Brevet FR2454036A1 — publié le 19801107

La présente invention concerne une soupape de réglage du flux d'un fluide sous pressionsoupape qui incorpore un dispositif automatique d'obturation limiteur de pression maximale. La soupape de l'invention trouve ses applications les meilleures dans tous les cas où il y a nécessité d'un débit contrôlé et variable d'un fluide sous pression et, en même temps, que la pression et le débit ne doivent pas dépasser une valeur limite déterminée. Un cas typique dans lequel les deux exigences ci-dessus doivent être satisfaites est celui du débit d'air comprimé. La soupape objet de la présente invention est donc avantageusement utilisable dans des installations pour la distribution de ce fluide. Selon un aspect particulier non limitatif de la soupape en question, elle est de préférence, mais non nécessairement, montée directement sur le pistolet de distribution d'air comprimé de sorte que l'utilisateur peut actionner directement la soupape pendant qu'il manoeuvre le pistolet. I1 est évident en tout cas que ladite soupape peut entre disposée à n'importe quel point du conduit d'alimentation en air comprimé sans qu'elle ait à être modifiée d'une façon quelconque. I1 est connu que les pistolets pour air comprimé sont normalement employés dans les ateliers de mécanique pour des opérations diverses de nettoyage tel que, par exemple, le nettoyage de pièces ou de tables de travail ou pour des opérations analogues. Le débit de l'air comprimé du pistolet est obtenu en agissant sur le bouton-poussoir dont le pistolet est muni, ledit bouton-poussoir actionnant une soupape de commande disposée à l'intérieur du pistolet. I1 est connu que cette soupape permet seulement l'ouverture et la fermeture du passage d'air sans permettre de régler sa section. Un réglage extrêmement limité est possible seulement dans les conditions d'ouverture minimale de la soupape dans lesquelles l'utilisateur peut réaliser un réglage limité du flux d'air en graduant la pression qu'il exerce sur le bouton-poussoir. Cela est en tout cas approximatif et jamais constant car résultant d'un facteur extrêmement subjectif tel que la pression exercée par l'opérateur. Avec les pistolets traditionnels on peut donc obtenir seulement ou le débit maximal à la pression du réseau ou l'interruption complète du débit. Il est connu que le débit maximal n'est pas toujours nécessaire mais, au contraire, il est souvent utile de disposer d'un débit réduit et pour cette raison les pistolets de type connu sont en définitive inefficaces. Un autre inconvénient des pistolets traditionnels, qui est toujours dû à la structure de la soupape dont ils sont pourvus, réside dans le fait qutil n'est pas possible de contrôler la pression de l'air et, par conséquent, lorsqu'il y a une augmentation imprévue de la pression du réseau, il y a formation d'un jet d'air comprimé trop violent et donc dangereux. Même si ledit jet est de courte durée, sa vitesse élevée peut en effet provoquer le soulèvement de particules solides, par exemple métalliques, et on court le risque d'accidents soit pour la personne qui emploie le pistolet, soit pour les personnes qui se trouvent au voisinage. La présente invention a pour objet une soupape de réglage du flux d'un fluide sous pression, applicable en particulier à une installation de distribution d'air comprimé, qui vise à remédier à tous les inconvénients mentionnés ci-dessus. Selon une première caractéristique de la soupape de l'invention, elle est pourvue de moyens aptes à permettre un réglage du débit d'air débité de façon que la quantité d'air sortant du pistolet puisse être modifiée d'une façon progressive. Selon une autre caractéristique de la soupape de la présente invention, elle est pourvue de moyens aptes à interrompre immédiatement le flux d'air lorsque la pression du réseau dépasse une valeur de seuil fixée à l'avance. Selon une des caractéristiques fondamentales de la soupape les moyens de réglage du débit d'air et les moyens d'obturation sont incorporés dans un corps de soupape unique ayant une conformation essentiellement allongée pour être aisément appliqué à la poignée du pis- tolet de débit. La présente invention concerne donc une soupape de réglage du flux d'un fluide sous pression, particulièrement de l'air comprimé, et est caractérisée par le fait qu'elle comprend, dans un corps de soupape unique, deux conduits longitudinaux opposés pour l'entrée et la or- tie du fluide, séparés l'un de autre par une cloison radiale; au moins deux passages transversaux aptes à mettre en