Brevet FR2376980A1 — publié le 19780804

La présente invention concerne particulièrement la distribution hydraulique dans toutes branches d'industries, en permettant une étanchéité de l'appareillage proprement dit, une fonction supplémentaire électrique, et regroupe dans un seul et même appareil la fonction distribution et régulation sur un plan de pose internationale. Au stade actuel de la technique, les billes, les clapets, les pistons clapets ont été utilisés soit en direct soit en pilotage à distance par pression directeou différentielle, mais jusqu a ce jour l'ensemble des éléments cités ci-dessus n'avaient été conjugués sous un seul et même appareil sur un plan de pose internationale. De plus, cette technique supérieure à la technique des distributeurs à tiroir, dont les fuites inérantes à leurs types de construction, ne peuvent s'adapter à tous les circuits et à tous les fluides. Les jets étant coupés perpendiculairement à eux même ce qui provoque le phénomène bien connu "de placage", pour lequel aucun résultat n'a encore été trouvé par le centre de recherche de la Mécanique Nationale (CETIM). De plus, toujours de part leurs constructions, les distributeurs à tiroir à commande électrique ne peuvent obtenir, plus de trois positions, appelées communément, un, neutre, et deux. Ils ne peuvent de même accepter deux régulations directes sur les veines des orifices d'utilisation vers l'orifice d'échappement sans l'aide de clapet anti-retour. Dans le cas des appareils connus actuellement acceptant la contre pression à l'échappement, limité toutefois en pression, même avec des electro-aimant à bain d'huile, la régulation ne peut se faire qu'à l'aide d'appareillage complémentaire et compliqué. Dans la présente invention, les fuites disparaissent, le placage est annulé par le fait que tous les jets sont dans l'axe de leur veine. Ge détail qui semble mineur à une conséquence considérable, il permet d'utiliser tous les fluides visqueux ou non, ceci dans la mesure du choix de la nature des ma tériaux de l'appareil. La quatrième position électrique nait par le fait qu'il n'y a aucune liaison mécanique entre elles-mêmes. De plus les régulations du fluide sur l'échappement peuvent être judicieusement incorporées, sans provoquoede contre pression à l'échappement général, ce qui n'a jamais été réalisé avec les distributeurs à tiroir. La Commande de ce distributeur peut-être électrique, électronique, hydraulique, manuelle, pneumatique, mécanique ou de toute autre manière La description de l'appareil s'accompagne des dessins ci-joint à l'appui sur lesquels la figure I représente l'appareil en demi-coupe longitudinale la figure 2 et 3 les symboles de base de l'appareil suivant les normes du Syndicat des Constructeurs de Transmissions hydrauliques et Pneumatiques (SGTHP), ces symboles ne sont nullement limitatifs, toutes les combinaisons peuvent être obtenues entre la position neutre et les positions un, deux et trois. La figure 4 représente la vue de dessus de l'appareil permettant de situer les orifices d'alimentations. L'appareil est constitué d'un corps central (I) foré de trous de manière à recevoir le piston baladeur (2), les sièges de billes et leurs joints (3) (4) les chemises de serrage (5), les billes (6), les ressorts (7) et les butées de billes (8), l'ensemble de ces éléments séparés étant de façon connu en eux-mêmes. De deux têtes à clapets, ayant chacune : un corps (9) avec joint (10) une plaque de fermeture supérieure (II) portant un levier (12) et son axe (13) ainsi que la butée réglable (14) de débit. Un piston supérieur avec joint (15) (16), un piston pilote foré (17) avec joint (18), un siège de billes (19) avec joint (20) et un bouchon inférieur (21) avec joint une bille (22) et son ressort de rappel (23). De deux pilotes à billes constitué chacun D'un corps (24) avec joint (25), de trois billes (26) (27) (28) d'un poussoir avec joint (29) (30), d'une aiguille triangulaire à champs ronds (31), d'un guide de bille (32) d'un ressort de rappel (33) d'un piston de compression de ressort (34) avec joint (35), d'un bouchon inférieur (36), d'une