Brevet FR2443799A1 — publié le 19800711

L'invention concerne un pulsateur à cadence variable avec décalage de phases destiné à des installations de traite. Pour obtenir un décalage de phases, c'est-à-dire un allongement de la phase de succion par rapport à la phase de décharge, on connaît différents mécanismes de commande. Les soupapes commandées par des cames et des leviers sont très onéreuses. Les commandes à tiroirs exigent une précision élevée dans leur réalisation, car autrement elles se bloquent ou bien, du fait d'un frottement d'adhérence élevé elles ne tiennent plus la cadence après l'écoulement d'une certaine période de temps. Bulles souffrent particulièrement lorsque du lait s'y introduit à travers des trayons en caoutchouc endommagés. Ces commandes fqnctionnent le plus souvent avec des dispositifs d'amortissement hydrauliques pour retarder la commutation. On connais également des pulsateurs à membranes à cadence fixe et variable avec soupapes accouplées, qui permettent un décalage de phases. Le certificat d'inventeur soviétique 174 891 décrit une installation pulsatoire de ce type constituée de deux membranes avec des soupapes à disques fixées sur elles. Le retard de phase de la seconde soupape s'obtient par un étranglement supplémentaire de la succion d'air de la seconde chambre de travail par une soupape à bille. Cette soupape et la section transversale rendue libre, déterminent le comportement de phase de la seconde soupape. Le comportement de phase de la première soupape est déterminé par les surfaces efficaces de la membrane et de la soupape à disque, y compris le poids propre de cette soupape à disque. L'amenée d'air et la succion à partir de la chambre de travail au-dessus de la membrane, steifectuent pa3. un étranglement modifiable dont la section transversale d'ouverture détermine la cadence. L'inconvénient de ce pulsateur réside en ce que le comportement de phase de la seconde soupape pe coïncide avec le comportement de phase de la première soupape que pour une cadence déterminée. La cause en est que le retard de fermeture de la seconde soupape est constant, tandis que la cadence se modifie du fait du réglage du dispositif d'étranglement sur les deux soupapes, ce qui a pour conséquence que pour une cadence plus élevée, la phase de décharge dans la seconde soupape est plus courte par rapport à la phase de succion, tandis qu'elle est plus longue pour une cadence plus faible.Par l'action des souillures la section transversale d'étranglement dans la seconde soupape peut se modifier, c'est-à-dire que le débit se trouve réduit, Si bien que pour une cadence correctement réglée, une modification automatique du comportement de phases intervient dans la seconde soupape par modification du retard. Cette irrégularité ne peut être décelée dans la pratique sans dispositif de mesure, et influence le processus de traite. Le nettoyage de la soupape d'étranglement et le réglage correct ne peuvent être menés à bien que par du personnel spécialisé. Le but de l'invention est de développer un pulsateur à membranes à cadence variable, avec décalage de phases, dont le comportement de phase- soit, dans une très large mesure, indépendant de la cadence du pulsateur et d'autres influences et qui soit d'une réalisation économique. Le problème technique consiste à créer un ensemble de soupapes fonctionnant avec seulement un étranglement réglable et pour lequel les défauts précités sont éliminés. Conformément à l'invention, ce but est atteint et le problème technique résolu, en ce que le pulsateur à cadence variable est constitué de deux unités de soupapes à membranes qui comportent une chambre de travail commune , tandis que l'une de ces unités de soupapes à membranes comporte une seconde membrane qui forme avec le bottier une chambre de stabilisation t cette chambre étant en liaison, par l'intermédiaire d'un canal non étranglé, avec la chambre à pression variable de l'autre unité de soupape. La chambre de travail est en liaison avec ce même canal par l'intermédiaire d'un étranglement réglable. La disposition des deux unités de soupapes à membranes peut entre faite en parallèle aussi