Brevet FR2337899A1 — publié le 19770805

Pour commander pneumatiquement le déplacement d'un organe, par exemple l'obturateur d'un clapet, il est classique de surmonter la force d'un ressort de rappel de l'obtura- teur en position de fermeture(x d'xverturepar la force due à une différence de pression de part et d'autre de l'obturateur ou d'une membrane élastique qui le porte ou l'actionne. Dans le cas d'un clapet, on peut faire en sorte que l'ouverture du clapet provoque progressivement une diminution de ladite différence de pression, de sorte que, pour une différence donnée, le ressort l'emporte à nouveau et referme le clapet.La plage de fonctionnement doit autre nécessairement assez large, sous peine de provoquer des battements faisant fonctionner sans cesse le dispositif. C'est ainsi que la plage de fonctionnement usuelle d'une vanne de sécurité pour citerne maintenue sous dépression est de 70 mm de mercure. En outre, dans cette vanne connue, le clapet frotte sur un alésage du corps, ce qui rend le fonctionnement encore plus irrégulier et complique l'opération de tarage du ressort déjà très difficile. Enfin, la perte de vide est à la mesure de l'étendue de cette plage. Cela implique un fonctionnement fréquent du dispositif à créer la dépression. L'invention pallie ces inconvénients par un dispositif pour commander le déplacement d'un organe, notamment ltob- turateur d'un clapet, porté par la face extérieure d'une membrane élastique qui forme l'une des parois d'une chambre. Suivant l'invention, la chambre a un trou communiquant avec l'extérieur et est raccordée à une chambre de pression par un raccord à clapet qui s'ouvrequand la pression y atteint une valeur donnée, la section du trou étant inférieure à cellé du raccord. Quand la chambre de pression est un puits de pression, le clapet s'ouvre quand la pression qui règne dans le puits devient inférieure à la valeur donnée. Dans ce dernier cas, dès que le clapet s'ouvre une dépression correspondante à celle du puits règne dans la chambre. La section droite du trou est trop petite pour rétablir rapidement la pression atmosphérique dans la chambre. Sous l'action de la dépression qui règne dans la chambre, la membrane est attirée vers l'intérieur de la chambre, ce qui déplace l'organe. Quand la pression s'élève à nouveau dans le puits, le clapet se ferme. Mais, grâce à l'effet de réserve de dépression exercé momentément par la chambre, la membrane resteattirée vers l'inté rieur de la chambre pendant un certain temps. On a ainsi dissocié momentanément le déplacement de la membrane de la position du clapet et cette période de répit permet d'atteindre une position d'équilibre stable, sans battement,même si la plage de fonctionnement, dont l'étendue est définie par la durée de la dépression momentanée dans la chambre, est étroite. Ce dispositif s'applique avantageusement à une vanne de sécurité pour une citerne sous dépression. Le puits de pression et une conduite, que l'obturateur vient boucher, communiquant tous deux avec la citerne. La figure unique du dessin annexé est un sch6- ma illustrant l'invention, la vanne étant à l'échelle. La citerne C communique par un conduit M avec une machine à faire le vide, notamment la tubulure d'aspiration du moteur dans le cas d'un camion citerne. De la citerne partent aussi deux conduits 1 et 2 entre lesquels est montée la vanne suivant l'invention. Celle-ci se compose d'un corps sensiblement cylindrique dans lequel-est formé un raccord 4 pour le conduit 1. Un obturateur 5 est porté par une membrane 6 élastique transversale qui délimite avec le corps 1 une première chambre 7. L'obturateur 5 s'étend dans la chambre 7 de la membrane 6 à la paroi opposée où il est engagé dans le raccord 4. La chambre 7 communique avec l'extérieur par une voie 8. La face de la membrane 6 qui ne porte pas l'ob- turateur 5 délimite avec le corps 3 une deuxième chambre 9. Un ressort 10 de rappel de la membrane 6 vers l'intérieur de la deuxième chambre 9 s'étend de la membrane 6 à la cloison transversale ou paroi opposé de la chambre 9. Au centre de cette paroi est ménagé un raccord 11 qui peut être fermé par un clapet 12. La chambre 9 communique avec l'extérieur par un trou 13 de 1 mm de diamètre. La section d'ouverture du raccord 11 est 5 fois plus importante que celle du trou 17. Par le raccord 11, la chambre 9 peut communiquer avec une troisième chambre 14 formant un puits de pression, parce qu'elle est raccordée par un raccord au conduit 2 qui mène à la citerne C. La paroi de la chambre 14, opposée à celle dans laquelle est ménagé le raccord 11, est constituée par une membrane ou diaphragme 15 élastique transversal. Celle-ci porte un piston 16 qui s'étend vers l'intérieur de la chambre 14 et qui, suivant la position de la membrane 15, est à distance du poin teau 17 du clapet 12 ou vient le pousser. Un ressort 18 de rap pel du pointeau 17 s'appuie dlune part sur un épaulement 19 de la paroi opposée à la membrane 15 et d'autre part sur une col lerette 20 du pointeau 17. a face extérieure à la chambre 14 de la membrane 15 est sollicitée en permanence vers l'extérieur de cette chambre par un ressort 21 de rappel disposé entre une cloison 22 du corps et un chapeau 23 d'extrémité portant une tige 