communication entre eux lesdits conduits longitudinaux; une frette mobile axialement sur le corps de la soupape et délimitant avec ce dernier, en correspondance desdits passages transversaux, une chambre sensiblement annulaire pourvue de moyens d'étanchéité; un obturateur, coulissant dans le conduit longitudinal de sortie, capable de fermer un trou de sortie de ce conduit; et des moyens élastiques qui coopèrent avec ledit obturateur pour maintenir ce dernier dans la position ouverte. Les caractéristiques et les avantages de la soupape de réglage selon la présente invention ressortiront mieux de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation explicatif en se référant aux dessins annexés dans lesquels La fig. 1 est une vue schématique montrant la soupape selon la présente invention associée directement à un pistolet. La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale de la soupape. En se référant en particulier à la fig. 1, P indique un pistolet à air comprimé connu qui contient une soupape pour l'ouverture et la fermeture du passage d'air, commandée par un bouton poussoir G. La soupape selon la présente invention, indiquée par la référence V, est disposée dans la partie infé- rieure de la poignée I du pistolet P. La soupape V est reliée par un flasque connu F à un conduit d'alimentation C relié à un poste de production dsair comprimé non représenté. I1 est évident que la position de la soupape V illustrée à la fig. 1 est seulement un exemple non limitatif car elle peut etre insérée en n'importe quel point du conduit d'alimentation C. La position de la soupape Y illustrée est seulement préférable car elle est plus commode pour l'opérateur. En se référant à la fig. 2, la soupape de réglage selon la présente invention comprend un corps de soupape 1 ayant une forme essentiellement cylindrique, dont les extrémités lb sont taraudées. Deux conduits longitudinaux opposés 3 et 4 sont ménagés à l'intérieur du corps de soupape 1, ces conduits étant de préférence coaxiaux, de section circulaire et séparés l'un de l'autre par une cloison transversale 2 disposée dans une zone intermédiaire du corps de soupape 1. Le conduit 3 est le conduit d'entrée de l'air dans la soupape, tandis que le conduit 4 est le conduit de sortie. Le flux d'air a par conséquent une direction allant du conduit 3 au conduit 4. Les conduits 3 et 4 conmuniquent entre eux à travers des passages transversaux 5, 6 et 6a Ménagés dans le corps de soupape 1 de part et d'autre de la cloison 2. En particulier le premier passage transversal 5 est ménagé à l'extrémité du conduit d'entrée 3, tandis que les passages transversaux 6 et 6a sont ménagés au début du conduit de sortie 4. La-fig. 2 montre que les passages transversaux 5 et 6a sont formés aimplement par des trous ménagés dans l'épaisseur du corps de soupape 1, tandis que le passage transversal 6, en plus du trou ménagé lui aussi dans le corps de soupape 1, présente, du côté de la cloison 2, un évidement ou frai sage 7 en forme générale de cane dont le sommet est dirigé vers le passage 5. Le fraisage 7 détermine, en correspondance avec le passage 6, une diminution du diamètre extérieur du corps de soupape 1 dans la direction du flux d'air comprimé. Un manchon ou frette 8 est vissé sur le corps de soupape 1, et ce manchon peut librement tourner sur le corps 1 de sorte que, en le vissant, il peut coulisser sur le corps de soupape 1. La frette 8, dans une zone sensiblement moyenne, délimite une cavité annulaire 9 qui est disposée essentiellement en correspondance avec les passages transversaux 5, 6 et 6a. La longueur de la cavité 9 est égale à peu près à la distance entre les bords latéraux opposés des passages transversaux 5 et 6 si l'on considère comme bords latéraux opposés le bord latéral en amont du passage 5 et le bord latéral en aval du passage 6 en suivant la direction du flux d'air comprimé. La cavité 9 de la frette 8 délimite, avec la surface extérieure du corps de soupape 1, une chambre 10 sensiblement annulaire à travers laquelle l'air provenant du passage 5 peut être envoyé au passage 6 ou au pas sa ge 6a. La frette 8 présente, sur l'extrémité de la cavité 9, du côté des passages 6 et 6a, une rainure annulaire 11 de section transversale sensiblement carrée à l'intérieur de laquelle est disposé un joint d'étanchéité, par exemple en caoutchouc. Le joint 12, ainsi que cela est expliqué plus clairement dans la suite de la description du fonctionnement de la soupape, constitue le moyen qui permet de fermer d'une façon graduelle les passages 6 et 6a pour le réglage