volume 19 situé de l'autre côté du piston et ceci sans couper l'alimentation a basse pression par le conduit 20 ; le piston 18 est déplacé vers le haut.Par ailleurs, l'air comprimé 9 haute pression du conduit 22, d'une part, alimente le conduit 24, entrain le piston 23 de l'électrovalve 1, ce qui provoque sa fermeture et, d'autre part, alimente le conduit 25 et déplace vers la droite le piston 5 et les valves 6 et 7 mécaniquement solidaires du piston 5. Cette manoeuvre ferma la valve 6, interrompt l'alimentation en air comprimé basse pression du conduit 20 et ouvre la valve 7 reliant à l'atmosphere le conduit 20 et, par suite, a travers l'orifice 29 le volume 19 du vérin 110. L'équipage constitué par le piston 5 et les valves 6 et 7 est maintenu en position vers la droite par la basse pression agissant entre le siège de la valve 6 et le tiroir 26. Le déplacement vers la droite du piston 5 met en comuunication les conduits 25 et 27 qui alimentent en air comprimé å pression élevée la face de gauche du piston 2, ce qui entratne son déplacement vers la droite et la refenreture des valves 3 et 4. A la fin du déplacement du piston 18, le téton 38 ferme l'orifice 29 de mise à l'atmosphère, ce qui amortit le mouvement. Le vérin ne comporte pas de maintien pneumatique en position d'ouverture, car ceci nécessiterait de conserver un volume à haute pression à l'intérieur du vérin et les étanchéités correspondantes. A la fermeture, la mise sous tension de ltélectrovalve 9, alimentée par le conduit 11, admet de l'air comprimé basse pression sur le piston 5 qui entratne vers la gauche les valves 6 et 7 dans la position indiquée sur la figure. L'ouverture de la valve 6 et la fermeture de la valve 7 entratnent l'alimentation du volume 19 par l'intermédiaire du conduit 20 et de l'orifice 29 et des clapets 30 et 90 ; le piston 18 est entratné vers le bas. L'équipage des valves 6 et 7 est maintenu en position vers la gauche par la pression agissant entre le siège de la valve 7 et le tiroir 26.En fin de course du piston 18, ce dernier réalise une étanchéité par l'application du siège 32 du piston sur le joint fixe 31, ce qui, dans la position de fermeture, maintien basse la pression dans le volume 19 sur la face 117 du piston 18. Le conduit 33 alimente le piston 34 de l'électrovalve 9, ce qui provoque sa fermeture. Le déplacement du piston 18 engendre une surpression sur Sa face 17 du fait que la valve 3 se trouve ferrée ; cette surpression agit sur la valve 3 et provoque un déséquilibre de l'équipage vers la gauche. En réaction, le piston 35- du tiroir 15 alimenté par le conduit 36 donne naissance à un effort antagoniste. A l'ouverture de la valve 3, le conduit 36 est fermé au début de Sa manoeuvre, ce qui évite son ralentissement. Différents organe s auxiliaires sont montés sur la con-nde tels que, par exemple, des co-andes manuelles 37 pour l'ouverture et 91 pour la fermeture des contacts de signalisation 39 commandés par la tige 44 du vérin, et principalement des dispositifs de maintien en position en cas d'anonalies telles que manque de pression d'une part sur les valves en 40 et 41, et d'autre part, un dispositif à piston 42 pour le contrôle de la position du vérin.La baisse de pression apparaissant, soit dans les réservoirs de la commande, soit dans ses tuyauteries d'alimentation, provoque la vidange des volumes 98, 99, 100, 101, 102 et par conséquent le déplacement des pistons correspondants tels que 198, 199 punis de moyens de verrouillage 298, 299 en dessous d'une pression donnée. Ce déplacement iurobilise les équipages des valves de fermeture 6 et 7 et d'ouverture 3 et 4 dans la position où elles se trouvent a l'instant de la baisse de pression. D'autre part, le déplacement du dispositif à piston 42 commande l'alarme 103 dans le cas où le disjoncteur est en position de fermeture. La figure 2 correspond à un exemple d'utilisation du dispositif écano- pneumatique de la figure 1. Le disjoncteur 43 est commandé par deux vérins, correspondant l'un à la con-nde 92 et l'autre à la co-anda 93, située de part et d d'autre et qui se déplacent en sens inverse et sont de uRme type que le vérin de la figure 1. La liaison entre les deux vérins est obtenue a l'aide d'un dispositif mécano-pneumatique comportant un ensemble de valves pneumatiques et une tringlerie. Au niveau du dispositif précédent, la succession des manoeuvres impliquées par les ordres de fermeture et d'ouverture est identique. Les différences correspondent aux liaisons entre le dispositif mécano-pneumatique et les vérins et au fonctionnement des vérins. La haute pression est eliagasinée dans le réservoir 94 et alimentée par la tuyauterie 95 et la pression réduite est