24 de transmission à la membrane de la force exercée par le ressort 21. Dans la position représentée au dessin, la dépression dans la citerne C est correcte. Elle n'atteint pas une valeur trop élevée (pression trop basse),dite dépression limite, qui peut faire craindre que la citerne ne s'aplatisse. Quand la dépression augmente, elle se com munique par le conduit 2 au puits 14. Sous l'effet de cette dépression, la membrane 15 se déplace vers la gauche, en direction de l'intérieur du puits 14, à l'encontre de la force du ressort 21. Dès que la dépression atteint la valeur limite, l'extrémité libre du piston 16 porté par la membrane 15 pousse le pointeau 17 en surmontant aisément la force du ressort 18 de faible dimension par rapport au ressort 24. le clapet 12 se déplace vers la gauche et s'écarte du raccord 11. La dépression régnant dans le puits 14 se communique rapidement par le raccord 11 dans la chambre 9. lie trou 13 est bien insuffisant pour rétablir la pression atmosphérique dans la chambre 9 car son diamètre est de beaucoup inférieur à ltouverture du raccord 11 dégagée par le déplacement du clapet 12. Sous l'action de la dépression régnant dans la chambre 9, la membrane 6 se déplace vers la droite, en direction de ltintérieur de la chambre 9 à Itencontre de la force exercée par le ressort 10. Elle entrain dans ce mouvement l'obturateur 5, ce qui met en communication la voie 8 et le conduit 19 La pression remonte dans la citerne C. Dès qu'elle dépasse la valeur limite, la dépression dans le puits 14 est moindre. Le diaphragme 15 se déplace vers la droite en entraînant le piston 16. Celui-ci ne pousse plus le pointeau 17. Sous l'action du ressort 18, le clapet 12 interrompt la communication entre les chambres 9 et 14. Mais la dépression se maintient néanmoins dans la chambre 9 pendant un certain temps en raison du faible diamètre du trou 13. L'obturateur 5 reste donc éloigné de son siège et, pendant un certain temps, la communication entre le conduit 1 et la voie 8 est maintenue. I1 s'ensuit que la pression continue à augmenter dans la citerne C jusqu'à une valeur donnée (dite pression limite supérieure), bien que le clapet 12 soit fermé. Peu à peu, la chambre 9 revient à la pression atmosphérique. L'obturateur 5 interrompt alors la communication de la chambre 7 et du conduit 1. La pression cesse d'augmenter dans la citerne C. La vanne est revenue à son état initial. Le délai pendant lequel la pression continue à augmenter dans la citerne C, bien que le clapet 12 soit fermé, interdit les battements et permet d'avoir une plage de fonctionnement (allant de la dépression limite à la pression limite supérieure) étroite par simple réglage de la durée de ce délai, c'està dire du diamètre du trou 13 pour une chambre 9 de capacité donnée, donc sans crainte aucune de provoquer des battements. L'expérience a montré que la plage de fonctionnement de la vanne décrite au dessin est de 5 mm de mercure. Un tarage médiocre des divers ressorts provoque un déplacement de la plage, mais n'en modifie pas l'étendue. R E V E N D I C A 2 I O N S 1. Dispositif pour eommander le déplacement d'un organe porté par la face extérieure d'une membrane élastique qui forme l'une des parois d'une chambre, caractérisé en ce que la chambre a un trou communiquant avec l'extérieur et est raccordée à une chambre de pression par un raccord à clapet qui s'ouvre quand la pression y atteint une valeur donnée, la section du trou étant inférieure à celle du raccord. 2, Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de pression est un.puits de pression et le clapet s'ouvre quand la pression qui règne dans le puits devient inférieure à une valeur donnée. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le puits de pression a une paroi formée par un diaphragme élastique dont la face intérieure porte une tige de commande du clapet et dont la face extérieure est sollicitée par un ressort. 4. Dispositif suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par un élément élastique de rappel du clapet en position de fermeture. 5. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la face intérieure de la membrane est repoussée par un ressort logé dans la chambre. 6. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 5, dans lequel l'organe est l'obturateur d'un conduit, caractérisé en ce que le conduit communique avec le puits. 7. l'application du dispositif suivant l'une des revendications 2 à 5, comme vanne de sécurité pour une citerne sous dépression, le conduit et le puits communiquant avec la citerne. 8. Vanne forméepar un corps creux ayant, outre une voie communiquant avec l'extérieur, un raccord muni d'un obturateur, caractérisée par une membrane élastique délimitant, par sa face tournée vers l'obturateur, une première chambre où débouchent lesdits raccord et voie, et, par l'autre de ses faces et avec l'une des faces d'une cloison transversale, une deuxième chambre ayant un trou de faible section la mettant en communication avec l'atmosphère, une troisième chambre ayant un second raccord étant délimitée par l'autre face de la cloison, celle-ci étant percée d'un passage fermé par un clapet actionné par un piston déplacé sous l'action de la pression qui règne dans la troisième chambre.