Brevet FR2452040A1 — publié le 19801017

La présente invention concerne une vanne de commande d'un fluide et plus particulièrement une vanne de soufflage d'air destinée à être utilisée pour le triage de minerais, ainsi qu'un appareil de triage de minerais comportant une telle vanne. On connaît déjà des vannes de soufflage d'air destinées au triage de particules de minerais qui présentent une qualité caractéristique mesurable ou détectable telle que la couleur, la radio-activité etc, par rapport au reste des particules de minerais dans un courant. Des vannes de ce type comportent un clapet mobile qui est généralement actionné par un solénolde dans le but d'émettre un jet d'air sous pression provenant de la vanne, afin de dévier des particules de minerais de leur trajet suivi à travers un espace, et ce en réponse à- des signaux provenant d'un dispositif détectant la caractéristique particulière dans les particules.Pour un fonctionnement efficace de ces vannes il est essentiel qu'elles puissent basculer instantanément en réponse aux signaux provenant du détecteur de caractéristiques et l'un des problèmes principaux que l'on rencontre avec ces vannes est que les signaux de commutation provenant du détecteur doivent etre compensés dans le temps pour tenir compte de l'inertie mécanique et de la résistance aux frottements des clapets mobiles et des solé noises qui les actionnent. Ce problème est rendu compliqué par suite de la nature inconsistante de la résistance, due aux frottements, des clapets et solénoides. La présente invention a pour but de fournir une vanne dans laquelle les problèmes précités sont réduits au minimum. A cet effet cette vanne de commande d'un fluide suivant l'invention, comportant un corps de vanne à travers lequel s'étend un passage pour le fluide, un clapet mobile entre une première position dans laquelle il obture ce passage et une seconde position dans laquelle le passage est ouvert,estcaractérisée en ce qu'elle comporte, dans le corps de vanne, une chambre qui est isolée du passage et qui communique avec le clapet du côté aval de ce dernier et un passage secondaire de fluide s'étendant entre le passage principal de fluide, du cAte amont du clapet, et -la chambre de telle façon que, lorsque le clapet se trouve dans sa première positions du fluide à la pression d'alimentation en cours d'utilisation soit appliqué à la partie aval du clapet. Le clapet est avantageusement constitué par un coulisseau qui est mobile entre ses deux positions dans une cavité ménagée dans le corps et qui comporte une première ouverture qui se trouve, dans la seconde position du clapet, concorder avec le passage principal du fluide à travers le corps. L'invention a également pour bbjet un appareil de triage de minerais suivant l'invention comportant une vanne de soufflage d'air telle que décrite ci-dessus pour souffler des particules de minerais présentant une caractéristique détectée par rapport au reste des particules de minerais se trouvant dans un courant. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en coupe axiale d'une vanne suivant l'invention. La figure 2 est une vue frontale de la moitié antérieure du corps de la vanne. La figure 3 est une vue en perspective partielle du clapet coulissant de la vanne. La vanne suivant l'invention qui est représentée sur la figure 1 comporte essentiellement un corps de vanne 10 et un clapet obturateur coulissant 12. Le corps de vanne 10 comporte une partie 14 destinée au raccordement et une partie 16 correspondant à la sortie, ces deux parties étant maintenues ensemble au moyen de boulons espacés qui ne sont pas représentés sur le dessin. Les faces en contact des parties 14 et 16 présentent respectivement des évidements rectangulaires 18 et 20 qui définissent entre eux une cavité dans laquelle le clapet mobile 12 est monté mobile dans la direction de la flèche de la figure 1. La partie 14 formant raccord du corps est conformée de la manière illustrée et elle comporte un passage de fluide principal 22 et un passage secondaire 24 qui débouche dans l'évidement 18. La portion de sortie 16 du corps de vanne porte une buse de sortie 26 à l'intérieur de laquelle est ménagée un alésage en forme de venturi 28 qui cofncide axialement avec le passage 22 dans la partie 14 de raccordement. Comme on peut mieux le voir sur la figure 2, ltévidement 20 porte trois gorges interconnectées 30 qui entourent partiellement l'alésage 28. L'aire de la surface frontale des gorges 30 est égale à l'aire de la section droite du passage 22. Des trous de fuite 32 qui ont entre eux une aire de section droite notablement plus faible que celle du passage 24, s'étendent entre les gorges 30 et l'extérieur du corps de la vanne. Le clapet coulissant 12 consiste, comme on peut le voir sur la figure 3, en une plaque métallique rectangulaire qui peut être recouverte d'un matériau antifriction tel que le polytétrafluoroéthylène qui assure additionnellement une fonction d'étanchéité. Suivant une variante le clapet peut nitre pas recouvert d'un tel matériau et les évidements 18 et 20 peuvent porter, dans des rainures disposées dans des endroits appropriés, des bandes d'un matériau antifriction ou d'étanchéité, bandes sur lesquelles s'appuie le clapet coulissant pendant son mouvement dans son logement dans le corps de la vanne.Le clapet 12 présente une ouverture circulaire 34 qui est décalée à l'écart du passage 22 et de l'alésage 28 lorsque le clapet se trouve dans la position illustrée sur la figure 1, et une fente allongée plus petite 36 qui fait communiquer, dans cette position, le passage secondaire de fluide 24 avec les gorges 30. Le domaine de principale utilisation de la vanne décrite ci-dessus