vis de pression (37) et d'un contre écrou de blocage (38). De deux commandes : sur le dessin, deux commandes électriques (39). FONCTIONNEMENT Ce distributeur est valable pour tous les circuits hydrauliques, dont la source de pression peut-être une pompe ou bien un accumulateur olépnemumatique ou autres. POSITION : Repos dit "Neutre". L'arrivée de pression est branchee en P, la pression s' exerce sur les billes (22) (22') et au travers des canalisations (40 (41) sur les billes (27) (27'). Ces éléments étant maintenus par leurs ressorts (23) (23') (33) (33') et la pression sur le siège il y a étanchéité. Parallelement dans le corps intermédiaire (I) les billes (6) (6') sont maintenues sur leurs sièges (3) (3') par les ressorts (7) (7'), d'ou étanchéité des circuits aet b dans le sens extérieur vers tête à clapets. D3ns les têtes a clapets, le piston pilote (17) est en position ^ te arrete par ses butées latérales (42), le piston supérieur (15) est aussi en position haute arrêté par la vis de réglage de régulation (14). Dans toute la zone supérieure(43) la pression est nulle, puisqu'en relation avec l'orifice d'échappement (T) relié au réservoir de l'installacion sans pression. POSITION I La manoeuvre de la commande (électrique dans ltexenple) agit sur le levier (12) qui lui-meme par la décomposition des bras de leviers, met en mouvement le pouvoir (29), qui par conséquence agit sur la bille (^6) qui entre en contact avec son siège (44), puis simultanément pousse l'aiguille triangulaire (31) et la bille (27). Nous sommes alors dans une configur-ltien nouvelle qui permet à la pression issue de la canalisation (41) de passer par le trou (45) et d'atteindre la chambre supérieure (43) du piston (15).Il faut signaler que la bille (26) entrant en contact avec son siège (44) a obturé l'évacuation de la chambre supérieure (43) du piston (15), la pression et le débit stetablis- sent sur la face supérieure du piston (15), qui se met en mouvement. La bille sertie sur le piston (15) entre en contact avec le piston pilote (17), qui porte lui-même un orifice d'échappement, et l'obstrue (Fermeture de l'echap- pement), puis continuant sa course, le piston supérieur met en mouvement le piston pilote (17) qui appuie sur la bille (22) et ouvre l'orifice de celle-ci. Le piston pilote (17) entre en butée avec le corps (9), à cet instant le piston supérieur (15) donne toute sa puissance pour parfaire l'étanchéité de la canalisation d'échappement (46) dans le piston pilote. I1 est certain que les éléments constitutifs pris séparément sont connus en euxmêmes, l'invention est dans la fonction globale de ces éléments. La bille (22) levée laisse passer le débit et la pression dans la canalisation (47) le fluide soulève la bille (6) qui entre en contact avec sa butée (8) en comprimant le ressort (7) puis se dirige vers le récepteur par l'orifice (b). Parallèlement dans cette phase, le fluide sous pression agit sur le piston baladeur (2) (dont les tolérances d'usinage et d'état de surface sont parfaites, qualités indispensables pour obtenir un coulissement irréprochable), qui se déplace dans le même sens que la pression et ouvre la bille (6) limité en course par la butée (8'). A cet instant l'orifice a est en relation avec le réservoir par 1V intermédiaire de la tête à clapets de gauche au repos. Le récepteur sera donc alimenté par bet mis à l'échappement par a Le fluide issu de a traverse le distribureur, il tend à soulever le piston pilote (17) qui se plaque sur ses butées latérales (42). La bille sertie dans le piston supérieur (15) de la tête de gauche est chassée vers le haut dans la limite de la position de la butée (14) règlable, d'où étranglement du fluide à l'échappement du récepteur, fonction recherchée dans 90% des cas dans les installations hydrauliques. Il va s'en dire que le fonctionnement est identique dans l'autre sens, soit mise en pression de a et échappement par (b) ) reculé. La quatrième position est obtenue en excitant les deux électro-aimants à la fois, qui n'est pas réalisable avec les distributeurs à tiroir au risque de détruire les électro-aimants. Comme