bien qu'en tandem. La-chambre de stabilisation peut être limitrophe de la chambre de travail ou bien être située en face d'elle. En conséquence, pour l'une des unités de soupapes à membranes, la chambre de travail peut être constituée soit par les deux mambranes, soit par membrane et le bottier. De mêmes la soupape de cette unité peut autre disposée entre les deux membranes ou bien en face d'elles. Une permutation des raccords d'air et de vide est également possible dans le cas d'une adaptation constructive des surfaces efficaces. Le mode d'action du pulsateur avec l'unité de commutation combinée membrane-soupape-membrane dans laquelle la soupape avec son siège d'étanchéité se trouve entre les deux membranes est le suivant : Par application de la dépression, les membranes constituant la chambre de travail se déplacent vers l'extérieur et relient, lors du simple accouplement membrane-soupape, l'ar- rivée du vide avec le raccord du godet de traite et en conséquence, par l'intermédiaire d'un canal, avec la chambre de stabilisation, et par l'intermédiaire d'un étranglement avec la chambre de travail. L'unité de soupape combinée relie l'arrivée d'air frais avec l'autre raccord de godet de traite.Par l'intermédiaire de l'étranglement, l'air est lentement aspiré å partir de la chambre de travail, jusqu'à ce que le point de commutation soit atteint, ou, dans le cas de l'unité de soupape combinée, par suite de la force antagoniste décroissante, la soupape commute et relie alors la chambre avec le vide constant au raccord de godet de traite. A cet instant, les deux raccords de godet de traite sont reliés au vide. La pression dans la chambre de travail continue à tomber par l'intermédiaire de l'étranglement, jusqu'à ce que la pression antagoniste ait chuté dans une mesure telle que l'unité simple membrane-soupape commute également et relie ce raccord de godet de traite à l'atmosphère.De ce fait, de l'air frais arrive par l'intermédiaire du canal de liaison dans la chambre de stabilisation et la pression dans la chambre de travail s'élève lentement du fait de l'air amené par l'étranglement. Comme, dans la chambre de stabilisation, la pression d'air atmosphérique totale est appliquée, cette unité de commutation est stable et est ainsi indépendante de l'élévation de la pression dans la chambre de travail. Dans le cas où la pression dans la chambre de travail continue à monter, la force antagoniste de l'unité simple membrane-soupape est surmontée, et la soupape commute. Ainsi, la dépression s'applique à nouveau sur ce raccord de godet de traite et aspire l'air W partir de la chambre de stabilisation par l'intermédiaire du canal sans étranglement si bien que la force antagoniste de la chambre de stabilisation s'élève et l'unité combinée membrane-soupape commute. Ainsi, la position de départ se trouve rétablie Avec l'évacuation étranglée de la chambre de travail commence une nouvelle cadence. Dans la forme de réalisation où la soupape de l'unité de soupape combinée se situe avec son siège d'étanchéité entre la membrane et le boiter, le mode d'action est le suivant: Lors de l'application de la dépression, l'arrivée d'air frais des deux soupapes est fermée, le vide s'applique à tous les godets de traite et à la chambre de stabilisation. Par l'intermédiaire de l'étranglement, la pression est alors lentement réduite dans la chambre de travail. Après que la force antagoniste ait été surmontée sur l'unité combinée membranemembrane-soupape, celle-ci commute, c'est-à-dire que l'air atmosphérique s'applique à une paire de godets de traite. La pression dans la chambre de travail continue à baisser par l'inter- médiaire de l'étranglement, jusqu'à ce que la force antagoniste dans le cas de l'unité simple membrane-soupape soit surmontée, si bien que cette soupape commute également. Pendant un bref instant, la pression d'air atmosphérique s'applique aux deux sorties vers les godets de traite.L'air ayant pénétré dans la chambre de stabilisation par l'intermédiaire du canal de liaison, détermine une commutation immédiate de l'unité de commutation combinée sur le vide pour la paire de godets de traite associés. Par