Brevet FR2429952A1 — publié le 19800125

L'invention se rapporte à une valve d'alimentation en gaz comprimé puis de vidange ultérieure brutale d'une capacité. Du fait de la décharge violente qu'elle procure, une telle valve trouve de nombreuses applications telles que a) la propulsion dans un conduit d'un corps solide ou d'une certaine quantité de liquide ( brevet US 3.169.676) b) le contrôle de l'admission des gaz pour le démarrage d'un groupe moto-compresseur à piston libre ( brevet US. 2.441. 186 ) c) l'amélioration de l'écoulement d'un produit en sortie d'un silo ou d'une trémie, notamment par élimination des paquets stagnants dans des angles et par destructions, tant de la couche colmatant les parois, que du pont ou de la volte for mée par le produit ( brevet US. 3.788.527). La présente invention se rapporte plus particulièrement, mais non exclusivement à cette dernière application. Une telle valve, quelquefois dénommée canon à air, comprend une chambre pourvue d'un orifice de remplissage et d'un orifice de communication avec la capacité, le tout présentant en outre un parcours de décharge vers l'installation à laquelle la valve s'applique. Dans la chambre d'alimentation, est logé un piston libre subissant, dans une direction, une poussée due à l'action d'une pression, et notamment de celle du gaz introduit dans la chambre en vue du remplissage de la capacité. Pour contrôler la circulation du gaz dans le parcours de décharge, celui-ci passe par un siège coopérant avec l'organe d'obturation que porte ou réalise directement le piston et dont la mise en place est assurée par la susdite pression poussant le piston. Dès que dans la chambre, cette pression est relâchée, la pression du gaz présent dans la capacité, agissant sur le piston dans une direction opposée à celle de la poussée précitée, fait revenir d'un coup sec ce piston qui donc ouvre alors violemment 3a- turbulure de décharge et ce jusqu'à un nouveau remplissage. Dans le but de relâcher ladite pression d'alimentation, ltori- fice de remplissage est généralement relié à la source du gaz sous pression par l'intermédiaire d'un distributeur à plusieurs voies permettant notamment et à volonté, soit de fermer, soit de raccorder cet orifice et ce, aussi bien à la source qu'à l'air libre. Kalheureusement, les réalisations connues à ce jour sont complexes, donc très conteuses, et, par ailleurs, elles présentent un inconvénient majeur qui résulte de leur conception même, lequel inconvénient réside dans la perte de charge du gaz qui, lors de la décharge, doit franchir un siège d'obturateur de section relativement faiblie. Le gaz met alors un temps assez long pour s'écouler, ce qui réduit donc considérablement la soudaineté de la décharge. Bi résultat que l'invention vise à obtenir est une telle valve qui permette de décharger une grande quantité de gaz en un temps extremement bref. Est également un résultat visé, une telle valve, qui, au niveau de la fabrication et du fonctionnement, est d'une grande simplicité. C'est pourquoi, l'invention a pour objet une valve du type précité notamment caractérisé en ce qu'y compris au travers du siège, le parcours de décharge du gaz garde une section pratiquement constante. L'invention sera bien comprise à l'aide de la descriEbion ciaprès faite, à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement et vue en coupe, la valve selon l'invention. Cette valve comprend une chambre 1 pourvue d'un orifice de remplissage 2 et d'un orifice de communication 3 avec une capacité 4. L'ensemble comporte en outre, en deux tronçons 5 et 6, un parcours de décharge vers 1' installation 7 à laquelle la valve s' ap- Plique Dans la chambre 1, est logé un piston libre 8 subissant, dans le sens de la flèche F, une poussée due à l'action de la pression du gaz introduit dans la chambre 1 en vue du remplissage de la capa cit6 4. Pour contrtler la circulation du gaz dans le parcours de décharge 5, 6, celui-ci passe par un siège 9 coopérant avec l'organe d'obturation réalisé directement par le piston 8. Le tronçon 5 du parcours s ' étend de la capacité au siège, alors que le tronçon 6 s'étend du siège à l'installation 7 et forme la tubulure de décharge proprement dite. La mise en place de l'obturateur est assurée automatiquement par la susdite pression poussant le piston 8. Dès que dans la chambre 1 la pression d'alimentation est relâchée, la pression du gaz présent dans la capacité agissant égale lement sur le piston 8, mais dans le sens opposé à la flèche F, fait revenir, d'un coup sec, ce piston qui ouvre alors violemment le siège 9 de la tubulure de décharge 6. Dans le but de relâcher ladite pression d'alimentation, ltori- fice de remplissage 2 est relié à une source 10 du gaz sous pression, grâce à une conduite en deux tronçons 1i,12 passant par une vanne à trois voies 13 permettant de fermer ou de raccorder cet orifice 2 et ce aussi bien à la source 10 qu'à l'air libre. De manière remarauable, la chambre 1 est formée par le logement réservé à l'arrière du piston 8, dans un cylindre 14, ayant une longueur au moins égale au double du diamètre du parcours de décharge, dont l'extrémité arrière présente un fond 15 percé par l'orifice d'alimentation 2 et dont l'autre extrémité présente, d'une part, une bride 16 de raccordement direct dans le prolongement du tronçon tubulaire 5 s'étendant du siège 9 b la capacité de stockage 4 et, d'autre part, une butée 17 limitant vers