Brevet FR2353777A1 — publié le 19771230

a présente invention concerne une valve de sécurité à commande multiple, pouvant, par exemple, être commandée sous l'action d'une variation de tempe'rature, d'une variation de pression d'un fluide, etc. On connaît déjà des valves à trois orifices et deux voies pouvant titre utilisées pour agir sur l'un des organes d'une machine, par exemple le vérin de commande des volets d'admission d'air d'un moteur à combustion, par exemple, soit en fonction de la température des gaz d'échappement, soit en fonction de la température des surfaces, soit en fonction de la pression d'huile de graissage de ce moteur. Ces valves sont généralement constituées par un carter muni de trois orifices de passage d'un fluide de commande, un organe de sécurité dont un élément est mobile sous l'action des variations dtun paramètre à contrôler et des moyens d'obturation rappelés élastiquement en position de repos, l'élément mobile agissant indirectement pour permettre au fluide de commande de déplacer les moyens d'obturation. Mais ces valves ne peuvent etre conmnndées que sous l'action des variations d'un seul paramètre à contrtler. Pour contrtler un autre paramètre, outre la nécessité de prévoir un autre organe de sécurité, il faut impérativeme-t utiliser une autre vanne de structure assez différente. La présente invention vise donc à procurer un seul et meme appareil pour des types d'applications différents, par exemple à commande thermique et à commande manométrique, moyennant, suivant l'application ddsirée, la seule adaptation d'un organe de sécurité approprié, ce qui améliore considérablement les conditions de stockage en réduisant le nombre des appareils à immobiliser. Â cet effet, l'invention concerne une valve de sécurité comprenant un carter muni d'au moins trois orifices de passage d'un fluide de commande, un organe de sécurité, dont un élément est mobile sous l'action des variations d'un paramètre à contrtler, et des moyens d'obturation mobiles disposés à l'intérieur du carter et coopérant avec des moyens élastiques, caractérisée par le fait que le dit élément mobile coopère avec les dits moyens d'obturation, et que ces moyens d'obturation sont agencés pour être mobiles entre deux positions prédéterminées, dans lesquelles le dit fluide ne peut respectivement passer que d'un premier orifice vers un deuxième orifice et du dit deuxième orifice vers le troisième orifice. Grace à un tel agencement, l'organe d'une machine, sur lequel agit la valve selon l'invention et alimenté par le dit fluide de commande au travers du dit deuxième orifice de la valve, se trouve en permanence sous pression en régime de fonctionnement normal de cette machine, ctest-à-dire lorsque la valeur du paramètre à contrtler est située à l'intérieur de sa plage de sécurité, et ce, quelque soit ce paramètre. Au cas or une rupture de tubulure du fluide de commande interviendrait, que ce soit en amont ou en aval de la valve, le dit organe de la machine ne serait plus sous pression et la machine s'arr8teralt. Par ailleurs le fluide de commande, arrivant par un premier orifice de la valve pour alimenter, en régime de fonctionnement normal, le dit organe de la machine au travers d'un deuxième orifice de la valve, ne peut plus, après le déplacement de l'élément mobile de l'organe de sécurité de la valve, sous l'action d'une variation du paramètre à contrôleur, et par conséquent après le déplacement, soit contre l'action des moyens élastiques, soit sous leur action suivant l'application choisie, ce qui est surtout le but visé par l'invention, d'une position prédéterminée à l'autre des moyens d'obturation de la valve, passer de ce premier orifice au deuxième orifice, ce qui provoque la chute de pression du fluide de commande contenu dans la tubulure reliant le deuxième orifice de la valve à l'organe de la machine, et par conséquent I'arrdt de la machine, le fluide de commande s'écoulant alors du dit deuxième orifice vers le troisième orifice, ou orifice d'échappement, de la val veO Une fois la valeur du paramètre à contrtler revenue à l'intérieur de sa plage de sécurité, l'élément mobile de l'organe de sécurité de la valve se déplaçant à nouveau en sens inverse, les dits moyens d'obturation, soit sous l'action des moyens élastiques, soit contre leur action suivant l'application choisie, reprennent leur première position, permettant à nouveau la mise sous pression du fluide de commande et, par conséquent, le réarmement de ltorgane de la machine et la remise en marche de cette dernière. Il faut noter, à cet endroit, que la valve, selon l'invention, est remarquable par le fait qu'il suffit, outre