Brevet FR2370319A1 — publié le 19780602

L'invention due à la collaboration de Monsieur Jean-Françoîs LORIOT concerne une soupape régulatrice de débit qui comprend un étranglement de section constante interposé sur un parcours de circulation de fluide, un piston d1étranglement mobile disposé sur ledit parcours, l'une des faces de ce piston étant soumise à l'effort d'un ressort et l'autre face de ce piston étant reliée à un orifice de décharge, Une telle soupape normalement fermée est destinée à maintenir constant le débit du fluide sous pression qui s1 écoule d'une source de fluide vers un dispositif d'utilisation ou de cette der niere vers un réservoir Ainsi lorsque le fluide s'écoule au travers de la soupape le piston comprime le ressort en découvrant une section de passage, et un excès de débit communique avec la face du piston soumise à lZef- fort du ressort pour y exercer un effort de pression dans le sens de l'étranglement de cette section de passage Dans ce type de soupape il importe d'insensibiliser le piston aux variations brutales de la pression de sortie, ce qui ne peut être obtenu simplement du fait que lteffort de la pression de sortie s'exerce en totalité sur l'une des faces du piston0 Selon l'invention ce problème est résolu par le fait que l'orifice de sortie de la soupape possède un canal de commande qui débouche dans le cylindre d'un clapet de décharge constitué par un piston auxiliaire dont l'une des faces est soumise à la fois à l'effort d'un ressort auxiliaire et à la force résultant de la priez sion de sortie de la soupape et dont l'autre face est soumise à la pression de commande des déplacements du piston de soupape dans le sens de son ouverture. La soupape ainsi réalisée est destinée à la commande des vérins de manoeuvre et elle peut être montée dans un circuit comportant une pompe à débit variable, une valve à tiroir de commande directionnelle et un vérin à double effet Ces modes d'emploi incluent le montage de la soupape sur la ligne d'entrée ou sur la ligne de sortie du vérin. Lorsque la soupape est montée sur la ligne d'entrée du vérin le débit à travers la soupape est transmis au piston du vérin pour réguler-sa vitesse de courseo lorsque la soupape est montée sur la ligne de sortie du vérin elle contrôle le débit de sortie du cylindre du vérin et par voie de conséquence régule la vitesse de course du piston du vérin, De cette façon il est possible de faire fonctionner la soupape pour obtenir un écoulement à débit constant en utilisant une partie du débit d'entrée pour piloter la soupape0 La description qui va suivre se rapporteà deux exemples de réalisation de la soupape en référence au dessin annexé dans lequel: La figure 1 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation de la soupape et son mode de branchement. La figure 2 est une vue en coupe d'une variante de réalisation de la soupape et son mode de branchement a La soupape régulatrice de débit représentée à la figure comprend un corps 1 dans lequel est ménagé un alésage borgne 2 qui est fermé par un couvercle 3. Dans l'alésage 2 coulisse de manière étanche un piston principal réalisé sous forme d'un tiroir de distribution 4. le tiroir 4 est traversé par un passage d'étranglement 5 et porte un canal de liaison 6 et deux gorges annulaires 7,8 par une portée 31 formant surface d'étanchéité. axialement espacées.Un trou borgne 9 débouchant sur l'une des faces du tiroir contient un ressort 10 gui prend appui sur le fond du trou 9 et sur le couvercle 3. Le canal de liaison 6 débouche dans le trou 9 et dans la gorge 8. le corps 1 possède par ailleurs un orifice d'entrée 11 et un orifice de sortie 12 et un orifice de fuite 13. L'orifice d'entrée 11 qui est réalisé sous la forme d'un trou borgne qui débouche dans la gorge 7 du tiroir 4. L'orifice de sortie 