l'intermédiaire du canal de liaison et de l'étranglement, la pression monte lentement dans la chambre de travail. Après que la force antagoniste ait été surmontée, l'unité de commutation simple commute, le vide s'applique aux deux sorties vers les godets de traite, et la nouvelle cadence démarre. Les avantages des pulsateurs à membranes par rapport aux pulsateurs équivalents commandés par tiroirs ou par pistons sont les faibles courses de commutation, les masses réduites mises en mouvement, les commutations sans frottement, une réalisation et un montage simples, des matériaux bon marchés un usinage réduit ou nul des pièces mises en forme sans production de copeaux, tout en obtenant un fonctionnement satisfaisant et une fiabilité élevée. L'invention va entre expliquée plus en détail en se référant à plusieurs exemples de réalisation représentés sur les dessins ci-joints, dans lesquels : - la figure 1 montre le dispositif de commutation dans sa position de départ, - la figure 2 montre le dispositif de commutation après la première commutation, - la figure 5 montre le dispositif de commutation après la deuxième commutation, - la figure 4 montre le dispositif de commutation dans la dernière position de commutation,d'une cadence, - la figure 5 est - le diagramme de variation de pression dans la chambre de travail par exemple pour un rapport de cadence 2 :: 1, - la figure 6 est une réalisation constructive de l'invention avec des raccords d'air et de vide modifiés, - la figure 7 montre la dispositif de commutation avec une autre disposition des éléments constitutifs, - la figure 8 montre ce dispositif de commutation après la première commutation, - la figure 9 montre ce dispositif de commutation après la seconde commutation, - la figure 10 montre ce dispositif de commutation dans la dernière position de commutation d'une cadence, - la figure Il montre ce dispositif de commutation avec des raccords de vide et d'air modifiés. Le pulsateur à cadence variable selon les figures 1 à 4 est constitué du bottier 1 dans lequel sont incorporés les sièges de soupapes 2, 3, 4 5. Dans le bottier 1 les membranes 6, 7 8 sont fermement serrées et les soupapes 9, 10 disposées de façon mobile. La membrane 6 est reliée à la soupape 9 par l'intermédiaire d'une tringlerie 11. Les membranes 7, 8 sont reliées avec la soupape 10 par l'intermédiaire des tringleries 12, 13. Entre le bottier 1 et le siège de soupape 2, se trouve la cabre 14 pour la pression variable. Entre le siège de soupape 2 et la membrane 6 se trouve la chambre 15 pour le vide constant. Entre les membranes 6, 7 se trouve la chambre de travail 16.Entre la membrane 7 et le siège de soupape 5 se trouve la chambre 17 pour l'air frais, entre les sièges de soupapes 4 et 5ula la chambre 18 pour la pression variable, entre le siège de soupape 4 et la membrane 8 > la chambre 19 pour le vide constant et entre la membrane 8 et le boîtier 1) la chambre 20 pour la stabilisation. Le siège de soupape 3 est constitué par le perçage 21 dans le boîtier 1. Les raccords 27 et 28 pour le vide constant se situent sur les chambres 15 et 19. L'amenée d'air frais s'effectue par l'intermédiaire du perçage 21 et de l'embout 29 vers la chambre 17. La chambre 14 est reliée par l'intermédiaire du raccord 22 avec une paire de godets de traite et par l'inter- médiaire du canal 23 avec la chambre 20.Du canal 23 se détache un canal 24 dans lequel est incorporé un étranglement 25 et qui débouche dans la chambre 16. Dans la chambre 18 débouche le raccord 26 en provenance de l'autre paire de godets de traite. Comme le montre la figure 1, une dépression règne dans les chambres 15, 14 gracie à la soupape ouverte 2, dépres- sion qui se propage par l'intermediaire du du raccord 22 et du ca- nal 23 dans la chambre 20 et également par l'intermédiaire d'une ramification sur une paire de godets de traite0 En outre, par l'intermédiaire de la canalisation 24 et de l'étranglement 25, la pression baisse dans la chambre de travail 16. L'air frais s'écoule par l'intermédiaire de la chambre 17 de la soupape ouverte 5, de la chambre 18 et du raccord 26 vers la seconde paire de godets de