emmagasinée dans le réservoir 96 et alimentée par la tuyauterie 97. La aise sous tension de l'électrovalve 46 alimente le conduit 47 et applique la pression sur le piston 48. Le déplacement de ce dernier entraîne vers la droite la tringle 49 guidée à intervalles réguliers et accouplée a la valve 50 qui s'appuie de façon étanche sur le siège 51. Après une certaine course à vide correspondant au rattrapage des variations de longueur et des temps de propagation de la tringle 49, le poussoir 52 du piston 48 percute le poussoir du piston 53 de la valve 54. Cette disposition permet l'ouverture simultanée des valves 50 et 54. L'ouverture des valves 50 et 54 permet - soit la mise sous pression des conduits 55 et 56 alimentant en air comprimé respectivement les pistons 57 et 58, reliés chacun par une tringle 59 et 60 à l'une des valves des vérins des commandes 92 et 93 (valves d'ouverture dans l'exemple de la figure 2). Parallèlement, on peut alimenter des conduits tels que 61 et 62 permettant de comender pnewntiquement un interrupteur auxiliaire, - soit s'il n'existe pas de piston relié par une tringle à l'autre valve du vérin, l'alimentation d'une commande pneumatique correspondant aux conduits 63 et 64. Dans les mêmes conditions que précédeprmenf, des conduits tels que 65 et 66 permettent de commander pneumatiquement un interrupteur auxiliaire éventuel. Après une course réglable, le piston 57 percute le poussoir 67 de la valve 68. L'ouverture de cette valve, d'une part met sous pression le conduit 69 et la face inférieure du poston 70 et referme l'électrovalve 46 et, d'autre part, met sous pression le conduit 71 et la face de gauche du piston 72 qui entraîne le tiroir 73, permettant la mise à l'atmosphère de la face de gauche du piston 48. La pression agissant sur la face de droite du piston 74 raine à la position initiale la valve 50, la tringle 49 et le piston 48. 1h fin de course le piston 74 relie à l'atmosphère par le conduit 75 la face du piston 48 en regard de la valve 50. Le maintien en position de la valve 50 est assuré par la pression agissant sur son siège. Après le déplacement vers la gauche du piston 48, le piston 53 est libéré et le ressort 76 referme la valve 54.Le déplacement du piston 53 relie, par le conduit 77, le conduit 55 et la face supérieure du piston 57 à l'atmosphère. Les dispositions précédentes permettent de ne faire apparattre dans la tringle 49 que des efforts da traction pendant son fonctionnement. Les tringles telles que 49 sont placées dans une enceinte cylindrique 78, elleime située dans un réservoir 79. Cette disposition atténue l'influence des variations de température sur les tringles. Par ailleurs, le cylindre 78 est immobilisé à son extrémité 80 et peut coulisser à l'autre extrémité 81. La tringle 49 et l'enceinte 78 sont réalisées avec des matériaux possédant des coefficients de dilatation sussi semblables que possible. Dans ces conditions, l'étanchéité de la valve 50 reste pratiquement constante. La figure 3 représente un dispositif permettant d'éviter les accuslations d'eau dans une valve à haute pression alimentée directement à partir d'un compresseur sans de tente en aval. La valve 82 comporte une bague d'étanchéité coulissante en 86 et est alimentée par un conduit 85 amenant l'air comprimé sous haute pression. Ce dernier appuie le joint serti 83 sur le siège 84 et assure ainsi l'étanchéité de la valve en position de fermeture. L'eau contenue dans l'air est évacuée par gravité au moyen du conduit 87, qui communique avec un réservoir à haute pression comportant un dispositif de purge. Le dispositif selon l'invention présente les principaux avantages suivants : - une grande rapidité dans la direction du mouvement où la rapidité est nécessaire : - l'utilisation d'une haute pression pour l'ouverture et d'une pression plus réduite pour la fermeture et pour la commande des valves permet, tout en obtenant pour l'ouverture la rapidité nécessaire, de limiter l'application de la haute pression à un très petit nombre d'organes et d'éviter toutes les difficultés inhérentes å la haute pression pour tous les autres éléments de la cosande ;; - le fonctionnement rapide est également obtenu grâce aux liaisons mecaniques entre vérin et cosnde et, lorsque plusieurs éléments à cosander sont situés à d'assez grandes distances, par les liaisons mécaniques entre ces éléments. On peut ainsi commander en synchronisme plusieurs électrovalves ou plusieurs éléments tels que les chambres de coupure principales et les interrupteurs auxiliaires d'un disjoncteur.Selon l'invention, ces liaisons mécaniques entre éléments éloignés fonctionnent toujours sous l'effet d'un effort de traction (ce qui supprime le