précédemment les deux têtes à clapets entrent en fonction et alimentent simultanément les orifices a et b, le piston baladeur (2) prend alors un état d'équilibre et n'a plus de fonction. Tous les déplacements de fluide se font, par veine ou jet, axialement à leurs orifices de passages supprimant les contraintes radiales sur les pièces en mouvement d'où suppression du placage des éléments mobiles. POSSIBILITES D'APPLICATIONS Les cas ci-dessous ne sont nullement limitatifs. Dans les équipements sous-marins ou la production de courant électrique est restreinte, il y a lieu de choisir du matériel ayant le moins de fuite possible car cela conditionne le nombre de mises en route de la centrale hydraulique. Dans ce cas précis le distribureur a clapets permet de supprimer le nombre de mises en route des groupes en dehors des manoeuvres classiques ; d'où une autonomie de la puissance électrique considérablement augmentée. Pour toutes les centrales nucléaires, où l'ensemble des produits irradiés sont manipulés avec des équipements inox mûs par de l'eau déminéralisée sous pression. Les distributeurs à tiroir ont des régimes de fuite tels que les centrales hydrauliques doivent être considérablement surdimensionnées pour pallier ce défaut. De plus les services techniques se voient obligés d'incorporer un faible pourcentage d'huile pour obtenir un fonctionnement correct, ce qui a pour avantage de faire fonctionner les distributeurs, mais pour inconvénient majeur de brouiller l'eau des piscines d'où difficulté de manoeuvre. La présente invention construite en inox solutionne en totalité ce problème. REVENDICATION I) distributeur à clapets étanches sur Pab à l'état statique et sur PabT dans l'état dynamique. Caractérisé en ce qu'il comporte un piston supérieur I5 parfaitement aligné avec l'orifice d'échappement d'un piston pilote mobile I7 qui, lui même ouvre une clapet 22 d'orifice d'alimentation toujours en ligne avec les deux précédents pistons, et de plus chaque échappement à une régulation autonome 14. 2) Distributeur selon la revendication I caractérisé par le fait que le piston supérieur I5 porte en son point centrale bas, un grain qui est parfaitement concentrique à la géométrie extérieure du piston, et à la partie haute une butée en saillie limitant son déplacement maximum vers le haut, et un système d'étanchéité efficace I6. 3) Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que le piston pilote mobile I7 comporte un corps cylindrique avec une bague d'étanchéité I8 coulissant dans le corps 9 et une collerette d'arrêt à la partie supérieure et à la partie inférieure un axe de poussée- s' appliquant sur le clapet 22 (par exemple une bille.) Dans le corps de piston mobile à la partie supérieure, un passage de fluide rigoureusement concentrique communique avec des passages diagonaux à la partie inférieure. 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le piston pilote mobile 17 est réalisé en acier spécial a haute résistance, usiné après traitement thermique. 5) Dispositif suivant les revendications précédentes, caractérisé par le fait que le clapet d'orifice d'alimentation 22 est parfaitement en ligne avec les deux pièces précédentes I5-I7, il est maintenu--en position haute par un ressort 23 placé à l'opposé de la tige de commande du piston pilote mobile I7. 6) Dispositif suivant les revendications précédentes, caracté risé pour ce que le clapet 22 possède un siège indépendant 19 muni d'une étanchéité statique 20, ce siège a deux géométries intérieure , extérieure parfaitement concentriques précises. 7) Dispositif suivant les revendications précédentes, caracté risé par la régulation indépendante constituée par une butée cylindrique I4 filetée mobile étanche et accessible de l'extérieur à la partie supérieure du corps II de l'appareil. l'extrémité basse de la butée I4 entre en contact avec la partie haute du piston supérieur I5. 8) Suivant les revendications précédentes, la butée de régulation haute I4 est complétée par deux butées latérales 48 placées fixes dans le corps 9 limitant la course vers le haut du piston pilote mobile I7.