traite. Comme on peut le voir sur la figure 5, une chute de pression se produit dans la chambre de travail correspondant à la courbe de I à Il. Lorsque le point de commutation II est atteint, il en résulte, selon la figure 2, une commutation des membranes 7 et 8 et en conséquence, de la soupape 10 si bien que par l'intermédiaire des chambres 19, 18 et du raccord P6, le vide 'applique à la paire de godets de traite correspondante. La chute de pression se poursuivant selon la courbe II - III, la commutation de la soupape 9 par la membrane 6 se produit au point de commutation III selon la figure 3. De ce fait, la liaison de l'amenée d'air frais s'établit par l'intermédiaire du perçage 21, du siège de soupape 3, de la chambre 14 et du raccord 22 vers une paire de godets de traite, et par l'intermédiaire du canal 23 vers la chambre de stabilisation 20, ainsi que par l'intermédiaire du canal 24 et de l'étranglement 25 vers la chambre de travail 16. L'élévation de pression dans la chambre de travail 16 évolue selon la courbe III- I sans commutation de la soupape 10. Lorsque le point de commutation I est atteint, une commutation de la soupape 9 par la membrane 6 s'effectue selon la figure 4 si bien que par l'intermédiaire des chambres 15t 14 du canal 22, le vide s'applique sur la paire de godets de traite, ce vide provoquant par llintermddiaire du du canal 23 l'effondre- ment de la pression dans la chambre de stabilisation 20. De ce fait, sous l'action de la pression régnant encore dans la chambre de travail 16, les membranes 7, 8 commutent instantanément la soupape 10. Ainsi, la position de départ est à nouveau at teinte et une nouvelle cadence commence. La figure 6 représente une autre réalisation constructive de l'invention. Dans ce cas, les deux unités de soupapes sont disposées l'une à c8té de l'autre, si bien qu'une chambre double est ménagée pour le vide constant, cette chambre étant reliée par l'intermédiaire du canal 32 Si bien que le raccord de vide 27 est supprimées L'arrivée d'air frais 21 est également supprimée. Sa fonction est prise en charge par la chambre double 30 reliée par le canal 31. Le siège de soupape 9 est remplacé par le siège de soupape 33. La chambre de travail 16 est séparée en deux parties reliées par le canal 34. Les figures 7 à 10, montrent la constitution et le mode de fonctionnement de ce pulsateur h cadence variable de constitution modifiée. Ce pulsateur est à nouveau constitué du bottier 101, dans lequel sont incorporés les sièges de soupape 102, 103, 104, 1050 Dans le boiter 101 sont fermement serrées les membranes 106, 107, 108, tandis que les soupapes 109, 110 sont disposées de façon mobile. La membrane 106 est reliée avec la soupape 109 par l'intermédiaire de la tringlerie 111. Les membranes 106, 107 sont couplées ensemble par l'intermédiaire de la tringlerie 112e La membrane 108 est reliée à la soupape 110 par l'intermédiaire de la tringlerie 113. Entre le bottier 101 et la membrane 107 se trouve la chambre de stabilisation 114. La chambre de travail 115 est délimitée par les membranes 106, 107, 108 et le boiter 101. Entre les membranes 106, 108, les sièges de soupapes 103, 105 et le bottier 101 se trouve la chambre 116 du vide constants Les sièges de soupape 102, 103 dé- limitent la chambre 117 pour la pression variable, cette chambre étant en liaison avec le raccord de godet de traite 119. Les sièges de soupape 104 et 105 délimitent la chambre 118 pour la pression variable avec la sortie 120.Les sièges de-oupape 102, 104 sont constamment en liaison avec l'air atmosphérique par l'intermédiaire du raccord 121. L'arrivée de vide à la chambre 116 s'effectue par l'intermédiaire du raccord 122. A partir de la sortie 120, un canal 123 aboutit sans étranglement à la chambre de stabilisation 114. Le canal 125 avec ltétranglement 124 relie la chambre de travail 115 avec le canal 123. Comme le montre la figure 7, le vide règne dans les chambres 116, 117, 118 et en conséquence également dans les sorties 119, 120, ainsi que dans la chambre 114 gråce à la liaison par l'intermédiaire du canal 123. L'air est alors lentement aspiré à partir de la chambre de