d'adapter l'organe de sécurité approprié, d'inverser l'arri vée et l'échappement du fluide de commande pour changer d'application. Dans une forme de réalisation préférée de la valve selon l'invention, les dits moyens d'obturation sont mobiles en translation. Les moyens d'obturation peuvent aussi avantageusement comporter un corps de clapet agencé pour coopérer avec deux lèvres annulaires du carter, qui déterminent les deux positions entre lesquelles les moyens d'obturation peuvent titre déplacés. Le dit corps de clapet peut autre monté sur une tige dont les deux extrémités coopèrent respectivement avec l'élément mobile de l'organe de sécurité et les moyens élastiques. Dans une forme de réalisation toujours préférée de la vanne selon l'invention, les moyens élastiques comprennent un ressort de compression prenant appui contre la tige de clapet et sur le fond d'un logement ménagé dans une bague de réglage vissée dans le carter. Lorsque la valve doit titre commandée sous l'action d'une variation de température, l'organe de sécurité peut, de préférence, comprendre un soufflet, expansible sous l'action d'une variation de température, dont la partie mobile peut prendre appui sur la tige de clapet et dont la partie fixe est solidaire d'un couvercle du carter. Lorsque la valve doit être commandée sous l'action d'une variation de pression, l'organe de sécurité peut, de préférence, comprendre un vérin à parois embottables dont au moins une des parois est déplaçable par le fluide comprimé dont la pression est à contre leur. Dans une autre forme de réalisation préférée de la valve selon l'invention, le carter est formé de deux corps évidés de manière à pouvoir loger le corps de clapet et sa tige et permettre leur déplacement, chaque corps du carter comportant une des dites lèvres annulaires et les dits orifices de passage du fluide de commande, pris deux à deux, communiquant avec les évidements des corps en des points situés de part et d'autre du plan d'une des lèvres annulaires. Enfin, la valve selon l'invention peut indifféremment fonctionner sur un circuit pneumatique ou un circuit hydraulique, le fluide de commande pouvant titre soit un gaz, soit un liquide, suivant 11 organe de la machine sur lequel il est destiné à agir. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de deux formes de réalisation particulières de la valve selon l'invention, description se référant au dessin annexé sur lequel la figure 1 représente une vue schématique, en coupe axiale, de la valve de l'invention destinée à titre commandée sous l'action d'une variation de température, en position armée; la figure 2 représente la valve de la fig. 1, en position déclenchée; la figure 3 représente une vue schématique, en coupe axiale, de la valve de l'invention destinée à être commandée sous l'action d'une variation de pression, en position armée, et la figure 4 représente la valve de la fig. 3, en position dé clenchée. La valve de l'invention comprend un carter 1 formé de deux corps 2 et 3 serrés l'un contre l'autre, par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 4, au moyen de vis non représentées sur le dessin. Les corps 2 et 3 ont été usinés pour former, respectivement, des lèvres annulaires 5 et 6 respectivement adjacentes à des alésages tronconiques 7 et 8. Les alésages tronconiques 7 et 8 se prolongent respectivement par des alésages cylindriques de même diamètre 9 et 10, respectivement prolongés par des alésages cylindriques Il et 12, de meme diamètre, mais plus petit que celui des alésages 9 et 10.Une tige de clapet 13, cylindrique et de diamètre identique à celui des alésages il et 12, portant un corps de clapet 14, est montée mobile en translation dans le carter 1, les deux bras 15 et 16 de la tige 13 pouvant respectivement coulisser dans les alésages il et 12 des corps 2 et 3. Dans les bras 15 et 16 de la tige 13 ont été respectivement creusées des gorges circulaires 17 et 18 recevant respectivement des joints d'étanchéité 19 et 20 destinés à respectivement coopérer avec les alésages tronconiques 7 et 8. D'autres gorges circulaires 21 et 22 ont été respectivement creusées dans les corps 2 et 3 pour y recevoir des bagues 23 et 24 de guidage des bras 15 et 16 de la tige 13. Le corps de clapet 14, les bras 15 et 16, les alésages 9, 10, 7 et 8 et les lèvres annulaires 5 et 6 délimitent une chambre 25 de passage d'un fluide de commande, la chambre 25 communiquant avec deux orifices 26 et 27, respectivement par deux conduits 28 et 29 débouchant dans la chambre, respectivement en des points situés de part et d'autre du plan de la lèvre annulaire 6. Un troisième orifice 30 communique avec la chambre 25 