Brevet FR2424429A1 — publié le 19791123

La présente invention concerne un dispositif actionné pneumatiquement qui permet l'ouverture et la fermeture rapides de soupapes particulières, appelées soupapes sphériques, qui sont utilisées d'une manière générale dans les circuits à fluide. Cependant, bien qutun dispositif selon l'invention soit généralement utilisé pour la commande d'une soupape sphérique ou soupape d'étranglement et bien qu'il soit actionné généralement par un vérin à double effet mfl par de l'air comprimé, comme décrit dans ce qui va suivre, il peut aussi etre utilisé pour la commande de tout autre mécanisme nécessitant un couple de rotation ou de torsion pour sa commande. Tous les dispositifs actuellement sur le marché pour la commande pneumatique de soupapes sphériques emploient un système "à crémaillère" pour transformer le mouvement linéaire de la tige d'un vérin pneumatique en un mouvement rotatif nécessaire pour ouvrir ou fermer la soupape sphérique. L'invention vise à éliminer les inconvénients évidents représentés par le grand encombrement et la lenteur de réponse de ces dispositifs connus grâce au remplacement du système à crémaillère par un système nouveau. Selon l'invention, un dispositif pour la commande d'une soupape ou d'un autre organe de distribution de fluide est essentiellement caractérisé en ce qu'il transforme un mouvement linéaire alternatif imprimé à son élément d'entrée en un mouvement rotatif de son élément de sortie, lequel est capable de commander un mécanisme commandé par rotation ou torsion. Un dispositif selon l'invention comprend un corps cylindrique creux, sur une extrémité duquel est fixé un petit vérin à double effet dont la tige de piston fait saillie dans le corps du dispositif, l'autre extrémité du corps étant fixée sur la soupape sphérique à commander. Dans ce corps cylindrique fixe est disposé rotatif un deuxième cylindre creux, lequel possède en bas un fond solidarisé avec un axe de commande ou un autre élément de commande rotatif faisant saillie de la soupape sphérique. Le deuxième cylindre ou cylindre intérieur forme ainsi un prolongement de l'axe de commande de la soupape, prolongement par lequel le mouvement rotatif nécessaire pour la commande de la soupape peut être transmis plus facilement à celle-ci.Pour animer le cylindre intérieur - formant l'élément de sortie du dispositif - d'une rotation à partir du mouvement rectiligne de la tige du vérin, le corps ou cylindre extérieur présente deux fentes verticales suivant des génératrices diamétralement opposées, le cylindre intérieur présente deux fentes à peu pres hélicotdales diamétralement opposées et "croisées" et une cheville transversale solidarisée en son milieu avec la tige de piston du vérin traverse les deux fentes hélicotdales et les deux fentes verticales. La cheville - qui relie donc les deux cylindres - porte des douilles qui peuvent tourner autour d'elle etqui roulent chacune dans l'une des quatre fentes pour diminuer le frot tement et 17usurpe.Le mouvement rectiligne d abaissement ou de soulèvement qu'imprime la tige de piston du vérin à la cheville transversale produit donc une rotation dans un sens ou l'autre du cylindre intérieur, dont les deux fentes hélicotdales sont traversées par la cheville, celle-ci étant empochée de tourner du fait qu'elle est maintenue aussi dans les deux fentes verticales du cylindre extérieur fixe. La rotation du cylindre intérieur produit également celle de l'élément de commande de la soupape sphérique. La soupape est fermée ou ouverte suivant le sens dans lequel est tourné le cylindre intérieur, dépendant lui-mEme du pas (à gauche ou à droite) des fentes hélicoidales et du sens (vers le haut ou vers le bas) du mouvement de la tige de piston du vérin. Suivant le branchement des arrivées d'air comprimé sur le vérin, l'extension de sa tige de piston peut donc produire, soit l'ouverture, soit la fermeture de la soupape. I1 est possible aussi d'utiliser un vérin à simple effet àrappeî par ressort à la place d'un vérin à double effet. Un système manuel est prévu pour commander la soupape en cas de défaillance du petit vérin pneumatique (ou hydraulique) à double ou simple effet. Ce système comprend simplement deux boutons portés par les 5 extrémités de la cheville et situés ou faisant saillie à l'extérieur. Le relevage ou l'abaissement de la cheville transversale dans les fentes verticales du cylindre extérieur fait tourner le cylindre intérieur et avec lui 1'axe de commande de la soupape sphérique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'une exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels - la figure I est une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention à l'état assemblé et monté, prêt à fonctionner, le dispositif étant fixé sur une soupape sphérique et étant lui-mEme surmonté d'un petit vérin pneumatique à double effet et - la figure 2 est une vue en perspective éclatée de l'ensemble représenté sur la figure 1. Sur les figures, 1 désigne le vérin pneumatique d1action- nement, 2 le corps (cylindre extérieur) du dispositif selon l'invention et 3 la soupape sphérique commandée, elle-même montée dans un circuit hydraulique. Sur la figure 2, 4 désigne une arrivée d'air comprimé et 5 la tige de piston - effectuant un mouvement linéaire alternatif - de ce vérin. La petite cheville transversale 6 est montée sur l'extrémité inférieure de la tige 5 par l'intermédiaire d'une pièce filetée 7, elle est entourée de quatre douilles rotatives 8 roulant dans les fentes des cylindres et elle porte en outre des rondelles-ressorts 9 intermédiaires et, aux deux bouts, deux boutons 10 d'actionnement manuel qui dépassent à l'extérieur du corps ou cylindre extérieur 2.L'écrou ll représenté sous la pièce 7 est un écrou auto-bloquant qui sert à la fixation du cylindre intérieur creux 12 sur l'axe de commande fileté 13 de la soupape sphérique 3 en coopération avec un écrou 15 porté par cet axe et s'embottant dans un évidement de forme correspondante du fond 14 du cylindre intérieur 12. Les fentes hélicotdales diamétralement opposées et "croisées" du cylindre intérieur sont désignées par 16 et les fentes verticales diamétralement opposées du cylindre extérieur 2 par 17. Le dispositif selon l'invention est fixé sur le corps de la soupape 3 au moyen de deux vis de blocage 18 qui traversent l'extrémité inférieure du corps 2, tandis que l'extrémité supérieure de ce dernier est vissée sur un filetage 20 en bas du cylindre du vérin 1. L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée et l'homme de l'art pourra y apporter de nombreuses modifications sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la commande d'une soupape ou dsun autre organe de distribution de fluide, caractérisé en ce qulil transforme un mouvement linéaire alternatif imprimé à son élément d'entrée en un mouvement rotatif de son élément de sortie, lequel est capable de commander un mécanisme commandé par rotation ou torsion. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre extérieur creux présentant des fentes verticales opposées et aux extrémités duquel sont fixés les parties ou carters extérieurs d'un dispositif d'actionnement et d'un dispositif commandé 3.Dispositif selon la revendication 1 cu 2, caractérisé en ce que le cylindre extérieur est fixe et contient un deuxième cylindre, qui est également creux mais qui peut tourner, présentant des fentes S peu près hélicotdales opposées et un fond pourvu d'un évidement non circulaire dans lequel s'ajuste un élément de commande rotatif d'une soupape sphérique, le deuxième cylindre étant ainsi couplé en rotation avec cet élément de commande, la fixation du deuxième cylindre sur cet élément etant complété par un écrou. 4. Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 prises ensemble, caractérisé en ce que le cylindre extérieur fixe est relié au cylindre intérieur rotatif par une cheville transversale fixée en son milieu sur l'extrémité - faisant saillie dans ledit corps cylindrique creux - de la tige de piston d'un vérin formant le dispositif d'actinnnement, les parties extrêmes de la cheville transversale étant entoures de douilles rotatives pouvant rouler dans les fentes verticales du cylindre extérieur et dans les fentes hélicotdales du cylindre intérieur. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il peut etre actionné manuellement par des boutons portés par les extrémités de la cheville transversale et faisant saillie à l'extérieur du cylindre extérieur. 6. Dispositif selon llune quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif d'actionnement est un vérin pneumatique à double effet qui peut être raccordé à l'arrivée dtair comprimé et monté de manière que l'extension de sa tige de piston provoque, soit llouverture, soit la fermeture d'une soupape formant le dispositif commandé. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif d'actionnement est un vérin pneumatique à simple effet à rappel par ressort. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qutil est appliqué à la commande d'un mécanisme à commande par rotation ou torsion ne faisant pas partie d'une soupape ou d'un autre organe de distribution de fluide.