Brevet FR2432125A1 — publié le 19800222

La présente invention concerne un dispositif électroinverseur pour circuit pneumatique, dispositif du type comportant une chambre d'inverseur présentant au moins un orifice de sortie susceptible d'être raccordé à un circuit d'utilisation, un dispositif à clapets associé à la chambre d'inverseur pour mettre celle-ci en communication alternativement avec une première et une seconde source de pressions différentes, et un électroaimant pour commander le fonctionnement du dispositif à clapets en fonction d'impulsions électriques délivrées par un circuit électrique de commande. Un domaine d'application plus particulièrement-visé par la présente invention est celui des installations de traite automatiques, la première et la seconde source de pression étant l'atmosphère et une source de vide Dans un dispositif électro-inverseur connu utilisé dans ce domaine, la bobine et le circuit magnétique de l'électro aimant sont solidaires du dispositif à clapets. Le déplacement de cet ensemble est commandé en faisant communiquer une chambre de commande, située sous la chambre dlinverseur et distincte de celle-ci, alternativement avec l'atmosphère et la source de vide. Pour ce faire, un organe mobile, dont le déplacement est commandé par l'électroaimant, est monté dans la chambre de commande entre deux buses communiquant avec l'atmosphère et avec la source de vide. Un tel dispositif électro-inverseur connu présente plusieurs inconvénients. En premier, il n'y a pas coïncidence entre les impul sions électriques du circuit de commande et les pulsations dans le circuit d'utilisation, ce qui empêche d'ajuster précisément les durées respectives de mise sous vide et de mise à l'atmosphère dans ce circuit d'utilisation. En second, la masse des pièces en mouvement est relativement importante et conduit à des efforts de percussion élevés du dispositif à clapets sur les portées correspondantes La répétition à une cadence élevée de ces contraintes mécaniques est cause d'une usure rapide. En outre, le bruit de ces percussions est relativement fort, ce qui engendre une gêne non négligeable lorsque de nombreux électro-inverseurs fonctionnent simultanément. La présente invention a pour but de fournir un dispositif électro-inverseur ne présentant pas les inconvénients mentionnés ci-avant, c'est-à-dire un dispositif électroinverseur qui permet d'engendrer des pulsations avec une période pouvant être ajustée avec précision, et qui présente un minimum de pièces en mouvement. Ce but est atteint par un dispositif électro-inverseur du type défini en tête de la présente description et dans lequel, conformément à l'invention, le dispositif à clapets est so- lidaire d'une pièce qui est mobile à l'intérieur d'un logement situé d'un côté d'une extrémité de l'électroaimant fixe, et qui porte une cloison étanche s'étendant transversalement dans ledit logement et le partageant en une première chambre communiquant avec la première source et une seconde chambre communiquant avec la seconde source, l'ensemble mobile comportant ladite pièce et le dispositif à clapets se déplaçant entre une première position dans laquelle il est amené et maintenu par les forces électromagnétiques engendrées par l'électroaimant et une seconde position dans laquelle il est maintenu au moins en partie par la différence des pressions régnant dans les première et seconde chambres. Ainsi, le dispositif à clapets est amené dans une première position dès l'application d'une impulsion d'excitation de'l'électroaimant et retourne dans une seconde position dès que cette impulsion cesse, les pulsations dans le circuit d'utilisation se produisant alors en coïncidence avec les impulsions du circuit électrique de commande. En outre, la masse et, par là-même, l'inertie des pièces en mouvement sont minimales d'où réduction des contraintes et du bruit lors des venues des clapets contre leurs portées respectives. Selon une particularité du dispositif conforme à l'invention, l'ensemble mobile comprenant la pièce mobile et le dispositif à clapets est soumis à l'action d'un ressort de rappel'qui tend à le ramener dans sa seconde position. Avantageusement, l'électroaimant fixe, la pièce mobile dans ledit logement, et le dispositif à clapets associé à la chambre d'inverseur sont disposés l'un au-dessus de l'autre le long d'un même axe vertical. On évite ainsi tout contact des organes électriques avec un liquide, tel que du lait ou un mélange acide de nettoyage, pénétrant accidentellement dans le circuit d'alimentation et la chambre d'inverseur. Selon une autre particularité du dispositif conforme à l'invention, ladite cloison étanche est une tête de piston coulissant de