par un conduit 31 débouchant dans l'alésage 9. Une bague de réglage 32 est vissée dans un autre alésage 33 du corps 3 du carter 1, la bague 32 comportant un évidement 34 dans lequel est logé un ressort de compression 35 constitué, de préférence, par un empilage de rondelles Belleville, le ressort 35 étant en appui contre le bras 16 de la tige 13 et sur le fond de ltévide- ment 34 de la bague 32, sa force étant réglée en vissant plus ou moins la bague 32 dans le corps 3. Le corps 2 du carter 1 comporte un autre alésage 35 formant une cavité 36. Dans-la forme de réalisation de la valve de l'invention représentée sur les fig. 1 et 2, la valve comprend un train thermostatique 66 logé dans la cavité 36 du corps 2, comprenant un soufflet expansible 37 relié, par un tube 38, à un bulbe détecteur non représenté sur le dessin. La partie immobile du soufflet 37 est fixée à un couvercle 39 fermant la cavité 36, son extrémité mobile 40 coopérant, par l'intermédiaire d'un plateau 41, avec l'extrémité du bras 15 de la tige 13. La valve de l'invention est représentée, sur le dessin, reliée à un vérin 42 de commande des volets d'admission d'air d'un moteur à combustion. Dans la position de la fig. 1, c'est-à-dire en régime de fonctionnement normal où la température à contrtler est située à l'intérieur de sa plage de sécurité, le fluide de commande, arrivant dans la valve par l'orifice 26, s'écoule à travers la chambre 25 pour sortir par l'orifice 27 et maintenir sous pression le vérin 42 qui se trouve donc en position armée pour maintenir les volets d'admission d'air ouverts. En effet, le soufflet 37 du train thermostatique 66 n'étant pas en expansion, le ressort de compression 35 rappelle, par l'intermédiaire du bras 16 contre lequel il prend appui, le corps de clapet 14 en butée sur la lèvre annulaire 5, obturant ainsi le passage du fluide de commande vers le conduit 31 débouchant sur l'orifice 30, l'étanchéité étant assurée par le joint 19 en appui sur l'alésage tronconique 7. Le fluide de commande ne s'écoule donc qu'à travers l'alésage 10, une partie de la chambre 25 et le conduit 29, c'est-à-dire de l'orifice 26 vers l'orifice 27. Lorsque la température à contrtler, par exemple, s'élève audessus d'une valeur de sécurité, le liquide contenu dans le bulbe détecteur se dilate, le soufflet57 s'allonge et exerce une poussée, par l'intermédiaire du plateau 41 et contre l'action du ressort 35, sur le bras 15 de la tige 13 qui coulisse et dont le corps de clapet vient en butée sur la lèvre annulaire 6 pour obturer ainsi l'arrivée du fluide de commande venant du conduit 28 par l'orifice d'arrivée 26, l'étanchéité étant assurée par le joint 20 en appui sur l'alésage tronconique 8, et libérer le passage du fluide de commande de la chambre 25 vers l'alésage 9, le conduit 31 et l'orifice dséchap- pement 30, grace au désengagement du corps de clapet 14 de la lèvre annulaire 5. L'arrivée du fluide de commande étant obturée, et l'o- rifice 27 communiquant avec l'orifice 30, la pression dans le vérin 42 chute, ce qui provoque son déclenchement et la fermeture des volets d'admission et, par conséquent, l'arrêt du moteur. Te fluide de commande ne peut donc plus s'écouler que de l'orifice 27, venant du vérin 42, vers l'orifice 30, à travers le conduit 29, une autre partie de la chambre 25 et le conduit 31. A cet effet, l'orifice 30, ou, dans cette forme de réalisation, orifice d'échappement, est soit à l'air libre si le fluide de commande est de l'air, soit relié à une bâche, ou réservoir, si le fluide de commande est de l'huile. Une fois la température du bulbe détecteur redevenue normale, le bras 15 n'étant plus poussé par le plateau 41, la détente du ressort de compression 35 entraine en translation le corps de clapet 14 qui coupe le passage du fluide de commande de l'orifice 27 vers l'orifice 30 et rétablit la circulation du fluide de l'orifice 26 vers 11 orifice 30, ce qui provoque le réarmement du vérin 42 et permet de remettre en marche le moteur. Dans la forme de réalisation de la valve de l'invention représentée sur les fig. 3 et 4, la valve comprend, par exemple, un vérin 50, à deux parois embottables 51 et 52, contenant le fluide comprimé dont la variation de pression doit commander le détecteur et arrivant par un conduit 53. Les parois 51 et 52 du vérin 50, qui est logé dans la cavité 36 du corps 2, coopèrent avec l'alésage 60, la paroi 52 étant agencée pour coulisser dans cet alésage suivant la quantité du dit fluide contenue dans le vérin 50, c'està-dire suivant sa pression, la paroi 51 étant maintenue en place par les épaulements 54, 55 de l'alésage 35. La paroi 52 est solidaire d'un plateau 