12 débouche dans la gorge 8 du tiroir 4 au travers d'un passage étranglé 140 Un canal de commande 15 débouche respectivement dans ltori- fice de sortie 12 et dans le cylindre 16 d'un clapet de décharge à course très faible formant piston 17. Une face du piston 17 est soumise à l'action d'un ressort 18 auxiliaire à force sensiblement constante dans le sens de llobturation de l'orifice de fuite 13 relié au réservoir R. Les faces extrèmes 19, 20 du piston principal délimitent par ailleurs avec l'alésage 2 des chambres de fluide 21, 22. Dans la chambre de travail 21 débouche le passage d'étranglement 5 et un canal de liaison 23 du cylindre 16 du clapet 17. Le passage d'étranglement 5 débouche par ailleurs dans l'orifice d'entrée 11. La chambre 22 est enfin en communication par le trou 9 et le canal de liaison 6 avec la gorge 8 et le passage étranglé 14. Selon la variante représentée à la figure 2 le passage d'étan- glement du piston principal 204 a été supprimé et usiné directement dans le corps 201 de manière à déboucher dans le cylindre 216 du clapet de décharge 217. Un distributeur auxiliaire comprend un tiroir 226 qui obture normalement sous-l'action d'un ressort225, le parcours de fluide qui relie le passage d'étranglement 228 au cylindre 216 du clapet de décharge 217. Le tiroir 226 délimite avec son cylindre deux chambres 240 et 241. La chambre 240 qui contient le ressort 225 est reliée au moyen d'un canal 224 à étranglement 242 à 11 orifice de fuite 213.La chambre 241 est reliée au moyen d'un canal 227 à l'orifice d'entrée 211. Ce distributeur permet de supprimer la fuite de fluide par l'orifice 213 lorsque la pression dans l'orifice d'entrée s'annule du fait de la mise au réservoir de l'orifice de sortie 212. A ce moment la pression dans la chambre 241 s'annule et le tiroir 226 obture le parcours de fluide vers l'orifice de fuite. Les autres éléments de la soupape sont identiques à ceux de la figure 1 et portent les repères correspondant à ceux de la figure 1 numérotés à partir de 200. La soupape de la figure 1 est montée sur la ligne d'entrée du vérin à double effet -100 alimenté à partir d'une pompe 101 au travers d'un distributeur 102. La soupape de la figure 2 est montée sur la ligne de sortie du vérin et elle reçoit une pression de commande en sortie du dis tributeurO A cet effet la ligne d'entrée du vérin alimente uniquement le passage d'étranglement 228 et par voie de conséquence la chambre 221 de la soupape délimitée par le piston 204 et l'alésage 202. a ligne d'entrée du vérin aboutit dar un orifice d'entrée 230 de la sounate. -- -- - - - Lorsqu'aucun fluide sous pression ne s'écoule vers le verin à double effet et que par conséquent la soupape est en position de repos, le ressort 10 tend à appliquer le piston principal 4 vers le fond de la chambre de travail 21 à l'encontre de la force de pression exercée dans la chambre 21. Dans le cas de la figure 1 les équations d'équilibre du tiroir 4 et du clapet de décharge s'écrivent F 10 = P21 x 19 soit P21 = F10 (1) A19 F 18 + P12 x A17 = P21 x A17 (2) dans ces relations Fi sont les efforts exercés par les ressorts correspondants à l'indice i, Âj sont les aires des surfaces de commande des pistons, Pk sont les pression dans les orifices d'indice X. Compte tenu des passages d'étranglement 5 et 14 on peut écrire P11 = P21 + P5 (3) P11 = P12 + P14 (4) des relations (1), (3), (4) on déduit que 212 = F10 + P5 A1 q c'est à dire que la pression dans l'orifice de sortie 12 est indépendante de la valeur de la pression dans l'orifice d'entrée 11. De même dans le cas de la figure 2 on peut écrire P221 = P210 (1')* A219 F218 + P212 x A217 = P221 x A217 ou F212 = P221 - F218 (2') A217 P221 + P2ZG = Pe (3') où Pe est la pression d'alimentation du vérin. 