du débit d'air comprimé. Des joints annulaires supplémentaires en caoutchouc 13 et 14 sont disposés dans des cavités correspondantes 15 et 16 ménagiX dans le corps de soupape 1. Ces joints ont uniquement pour but d'empêcher des fuites d'air de la soupape, par exemple dues à des jeux existants entre la frette 8 et le corps de soupape 1. Le vissage de la frette 8 sur le corps de soupape 1, c'est-à-dire son avancement sur ce dernier, s'effectue entre deux positions limites correspondant respectivement à la soupape complètement ouverte et la soupape complètement fermée. A la fig. 2 la soupape est montrée complètement ouverte.L'ar rêt de la frette 8 dans ces deux positions de fin de course est obtenu, respectivement, pour la position d'ouverte complète par une partie 17 faisant saillie radialement du corps de soupape 1 et, pour la position de fermeture complète, par une bague Seeger 18 fixée au corps de soupape 1. Même si cela n'est pas représenté en détail, il est évident que la partie faisant saillie 17 du corps de soupape 1 peut être façonne de façon polygonale pour permettre une prise aisée par l'utilisateur en facilitant l'opération de rotation de la frette 8, cette dernière pouvant être moletée sur sa surface extérieure. La soupape selon la présente invention comprend enfin un dispositif automatique d'obturation pour pression maximale comprenant un obturateur 19 ayant une forme essentiellement cylindrique et coulissant à l'intérieur du conduit de sortie 4. L'obturateur 19 est constitué par une partie centrale 19a de diamètre égal au diamètre intérieur du conduit 4 et par deux parties l9b, 19c disposées au-delà des deux faces opposées de la partie centrale l9a, et présentant un diamètre inférieur. En particulier la partie 19b présente un diamètre inférieur à celui de la partie 19c et une hauteur telle que la partie centrale 19a reste au-dessus des passages 6, 6a dans les conditions de soupape ouverte, dans lesquelles la partie 19b appuie sur la cloison 2. La partie 19c, effilée à son extrémité d'une façon sensiblement tronconique, présente une hauteur telle que, dans les mêmes conditions que celles mentionnées ci-dessus, son extrémité soit disposée en regard d'un conduit de sortie 20 ménagé dans un manchon cylindrique 21 fixé à l'extrémité du corps de soupape 1 > par exemple par pression ou par vissage. Le trou de sortie 20 présente un siège correspondant 22 pour l'insertion de l'extrémité effilée de la partie 19c de l'obturateur 19. Un ressort 23, disposé entre la face du manchon 21 intérieure au conduit 4 et la face opposée de la partie 19a de l'obtura*eur 19, maintient ce dernier dans la position représentée, qui correspond à la soupape ouverte. La partie 19a de l'obturateur 19 présente une rainure longitudinale 24 qui permet le passage de l'air comprimé de la partie du conduit 4 dans laquelle se trouve la partie 19b dans la partie dans laquelle se trouve la partie 19c. Le fonctionnement de la soupape selon la présente invention est le suivant. On suppose partir de la position représentée à la fig. 2 pour laquelle la soupape est complètement ouverte. En effet la frette 8 est complete- ment vissée contre la partie faisant saillie 17 de sorte que la chambre 10 se trouve exactement opposée aux passa ges transversaux 5, 6 et 6a en permettant le passage du débit maximal de l'air. En supposant que la pression du réseau soit à sa valeur nominale, l'obturateur 19 reste dans la position représentée étant donné que le ressort 23 est calibré pour une force de valeur supérieure. Si l'on désire réduire le débit d'air de la soupape, et en supposant que la pression du réseau reste constante et à sa valeur nominale, il est suffisant de visser la frette 8 sur le corps de soupape 1 en provoquant son éloi guement de la partie 17 faisant saillie. Ce déplacement de la frette 8 sur le corps de soupape 1 entraine le déplacement du joint 12 vers l'ouver- ture d'entrée des passages transversaux 6, 6a qui commen- cent à être fermés partiellement en provoquant une réduction du débit d'air qui passe dans le conduit de sortie 4. En poursuivant dans le même sens de vissage de la frette 8 sur le corps de soupape 1, la fermeture des passages 6 et 6a augmente du fait que à un moment donné, c'est la paroi intérieure même de la frette 8 qui ferme lesdits passages en même temps que le joint 12. La diminution de débit est donc graduelle et ré- glable d'une façon précise de sorte que l'opérateur peut obtenir le débit d'air désiré. C'est une caractéristique remarquable de la soupape selon la présente invention que