56, guidé par une bague 57, et coopérant avec l'extrémité du bras 15 de la tige 13. Un couvercle 58 ferme la cavité 36 et le vérin 50, par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 59. La valve est toujours reliée au vérin 42 par son orifice 27. En régime de pression normale, par exemple entre 4 et 7 bars, la paroi 52 du vérin 50 est déplacée vers le bras 15 sur lequel elle exerce une poussée, par l'intermédiaire du plateau 56 et contre l'action du ressort de compression 35. Le corps de clapet 14 occupe alors une position dans laquelle il est en butée contre la lèvre annulaire 6, les orifices 27 et 30, comme il a été décrit précédemment, comuniquant entre eux. Pour que le fluide de commande puisse maintenir, dans cette position, le vérin 42 armé, l'arrivée du fluide de commande doit donc s'effectuer, dans cette forme de réalisation particulière, par l'orifice 30, contrairement à la forme de réalisation précédente, dans laquelle elle s'effectuait par l'o- rifice 26. Le fonctionnement de cette forme de réalisation de la valve de l'invention est donc l'inverse de celui de la forme précédente. Dans le cas d'une baisse de la pression à contrôler, le bras 15 n'étant plus poussé par le vérin 50, la détente du ressort de com pression entratne en translation le corps de clapet 14, qui obture le passage du fluide de commande de l'orifice 30 vers l'orifice 27 et met en communication les orifices 27 et 26. La valve de l'invention peut donc dtre commandée indifférenment sous l'action d'une élévation de température ou sous l'action d'une baisse de pression. Outre l'adaptation de l'organe de sécurité approprié, il suffit d'intervertir, d'une application à l'autre, l'arrivée et l'échappement du fluide de commande. Le vérin est armé, lorsqu'il s'agit de contrôler une température, quand le ressort de compression est au repos et, lorsqu'il s'agit de contrôler une pression, quand ce ressort est comprimé. Dans les deux applications, le vérin est armé en régime de fonctionnement normal. hu cas où une rupture de tubulure du fluide de commande interviendrait, en amont ou en aval de la valve, cette rupture déclencherait le vérin pour arrêter le moteur. La forme de réalisation de la valve décrite ci-dessus ne doit pas titre considérée comme limitative de l'invention. Le carter de la forme représentée est constitué par deux corps serrés l'un contre l'autre suivant un plan de joint, mais on aurait pu aussi, par exemple, réaliser le carter de la valve de l'invention sous forme de deux corps emboîtés l'un dans l'autre, par exemple l'un de ses deux corps étant vissé dans l'autre. REEENDICATIONS 1.- Valve de sécurité comprenant un carter muni d'au moins trois orifices de passage d'un fluide de commande, un organe de sécurité, dont un élément est mobile sous 11 action des variations d'un paramètre à contrôler, et des moyens d'obturation mobiles die- posés d l'intérieur du carter et coopérant avec des moyens élastiques, caractérisé par le fait que le dit élément mobile coopère avec les dits moyens d'obturation, et que ces moyens d'obturation sont agencés pour Btre mobiles entre deux positions prédéterminées, dsns lesquelles le dit fluide ne peut respectivement passer que d'un premier orifice vers un deuxième orifice et du dit deuxième orifice vers le troisième orifice, 2.- Valve selon la revendication 1, dans laquelle les dits moyens d'obturation sont mobiles en translation. 3.- Valve selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle les dits moyens d'obturation comportent un corps de clapet agencé pour coopérer avec deux lèvres annulaires du dit carter. 4.- Valve selon la revendication 3, dans laquelle le dit corps de clapet est monté sur une tige dont les deux extrémités coopèrent respectivement avec le dit élément mobile et les dits moyens élastiques. 5.- Valve selon la revendication 4, dans laouelle les dits moyens élastiques comprennent un ressort de compression prenant appui contre la dite tige et sur le fond d'un logement ménagé dans une bague de réglage vissée dans le carter. 6.- Valve selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle le dit organe de sécurité comporte des parois expansibles sous l'ac- tion des dites variations. 7.- Valve selon l'une des revendications 4 à 6, dans laquelle le carter est formé de deux corps évidés de manière à pouvoir loger le corps de clapet et sa tige et permettre leur déplacerlent, chaque corps du carter comportant une des dites lèvres annulaires et les dits orifices de passage du fluide de commande, pris deux à deux, communiquant avec les évidements des corps en des points situés de part et d'autre du plan d'une des lèvres annulaires.