2211 = P212 + P214- des relations 2', 3' on déduit P212 ~ Pe - P228 - F218 A217 on voit donc que la pression dans l'orifice de sortie 212 est indéi pendante de la valeur de la pression dans l'orifice d'entrée 211. De ce qui vient d'entre expliqué ci-dessus on conçoit que le piston principal 4 ou 204 se déplacera vers la droite du dessin sous l'action de la force de pression qui s'exerce dans la chambre de travail 21 ou 221 c'est à dire dans le sens de l'ouverture du parcours de circulation du fluide allant de l'orifice d'entrée vers l'orifice de sortie0 lorsque la pression dans la chambre de travail atteint une certaine valeur, le clapet de décharge 17 ou 217 se déplacera en comprimant le ressort 18 ou 218 et la réduction de pression dans la chambre 21 ou 221 qui s'ensuit se traduit par la fermeture de ltécour lement du fluide entre les orifices 11 et 12. Lorsque la pression dans l'orifice de sortie augmente consécutivement au travail du vérin, la pression dans l'orifice de sortie 12 ou 212 tend à augmenter et se transmet au clapet de décharge 17 ou 217 et au passage étranglé 14 ou 214. Cet accroissement de pression est transmis par le canal de liaison 6 ou 206 dans la chambre 22 ou 222 et tend à étrangler de nouveau le passage de fluide entre les orifices d'entrée et de sortie de la soupape Bien entendu, de ce-qui vient d'être dit dans la description et dans le fonctionnement, on conçoit que la soupape pourrait être modifiée dars ses détails, ou complétée par tout organe accessoire utile, sans sortir pour autant du cadre de l'invention. - REVENDICATIONS 10) Soupape régulatrice de débit qui comprend un étrangle ment de section constante interposé sur un parcours de circulation de fluide, un piston principal d'étranglement mobile,disposé sur ledit parcours, l'une des faces de ce piston étant soumise à l1effort d'un ressort et l'autre face du piston étant reliée à un orifice de décharge, caractérisée par le fait que l'orifice de sortie (12, 212) possède un canal de commande (15, 215) qui débouche dans le cylindre (16, 216) d'un clapet de décharge (17, 217) constitué par un piston auxiliaire dont l'une des faces est soumise à la fois à l'effort d'unssort auxiliaire (18, 118) à effort sensiblement constant et à la force résultant de la pression de sortie de la soupape et dont l'autre face est soumise à la pression de commande des déplacements du piston principal de la soupape dans le sens de l'ouverture du parcours de circulation 20) Soupape selon revendication 1 caractériseepar le fait que le cylindre (16, 216) du clapet de décharge est mis en communication par un canal de liaison (23, 223) avec la chambre de travail (21, 221) et de commande des déplacements du piston principal (4,204) dans le sens de l'ouverture du parcours de circulation. 90) Soupape selon la revendication 2 caractérisée par le fait que la chambre de travail (21, 221) et de commande des déplacements du piston principal est reliée par un passage d'étranglement (5, 205) à l'orifice d'entrée (11, 230) de la soupape. 40) Soupape selon la revnndication 3 caractérisée par le fait que l'orifice d'entrée il de la soupape est disposé sur le parcours de circulation du fluide vers l'orifice de sortie 12 au travers d'un passage étranglé 14. 50) Soupape selon la revendication 3 ou 4 caractérisé par le fait que l'orifice d'entrée (230) de la soupape débouche dans le cylindre (216) du clapet de décharge au travers d'un canal dlétrangle- ment (205) et d'un distributeur auxiliaire à tiroir 2260 60) Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée par le fait que l'orifice d'entrée (11, 211) de- la soupape est constitué par un trou borgne qui débouche dans l'une des gorges (7, 207) du piston principal, cette dernière étant séparée dlune autre gorge (8, 208)au moyen d'une portée (31, 231) de la surface d'étanchéité entre (12,2122,