façon étanche dans ledit logement. A titre de variante, cette cloison étanche pourra être constituée par une membrane souple fixée à la pièce mobile et à la paroi du logement. D'autres particularités et avantages du dispositif électro-inverseur conforme à l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins joints qui illustrent - figure 1 : une vue schématique d'un générateur de pulsations à plusieurs voies, pour une installation de traite automatique, utilisant des dispositifs électro-inverseurs conformes à l'invention - figure 2 : une vue en élévation avec arrachement partiel d'un mode de réalisation d'un dispositif électroinverseur conforme à l'invention - figure 3 : une vue en élévation et en coupe suivant la ligne-III-III de la figure 2 - figure 4 : une vue schématique du montage dans un corps d'assemblage de dispositifs tels que celui représenté par les figures 2 et 3 - figures 5A à 5D : quatre vues schématiques des effets des pulsations sur un trayon - figures 6 et 7 : deux vues partielles en élévation et en coupe de variantes de réalisation d'un électro-inverseur conforme à l'invention ; et - figure 8 : une vue en élévation et en coupe d'un autre mode de réalisation d'un dispositif électro-inverseur conforme à l'invention. Sur la figure 1, les références laet lb désignent deux dispositifs électro-inverseurs montés dans un corps d'assem blage 2. Les électro-inverseurs sont commandés par des impulsion électriques respectivement la, Ib, de même fréquences et durées, mais décalées dans le temps. Ces impulsions sont fournies par un générateur de commande 3 muni d'un organe de réglage de la fréquence des impulsions. Une conduite 4 relie le corps d'assemblage à une source de vide (non représentée), tandis que des conduites d'utilisation 5a, 5b avec des dérivations 6a, 6b relient les sorties des électro-inverseurs à des gobelets trayeurs 7 (un seul est représenté sur la figure 1). Chacun de ces gobelets est constitué, comme connu en soi, d'un tube rigide 8 entourant un manchon souple 9 enfilé sur le trayon T d'un animal à traire. Les pulsations Pa, Pb, produites dans les conduites Sa, 5b, en réponse aux impulsions Ia, Ib, sont appliquées dans l'espace entre les tubes rigides externes 8 et les manchons souples 9 des gobelets trayeurs. Le lait est recueilli dans des conduites collectrices reliées aux manchons 9. A titre indicatif, les durées et fréquences des impulsions la, lb sont choisies pour que la période T des pulsations Pa, Pb soit d'environ 0,5-à 15, avec un rapport de 1 à 3, entre la durée To de mise sous vide et la durée T1 de mise à la pression atmosphérique. Le niveau de vide régnant dans la conduite 4 est, par exemple, de 32 à 38 cm de mercure. Les formes d'onde des impulsions la, lb et des pulsations Pa, Pb sont représentées sur la figure 1. L'alternance entre les impulsions Ia, lb a pour but de limiter les fluctuations du niveau de vide. En effet, une installation complète de traite automatique comporte plusieurs dizaines de gobelets trayeurs, ce qui représente, avec les canalisations et raccordements, un volume important à mettre sous vide à chaque pulsation. La présente invention concerne plus particulièrement le dispositif électro-inverseur la ou lb, et un mode particulier de réalisation de ce dispositif sera maintenant décrit plus en détail en référence aux figures 2 à 4. L'électro-inverseur illustré par les figures 2 et 3 comporte, à sa partie supérieure, un électroaimant 11 constitué par une bobine 12 enroulée sur une armature 13 qui entoure un noyau magnétique 14 et est fixée à l'intérieur d'un pot de bobine 15 cylindrique. Les conducteurs 12a d'alimentation de la bobine 12 passent dans une traversée étanche à la partie supérieure du pot 15. Le pot 15 est ajusté sur une bague annulaire coaxiale 16 qui repose sur un corps d'inverseur 17. La partie supérieure annulaire 17a du corps 17 délimite, avec la bague 16, un logement cylindrique 18, de même axe que la bobine 12, et situé sous l'extrémité inférieure de l'elec- troaimant 11, dans le prolongement axial de celui-ci. A l'intérieur du logement 18 coulisse un piston 19 dont la tête comprend une bague 20,présentant un logement périphérique pour un joint torique d'étanchéité 20a, et un disque 21 en matériau magnétique. La bague 20 et le disque 21 sont assemblés sur une tige de piston 22 au moyen d'une bague filetée 23. Le piston 19 partage le logement 18 en une chambre su périeure 24, qui est située immédiatement sous l'électroaimant 1] et qui communique avec l'extérieur par une ouverture 25 formée dans le pot 15, et une chambre inférieure 26 qui communique par un passage latéral 27 (figure 3) avec une conduite reliée à une source de vide (non représentée). La chambre 26 communique, par un passage axial 28, avec une chambre d'inverseur 29 formée dans la partie inférieure 17b, ouverte vers le bas, du corps inverseur 17. Un clapet à double action 24, ou double clapet, est fixé sur la tige de piston 22. Le clapet 24 est mobile entre une position supérieure, pour laquelle son bord supérieur 24a, formant clapet, vient en appui sur une portée 28a formée le long du bord du passage 28 pour obturer ce dernier, et une position inférieure (figure 2) pour laquelle son bord inférieur 24b, formant clapet, vient en appui sur une portée 30a formée le long du bord d'un passage axial 30 prévu dans un flasque 31 sur lequel le corps 17 est ajuste. Les passages 30 et 28 se font face. L'ensemble mobile constitué par le piston 19, la tige de piston 22 et le double clapet 24 est guidé verticalement, à sa partie supérieure, par un téton 32 solidaire du noyau 12 et pénétrant dans un perçage axial 22a formé dans la tige 22, et, à sa partie inféireure, par une bague 33 portée par le flasque 31 et dans laquelle coulisse l'extrémité inférieure 22b de la tige 22. Un ressort de rappel 34 est logé dans le perçage 22a et, prenant appui sur le téton 32, tend à ramener l'ensemble mobile en position inférieure. Des perçages latéraux 35, 36 sont formés dans la chambre d'inverseur 29 et communiquent avec des conduites d'utilisation (non représentées). L'électro-inverseur est monté- dans un logement 2a d'un bloc d'assemblage 2 (figure 4) par vissage, à la base de ce logement, d'une bague filetee inférieure 37 qui prend appui sous le flasque 31 et qui porte, à sa partie inférieure, un filtre à air 38. Des joints d'étanchéité 39 peuvent être disposés entre la paroi du logement 2a et l'électro-inverseur. Plusieurs électroinverseurs identiques (deux dans l'exemple illustré) sont montés dans un même bloc d'assemblage. Le fonctionnement du dispositif décrit ci-avant est le suivant. On se référera notamment aux figures 5A à 5D. Le vide étant établi dans la chambre 26 et le courant étant nul dans la bobine, l'ensemble mobile piston-clapet est en position basse, le clapet 24 obturant l'entrée d'air atmosphérique (passage 30) du côté du filtre à air 38. Le vide s'établit dans la chambre d'inverseur 29 et dans les conduites d'utilisation (partie a des pulsations sur la figure 1 et phase de début d'ouverture sur la figure 5A). L'ensemble piston-clapet est soumis à la pression atmosphérique sur la face supérieure du piston 19 et sous la face inférieure du clapet 24. La surface de la face supérieure du piston étant supérieure à celle de la face inférieure du clapet, la force resultante s'exerce vers le bas et s'ajoute à la force de compression initiale du ressort 34 pour bloquer le clapet 24b sur la portée 30a (partie b des pulsations et phase d'ouverture complète sur la figure 5B). Lorsque le courant est établi dans la bobine, la force développée par l'électroaimant 11 provoque, grâce au disque 21, l'attraction de l'ensemble mobile piston-clapet. Le clapet ferme la communication avec la source de vide et la pression atmosphérique se rétablit, par passage 30, dans la chambre d'inverseur 29 et les conduites d'utilisation (partie c des pulsations et phase de début de massage sur la figure 5C). Tant que l'électroaimant reste excité, l'ensemble piston-clapet reste bloqué en position haute (partie d des pulsations et phase de fermeture sur la figure 5D). Dès que la bobine cesse d'être alimentée,l'ensesble piston-clapet redescend et un nouveau cycle démarre. On notera que la disposition des éléments constitutifs de l'électro-inverseur conforme à l'invention permet de préserver les organes électriques en cas d'envahissement accidentel de la chambre d'inverseur par du lait ou un liquide acide de nettoyage, par suite, par exemple, d'un déchirement du manchon du gobelet trayeur en cours de traite ou de nettoyage On notera également que la constitution modulaire del'électro-inverseur représenté par les figures 2 à 4 permet un démontage et un remontage rapide des différents éléments pour nettoyage ou changement, puisque ces éléments sont assemblés par simple ajustement les uns sur les autres. Une variante de réalisation d'un électro-inverseur conforme à l'invention est représentée schématiquement sur la figure 6. Suivant cette variante, l'electro-inverseur diffère de celui représenté par les figures 2 à 4 en ce que le logement 18 est partagé en deux chambres 24 et-26 par une membrane étanche 60. Cette membrane est fixée au piston 19 par serrage, par la bague filetée 23, entre le disque 21 et une bague 61. La membrane 60 est fixée sur la paroi interne du logement 18 par serrage entre deux bagues 62, 63 qui