flambage) et ces liaisons comportent des dispositifs de compensation de la dilation et de rattrapage des variations de dimensions ; - Une grande sécurité - la valve d'ouverture ne peut se refermer qu'après le déplacement de la valve de fermeture, car l'ordre de fermeture de la valve d'ouverture passe par un piston (5) solidaire de la valve de fermeture (6) ;; - en cas de manque de pression, fuite par exemple, la valve d'ouverture et la valve de fermeture sont iniDbilisées dans la position où elles se trouvent lors de l'apparition du défaut, ce qui fait qu'après disparition du défaut on ne risque pas de provoquer la manoeuvre inverse de celle qui était en cours lors de l'apparition du défaut. On peut, de plus, signaler les autre avantages Suivants t - en position de fermeture, un doigt du dispositif à piston 42 pénètre dans une gorge solidaire du vérin et évite l'ouverture du disjoncteur en cas de manque de pression ; - la coMnde peut comporter un grand nombre de adules séparés, agissant sur des éléments séparés et entratnés de façon synchrone ; - les valves à haute pression peuvent être protégées contre l'accmailation d'eau, même si elles sont alimentées directement par un compresseur sans détente, aval cone il est représente dans la figure 3. 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 qutà titre d'exemple en particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'inventiont modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par de. moyens équivalents, ou encore remplacer certains éléments par d'autres susceptibles d'assurer la meAme fonction technique ou une fonction technique équivalente. C'est ainsi que l'invention s'applique également è des appareils tels que des interrupteurs prévus pour un grand pouvoir de fermeture et un faible pouvoir de coupure, dans lesquels le mouvement de fermeture doit être rapide et dans lesquels le mouvement d'ouverture peut être plus lent. On insrerse alors l'utilisation des valves d'ouverture et de fermeture des figures 1 et 2. REVENDICATIONS 1/ Commande pneumatique d'un vérin de manoeuvre (110) d'un appareil (43) ayant une position d'ouverture et une position de fermeture, l'une de ces positions étant obtenue à la suite d'un mouvement rapide et l'autre à la suite d'un mouvement lent, ledit verin comportant un piston (18) présentant une face (17) commandant le mouvement rapide et une face (117) commandant le mouvement lent, caractérisée par le fait qu'un conduit à basse pression (20) commande la manoeuvre des valves d'ordre de mouvement lent (6,7) et de mouvement rapide (3,4) ainsi que la face (117) de manoeuvre lente, tandis qu'un conduit à haute pression (21) commande la face (17) de manoeuvre rapide. 2/ Commande selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le mouvement rapide est commandé par le déplacement d'un équipage comportant une valve (3) dont le siège est relise à un conduit (89) à haute pression et une autre valve (4) comportant un siège relié à un conduit (20) basse pression, ledit équipage étant mécaniquement solidaire d'un meme arbre, 3/ Commande selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'après une manoeuvre d'ouverture de la valve (4) oon-ndant le mouvement rapide Sa fermeture est commandée, après une manoeuvre de la valve (6) commandant le mouvement lent, par un organe (5) solidaire de cette valve. 4/ Commende selon l'und des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'en cas de que de pression, les valves (3,6) commandant les mouvements rapide et lent sont immobilisées dans la position où elles se trouvent quand apparatt une anomalie, de façon qu'après la disparition de cette anomalie elles ne puissent pas se déplacer dans la direction inverse de celle qui était suivie lors de l'apparition de l'anomalie. 5/ Co; ande selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'elle comprend plusieurs modules séparés comportant chacun une cownde élémentaire d'éléments de coupure séparés, et que les modules de commande sont reliés par des tringles (49) comportant une course à vide et travaillant toujours en traction, lesdites tringles étant enfermées dans une première enveloppe (78) comportant un dispositif de compensation de la dilatation, ladite enveloppe étant elle-même disposée à l'intérieur d'une seconde enveloppe de protection (79). 6/ Commande selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'en position de fermeture, un verrouillage empoche le déplacement du vérin en cas de manque de pression. 7/ Con-nde selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que les valves à haute pression alimentée directement par un compresseur sans détente aval comportent un conduit (87) d'évacuation de liteau.