est le triage de minerais et dans ce cas la vanne est utilisée conjointement avec un appareil comportant des moyens pour détecter une caractéris- tique désirée dans des particules de minerais qui sont alimentées sous la forme d'un courant passant en regard des moyens de détection, et un solénolde qui est accouplé au clapet 12 et qui est excité par un signal compensé dans le temps, en provenance des moyens de détection, pour actionner le clapet et amener la vanne à souffler les particules qui présentent la caractéristique détectée, à l'égard du courant-de particules, et ce dans ou sur un réceptacle. La partie de raccordement 14 de la vanne est reliée à une canalisation qui fournit de l'air sous pression élevée. Cet air sous pression contourne le clapet fermé 12, comme il est représenté sur la figure 1, en passant à travers le passage secondaire 24 et la fente 36 du clapet pour pénétrer dans les gorges 30. L'air sous pression se trouvant dans ces gorges 30 tend à équilibrer la force exercée sur la face amont du clapet fermé se trouvant dans le passage 22 et réduit par conséquent notablement le charge de frottement élevée qui sans cela serait imposée au clapet lors de son déplacement dans la cavité du corps de la vanne.Lors de l'apparition d'un signal de commutation en provenance des moyens de détection de l'appareil de triage, le clapet 12 est soulevé, par son solénoide de commande, de la position représentée sur la figure 1 jusqu'à une position dans laquelle l'ouverture 34 se trouve en regard du passage 22, et ce afin d'ouvrir la vanne. On notera d'après la figure 1 que la longueur de la fente 36 dans le clapet 12 n'est pas aussi grande que la distance sur laquelle se dép-lace le clapet entre ses première et seconde positions, et il en résulte que l'alimentation en air sous pression des gorges 30 est interrompue avant que la vanne soit totalement ouverte ou fermée. Cependant ceci n'altère pas le fonctionnement régulier du clapet 12 étant donné que la charge s'exerçant sur la face amont du clapet 12, par suite de la pression d'alimentation, est supprimée lorsque 11 ouverture 34 vient se placer en regard des passages 22 et 28. Pour maintenir un équilibre précis des pressions de part et d'autre du clapet pendant son fonctionnement, on peut faire en sorte que la fente 36 soit réalisée de manière à converger à partir de son extrémité supérieure qui est éloignée de l'ouverture 34, en direction de son extrémité inférieure si bien que le passage de l'air sous pression à travers cette fente soit de plus en plus limité au fur et à mesure que le clapet se déplace vers le haut, ce qui évite ainsi la possibilité d'avoir une pression d'air agissant sur la face aval du clapet, dans les gorges 30, plus élevée que celle appliquée sur la face amont du clapet, lorsque l'ouverture 34 vient en regard du passage 22 et que par conséquent la pression sur cette face amont du clapet diminue. Cependant, si, pour une raison quelconque, on désire que la pression dans les gorges 30 soit maintenue pendant toutes les phases du fonctionnement du clapet 12, on peut faire en sorte que le passage 24 mette en dérivation le clapet à travers le corps de la vanne. REVENDICATIONS 1. Vanne de commande de fluide comportant un corps de vanne à travers lequel est ménagé un passage principal pour le fluide, un clapet mobile ayant une première position dans laquelle il obture ce passage principal et une se conde position dans laquelle ce passage est ouvert, caractériséeen ce qu'elle comporte,dans le corps (10) de la vanne, une chambre (30) qui est isolée du passage principal (22, 28) et qui est en communication avec le clapet (12) du côté aval de ce dernier, et un passage secondaire de-fluide (24) s'éten dant entre le passage principal (22) du côté amont du clapet (12) et la chambre (30) de telle façon que, lorsque le clapet (12) se trouve dans sa première position, du fluide à la pression d'alimentation en cours d'utili sation soit appliqué à la partie aval du clapet (12). 2. Vanne suivant la revendication 1, caractériséeen ce que le clapet (12) est un-coulisseau qui est mobile entre ses deux positions dans une cavité (18, 20) du corps et il comporte une première ouverture (34) qui se trouve en regard du passage principal du fluide (22, 28) à travers le corps (10) lors que le clapet (12) se trouve dans sa seconde position. 3. Vanne suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le clapet (12) com porte une seconde ouverture (36) qui , lorsque le clapet (12) se trouve dans sa première position, se trouve en regard du passage secondaire de fluide (24) et de la chambre (30) située du côté aval du clapet (12). 4. Vanne suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la chambre -(30) située du coté aval du clapet est constituée par une pluralité de gorges interconnectées entre elles, qui s'ouvrent dans la cavi té (18, 20) où est logé le clapet coulissant (12) et qui entourent au moins partiellement le passage principal (28) du fluide. 5. Vanne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte un passage de fluide (32) dont l'aire de la section droite est inférieure à celle du passage secondaire (24) et qui s'étend entre la chambre (30) et l'extérieur du corps (10) de la vanne. 6. Vanne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la portion (28) du passage principal du fluide située du côté aval du clapet (12) est un venturi. 7. Appareil de triage de minerais, caractérisé en ce qu'il comporte une vanne de soufflage d'air suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour souffler des particules de minerais ayant une caractéristique détectée à l'écart du reste des particules de minerais se trouvant dans un courant.