constituent, avec le corps 17, la paroi périphérique du logement 18. La figure 7 illustre une autre variante de réalisatio d'un électro-inverseur conforme à l'invention. Cet électro-inverseur diffère de celui représenté par les figures 2 à 4 en ce que le dispositif à clapets est constitué de deux clapets opposés 71, 72 montés sur la tige de piston 22. Les clapets 71 et 72 coopèrent avec des portées 73,74 formées le long du bord de perçages centraux 75, 76 pratiqués dans un tronçon de tube 77 disposé transversalement entre le corps 17 et le flasque 31, en alignement avec les orifices de sortie 35, 36. On notera qu'à la différence du dispositif représenté sur les figures 2 à 4, les clapets 71, 72 sont disposés de manière à établir une communication avec l'atmosphère lorsque l'ensemble mobile piston-clapets est en position basse (figure 7) et à établir la communication avec la source de vide lorsque cet ensemble mobile est en position haute. Dans ce qui précède, on a envisagé le cas d'électroinverseurs modulaires. La figure 8 illustre un mode de réalisation non modulaire d'un dispositif électro-inverseur 80 conforme à l'invention. Le principe de fonctionnement de 1'électro-inverseur 80 est identique à celui du dispositif représenté par les figures 2 à 4. Les chambres 24, 26 et 29, le passage 25 reliant la chambre 24 à l'atmosphère et le logement 81 pour le filtre à air 38 sont formés dans un corps 82 venu de fonderie. L'électroaimant 11 est fixé sur le corps 82 par une bride 83 assemblée au corps 82 par vis 84. Les portées de clapets 28a, 30a sont formées sur des bagues 85, 86 fixées dans le corps 82 par vis 87. Bien entendu, diverses modifications ou adjonctions pourront être apportées aux modes de réalisation décrits plus haut d'un dispositif électro-inverseur conforme à l'invention sans pour cela sortie du cadre de protection défini par les revendications annexees. REVENDICATIONS 1. Dispositif électro-inverseur comportant une chambre d'inverseur présentant au moins un orifice de sortie susceptible d'être raccordé à un circuit d'utilisation, un dispositif à clapets associé à la chambre d'inverseur pour mettre celle-ci en communication alternativement avec une première et une seconde source de pressions différentes, et un électroaimant pour commander le fonctionnement du dispositif clapets en fonction d'impulsions électriques délivrées par un circuit électrique de commande, caractérisé en ce que le dispositif à clapets est solidaire d'une pièce qui est mobile à l'intérieur d'un logement situé d'un côté d'une extrémité de l'électroaimant fixe, et qui porte une cloison étanche s'étendant transversalement dans ledit logement et le partageant en une première chambre communiquant avec la première source et une seconde chambre communiquant avec la seconde source, l'ensemble mobile comportant ladite pièce et le dispositif à clapets se déplaçant entre une première position dans laquelle il est amené et maintenu par les forces électromagnétiques engendrées par 1'électroaimant et une seconde position dans laquelle il est maintenu aux moins en partie par la différence des pressions régnant dans les première et seconde chambres. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble mobile comprenant la pièce mobile et le dispositif à clapets est soumis à l'action d'un ressort de rappel qui tend à le ramener dans sa seconde position. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que 1'électroaimant fixe, la pièce mobile dans ledit logement, et le dispositif à clapets asso cié à la chambre a d'inverseur sont disposés l'un au-dessus de l'autre le long d'un même axe vertical. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite cloison étanche est une tête de piston coulissant de façon étanche dans ledit logement. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite cloison étanche est une membrane souple fixée à la pièce mobile et à la paroi du logement. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce queladite seconde chambre et la chambre d'inverseur communiquentpar un passage qui est traversée par une tige portant le dispositif à clapets et solidaire de la pièce mobile, qui fait communiquer la chambre d'inverseur avec la seconde source et qui est obturé par le dispositif à clapets lorsque ledit ensemble mobile est dans une de ses première et seconde positions. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la chambre d'inverseur communique avec la première source par un second passage faisant face au passage reliant la chambre d'inverseur à la seconde source. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il a une constitution modulaire, ses éléments étant assemblés par logement dans un corps d'assemblage.