travail 115 par l'intermédiaire de l'étranglement 124 et du canal 125. Comme on peut le voir sur la figure 5 la pression tombe de façon correspondante à la courbe de I à III. Lorsque le point de commutation II est atteint, la commutation de la soupape à disque 109 s'effectue par l'intermédiaire des membranes 106, 107, si bien que la sortie 119 est en liaison avec l'air frais par l'intermédiaire du raccord 121, du siège de soupape 102 et de la chambre 117 (figure 8). La chute de pression se poursuivant de façon correspondante à la courbe II - III, la commutation de la soupape 110 par la membrane 108 et la tringlerie 113 s'effectue au point de commutation III et le pulsateur prend la position correspondant à la figure 9. Par l'intermédiaire du raccord 121, du siège de soupape 104, de la chambre 118, la sortie 120 est en liaison avec l'air frais. Il en résulte un accroissement de pression non freiné dans la chambre 114 par l'intermédiaire du canal 123, si bien qu'on aboutit à une commutation instantanée de la soupape 109 (figure 10). Ainsi, le vide s'applique à la sortie 119 par l'intermédiaire du raccord 122, de la chambre 116, du siège de soupape 103 et de la chambre 117. Après une élévation de pression correspondant à la courbe III,- I, on aboutit au point de commutation I à la commutation de la soupape 110. A cet instant, le point de départ pour la cadence immédiatement suivante est à nouveau atteint. Comme le montre la figure il, dans une autre réalisation de l'invention, le raccord 221 pour l'air frais se trouve sur la chambre 226 et le raccord 222 pour le vide sur la chambre 227. La chambre 226 est constituée des membranes 106, 108, ainsi que des sièges de soupapes 228, 229. La chambre 227 est constituée par les sièges de soupape 230, 231 et par le bottier 201. REVEND lC AT ION S 1.- Pulsateur à membranes à cadence variable avec décalage de phases destiné à des installations de traite avec des organes mécaniques de tranamission à partir des membranes vers les soupapes à disques qui leur sont associées, avec une liaison, munie d'un étranglement, d'un raccord de godet de traite vers la chambre de travail, pulsateur caractérisé en ce qu'une des deux unités de soupapes à membrane est reliée par l'intermédiaire d'une tringlerie (13, 112) avec une autre membrane (8, 107), qui forme avec la membrane (106) ou bien la soupape à disque (10) une chambre (19, 115) et qui forme avec le bottier (1 101) une chambre de stabilisation (20, 114), qui est reliée avec le canal (23, 123) de l'autre système de commande aboutissant à l'étranglement (25, 124). 2.- Pulsateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les unités de soupapes à membrane sont disposées l'une derrière l'autre. 3.- Puusateur, selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux soupapes possèdent une alimentation séparée en air frais et en vide. 4.- Pulrrateur, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les unités de soupapes à membrane sont disposées en parallèle. 5.- Pulsateur, selon la revendication 4, caractérisé en ce que les chambres (19) pour une dépression constante et pour l'air frais (30) des deux unités de soupapes sont reliées ensemble. 6.- Pulsateur , selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les chambres de même pression (19, 30) sont disposées l'une à c8té de l'autre. 7.- Pulsateur selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractdrisé en ce que pour la liaison des chambres de même pression, des orifices (31, 32) sont ménagés dans la cloison de séparation. 8.- Pulsateur selon l'une quelconque des revendications 4 à 7 caractérisé en ce que le raccord (122) pour l'arrivée du vide est disposé entre les membranes (108) et les soupapes (109, 110), tandis que le raccord (121) pour l'amenée de l'air frais est disposé sur la face frontale d'une des deux soupapes (109, 110). 9.- Pulsateur selon l'une quelconque des revendications 4 à 7 caractérisé en ce que le raccord (222) pour le vide est disposé sur la face frontale d'une soupape, tandis que le raccord (221) pour l'air frais est disposé entre le siège de soupape et la membrane (108) délimitant la chambre de travail.