la réduction du débit se réalise, dans la phase finale de réglage, d'une façon extrêmement fine grâce à la présence du fraisage 7. En effet, lorsque le joint 12 se trouve en correspondance avec le bord latéral inférieur des passages 6 et 6a (fig. 2), le passage 6a est complètement fermé tandis que de l'air peut encore passer à travers le fraisage 7 du passage 6. La quantité d'air qui peut passer est limi tée mais pas tout à fait nulle. La phase finale de réglage de cette valeur à la valeur nulle commence à ce moment et ce réglage aussi se réalise d'une façon graduelle. En effet au fur et à mesure que le joint 12 s'approche du sommet du fraisage 7, il èrme progressivement le passage délimité par ce fraisage jusqu'à le fermer complètement lorsque le Joint 12 arrive au sommet du fraisage 7. Dans ces conditions la soupape est complètement fermée. Pour plus de sûreté, comme On le voit à la fig. 2, on a prévu, entre la partie terminale du fraisage 7 et le passage 5, une zone non fraisée sur laquelle le joint 12 peut être appliqué pour garantir une fermeture complète. Dans la position mentionnée la frette 8 est amenée contre la bague Seeger 18 qui en empêche un tissage subséquent. Le fonctionnement de la soupape selon la présente invention pour obtenir son ouverture se déroule d'une façon opposée à sa fermeture avec toutes les caractéristiques et les avantages Susmentionnés. I1 est évident que, pendant l'ouverture, le fraisage 7 permet un débit initial graduel et limité de l'air comprimé. Le fonctionnement décrit ci-dessus, tant en ouverture quten fermeture, a été décrit en supposant la pression du réseau toujours à sa valeur nominale. Dans ces conditions l'obturateur 19 reste dans la position montrée à la fig. 2 en permettant le passage de l'air à travers la rainure longitudinale 24. Dans le cas où la pression du réseau dépasse la valeur nominale pour laquelle le ressort 23 a été calibré, ltobturateur 19 est immédiatement poussé vers le trou de sortie 20 et son extrémité effilée s'insère dans le siège 22 de ce dernier. De cette façon le débit d'air comprimé est immédiatement interrompu en évitant les inconvénients connus. I1 est évident que, lorsque l'augmentation temporaire de pression du réseau cesse, le ressort 23 peut ramener l'obturateur 19 à la position d A la fig. 1, sur laquelle les mêmes éléments que ceux de la fig. 2 sont indiqués avec les mêmes références, on a montré schématiquement l'application de la soupape à un pistolet à air comprimé. I1 est évident enfin que des modifications et/ou des variantes peuvent être apportées à la soupape selon la présente invention sans sortir de son domaine de protection. REVENDICATIONS 1 - Soupape de réglage du flux d'un fluide sous pression, caractérisée en ce qu'elle comprend, dans un corps de soupape unique (1), deux conduits longitudinaux (3, 4) opposés pour l'entrée et la sortie du fluide, ces conduits étant séparés par une cloison transversale (2); au moins deux passages transversaux (5, 6) aptes à mettre en communication lesdits conduits longitudinaux (3, 4); une frette (8) mobile axialement sur le corps de soupape (1) et délimitant avec ce dernier, en correspondance avec lesdits passages transversaux (5, 6), une chambre sensiblement annulaire (10) pourvue de moyens d'étanchéité (12); un obturateur (19) coulissant dans le conduit longitudinal de sortie (4), capable de fermer un trou de sortie (20) dudit conduit (4); et des moyens élastiques (23) qui coopèrent avec ledit obturateur (19) pour maintenir ce dernier dans la position ouverte. 2 - Soupape de réglage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le passage transversal (6) prévu sur le conduit de sortie (4) présente un fraisage (7)sensiblement conique s'étendant radialement par rapport au passage (6) sur la face extérieure du corps (1), le sommet du frai sage se trouvant du c8té du second passage transversal (5). 3 - Soupape de réglage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'obturateur (19) présente, dans sa partie centrale (19a) de diamètre sensiblement égal à celui du conduit de sortie (4), une rainure longitudinale (24). 4 - Soupape de réglage selon les revendications 1 et 3, caractérisée par le fait que l'obturateur (19) présente, sur chacune des faces de la partie centrale (19a), une partie (19b, 19c) de diamètre inférieur. 5 - Soupape de réglage selon les revendications 1 et 4, caractérisée par le fait que la partie (19b) présente une hauteur telle que, lorsque la soupape est ouverte, la partie centrale (19a) est soulevée au-dessus des passages (6, 6a).