l'avant le déplacement du piston 8. Le tronçon 6, dit tubulure de décharge, est piqué radialement vers l'avant du cylindre, de manière à ce que l'orifice 9 de raccordement du cylindre 14 et du tronçon 6 soit obturé par le piston 8 lorsque celui-ci est à l'avant, mais soit largement ouvert lorsque le piston 8 est à l'arrière. L'orifice 9 réalise alors directement le siège de l'obturateur que forme le piston 8. Le piston assure donc l'étanchéité d'une part, entre le tronçon 6 et l'avant et l'arrière du cylindre, lors de l'obturation, et, d'autre part, entre les tronçons 5,6 et la chambre d'alimentation pendant la décharge ; pour améliorer cette étanchéité, le piston 8 peut avantageusement porter des joints toriques 18, 19. Selon une caractéristique essentielle de lnwentlon, au travers du tronçon 5 de l'entrée du cylindre 14, du siège 9 de l'ob- turateur et du tronçon 6, le parcours de décharge du gaz comprimé a une section pratiquement constante. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'orifice 3 de communication entre la chambre 1 et la capacité 4 consiste en un simple perçage 3 traversant le piston 8 d'arrière entrant, De préférence, ce perçage se situe exactement dans l'axe du piston. il est nécessaire que, dès le début de l'alimentation de la chambre 1, le piston soit bien chassé vers l'avant pour obturer le siège 9 de la tubulure 6 de décharge avant que le gaz puisse passer par le perçage 3 ; en effet, si le siège 9 n'était pas obturé préalablement, le gaz s'échapperait régulièrement vers l'installation 7 au lieu d'être stocké en vue d'être ultérieurement et soudainement déchargé dans cette installation. C'est pourquoi, le fond 15 du cylindre présente, dans l'axe du perçage 3, un doigt fixe 20 sur lequel vient s'enfiler le piston 8 dès que celui-ci n'est pas tout à fait à l'avant du cylindre 14 et donc pas tout à fait en position d'obturation du siège 9. On a vu plus haut que le retour du piston était brutal lorsque, par action de la vanne à trois voies 13, la chambre d'alimentation 1 est mise à l'air libre. Aussi,presque instantanément, le passage 9 est bouché par le doigt 20, et pratiquement tout l'air stocké passera donc par le tronçon 6. Afin de rendre instantannée la fermeture du perçage 9, la face avant du piston 8 peut avantageusement porter un système antiretour tel un clapet à battant 21. Etant donné la brutalité du retour du piston, afin d'éviter une détérioration du fond 15, le choc est amorti par une rondelle 22 en matériau compressible qui, de préférence, réalise en mdme temps le joint entre le cylindre 14 et le fond 15. REVENDICATIONS 1. Valve d'alimentation en gaz comprimé d'une capacité puis de vidange ulterieure brutale de celle-ci, laquelle valve comprend - une chambre pourvue d'un orifice de remplissage et d'un ori fice de communication avec la capacité, le tout comportant en outre, un parcours de décharge vers l'installation à la quelle la valve s'applique, - un piston libre, logé dans la chambre, subissant dans un sens une poussée due à l'action de la pression du gaz introduit dans la chambre en vue du remplissage de la capacité et, dans le sens opposé une poussée due à la pression du gaz présent dans cette capacité, - un siège coopérant avec l'obturateur que réalise le piston pour, d'une part, délimiter dans le parcours de décharge, deux tronçons dont le premier s' étend de la capacité jusqu' au siège et le second du siège jusqu'à l'installation à la quelle la valve s'applique et, d'autre part, contraler le passage des gaz vers le second tronçon, - un distributeur à plusieurs voies permettant à volonté de fermer et de raccorder l'orifice d'alimentation à une source de gaz comprimé et à l'air libre, cette valve étant c a r a c t é r i s é e en ce qu'au travers du premier tronçon, du siège et du deuxième tronçon, le parcours de décharge du gaz garde une section pratiquement constante 2.Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre est formée par le logement réservé à l'arrière du piston dans un cylindre ayant une longueur au moins égale au double du diamètre du parcours de décharge, dont l'extrémité arrière présente un fgnaperce de l'orifice d'alirnèntation. alors cue résentant une butée limitant le déplacement vers l'avant duz piston, ltextré- mité avant estraccordée à la capacité par l'intermédiaire du premier tronçon du parcours de décharge, lequel premier tronçon est situé dans le prolongement axial du cylindre. 3. Valve selon la revendication 2 caractérisée en ce que le deuxième tronçon du parcours de décharge est une tubulure piquée radialement à l'avant du cylindre, de manière à ce que l'orifice de raccordement soit obturé par le piston, lorsque celui-ci est à l'avant et soit largement ouvert lorsque ce -piston est à l'arrière, afin que cet orifice réalise directement le siège de l'obturateur que réalise quant à lui le piston. 4. Valve selon l'une quelconque des revendications 1 à ), caractérisée en ce que l'orifice de communication entre la chambre et la capacité est un simple perçage traversant le piston d'avant en arrière et en ce que le fond du cylindre présente dans l'axe du perçage un doigt fixe sur lequel le piston vient s'enfiler et donc obturer ledit perçage dès que le piston n'est plus tout à fait à l'avant du cylindre. 5. Valve selon la revendication 4 caractérisée en ce que la face avant du piston 8 porte un clapet à battant évitant tout retour de gaz vers la chambre.