Brevet FR2468776A1 — publié le 19810508

La présente invention a pour objet un servo-moteur pour la commande d'un organe mobile, tel qu'un obturateur de vanne, comprenant une membrane dont l'une des faces délimite une chambre pneumatique et dont l'autre face est appliquée et fixée sur un plateau auquel l'une des extrémités d'une tige de commande est elle-même fixée, et qui est soumis à l'action d'au moins un ressort ayant une extrémité fixe appuyée sur le corps du servo-moteur et sollicitant, par son extrémité mobile, la tige de commande dans un sens qui tend à mettre l'organe mobile, relié à l'autre extrémité de la tige, dans une position de repos ou de sécurité, la mise en pression de la chambre pneumatique ayant pour effet de déplacer la tige de commande dans l'autre sens, qui met l'organe mobile en position active, à l'encontre du ressort, lequel peut être taré par le réglage d'au moins un écrou vissé sur la tige. Dans un servo-moteur connu de ce type, l'extrémité fixe du ressort est adjacente à la membrane et l'extré- mité mobile est en appui sur une rondelle qui est retenue par un écrou en forme de douille, vissé sur la tige, pour le tarage du ressort. Cette disposition est difficilement applicable notamment dans le cas où l'organe mobile est rotatif, par exemple s'il s'agit de l'axe de l'obturateur d'une vanne à papillon. Pour remédier à cet inconvénient l'invention propose un servo-moteur du type mentionné, caractérisé en ce que l'extrémité mobile du ressort est appliquée directement sur le plateau, comme connu en soi, et en ce que sur la tige de commande est vissée, en position réglable, une butée coopérant avec une surface de portée du corps, contre laquelle elle peut être appliquée sous l'action du ressort, pour la position de repos. La chambre pneumatique, la membrane et le ressort étant contenus dans un boîtier du corps, il est avantageux que la tige de commande traverse une partie tubulaire du corps prolongeant le boîtier, et dont l'extrémité opposée à la chambre pneumatique constitue la surface de portée de la butée réglable. I1 est alors possible que, grâce notamment à la souplesse de la membrane, la tige subisse, sous l'effet de la mise en pression de la chambre pneumatique, des débattements angulaires lorsque l'extrémité opposée au plateau de la tige, située au-delà de la butée, est articulée sur l'une des extrémités d'un bras dont l'autre extrémité est solidaire d'un organe mobile rotatif, constitué par exemple par l'axe du papillon obturateur d'une vanne.L'avantage de cette disposition est que la course du bras commandant l'obturateur peut être importante, en permettant ainsi d'obtenir un couple de fermeture élevé. Pour permettre des débattements en tous sens de la tige, il est préférable que l'articulation sur le bras soit réalisée au moyen d'une rotule, la butée étant elle-même montée en son centre sur une rotule traversée par la tige et retenue dans la position voulue entre deux écrous vissés sur la tige. L'invention sera explicitée au cours de la description qui va suivre, en se référant au dessin annexé,dans lequel - la fig. 1 est une vue en coupe axiale d'un servomoteur suivant l'invention, appliqué à la commande de l'obturateur d'une vanne à papillon, dans le cas où la position de sécurité correspond à la fermeture; - la fig. 2 est une vue en élévation et en coupe par- tielle du servo-moteur, dans le cas où la position de sé curité est une position ouverte. Le servo-moteur pneumatique de la figure 1 est repré senté dans son application à la commande de l'obturateur 2 d'une vanne a papillon 3 dont le corps 4 est assemblé avec les brides 6 de deux tronçons de canalisation. Le corps 7 du servo-moteur comprend un boîtier 8 monté par l'intermédiaire d'un élément tubulaire 9 sur un support 11, en forme de caisson. Le boîtier 8 se compose de deux demi-boîtiers 12, 13, entre les rebords 12a, 13a desquels est serrée une membrane 14 dont la face supérieure délimite, avec le demi-boîtier 12 formant couvercle, une chambre pneumatique 16 dans laquelle de l'air comprimé peut être introduit par une tubulure 17. L'autre face de la membrane 14 est appliquée et fixée sur un plateau 18, sur le dessous duquel est appuyée l'extrémité mobile 19 d'un ressort de compression 21 qui, dans la position de repos, ou de sécurité, représentée est coaxial au boîtier 8 et au tube 9, et dont l'autre extrémité, fixe, prend appui sur le fond du demi-boîtier inférieur 13 autour d'une ouverture 22 dans laquelle est soudée l'extrémité correspondante de la partie tubulaire 9. Au centre de la face inférieure du plateau 18 est fixée une tige de commande 23 qui, dans la position représentée, est située verticalement dans l'axe commun au boîtier 8 et au tube 9. Cette tige traverse le tube 9 et son extrémité inférieure, située dans le support 11, est reliée par une articulation à rotule 24 à l'une des extrémités d'un bras 26 dont l'autre extrémité est fixée sur l'axe 25 de l'obturateur 2, dont la position angulaire est donc déterminée par la position en hauteur qu'occupe dans le corps 7 la tige 23, commandée elle-même par les actions antagonistes du fluide pneumatique dans la chambre 16 et du ressort 21. Dans la position de la figure 1, la chambre pneumatique 16 est à l'atmosphère et l'obturateur 2 est appliqué sur son siège 2a, en position de fermeture, sous l'effet de la traction vers le haut exercée sur le bras 26 par la tige 23 soumise exclusivement à l'action du ressort 21, dont la force de rappel est déterminée par l'application au contact d'un siège 27, défini par la section terminale inférieure du tube 9, d'une plaque de butée 28 fixé? sur la tise 23 à une petite distance au-dessus de la rotule 24.Pour s'adapter aux débattements angulaires de la tige 23, la butée 28 est munie elle aussi, en son centre, d'une rotule 29 que traverse en coulissant la tige 23 et qui est retenue, en position réglable, au moyen de deux écrous 31, 32 vissés sur une partie filetée correspondante 33 de la tige et serrés au contact des faces terminales planes adjacentes de la rotule 29. La position axiale sur la tige 23 de la butée 28 peut donc être déterminée sélec- tivement en réalisant ainsi un tarage du ressort 21. Ce tarage sert principalement à moduler la déformation en torsion de l'axe 25 de l'obturateur 2, due au couple élevé f créé par l'ensemble ressort 21 - tige 23 bras 26, lorsque l'obturateur 2 est en butée sur son siège 2a, suivant une disposition exposée par exemple dans la demande FR 79 11625. Lorsque de l'air comprimé est introduit dans la chambre pneumatique 16 la membrane 14 repousse vers le bas, à l'encontre du ressort 21, la tige 23 dont l'extrémité inférieure décrit, conjointement avec la rotule 24 reliée au bras 26, un arc de cercle. Le plateau 18 oscille donc mais les jeux et usinages sont établis de façon à éviter tout coincement de la membrane 14 entre le plateau 18 et les parois du boîtier 8. Le papillon-obturateur 2 est simultanément entraîné en rotation dans le sens de l'ouverture, opposé à f, en prenant une position active. A la figure 2 la position du support 11 a été inversée par rapport à celle de la figure 1, de sorte que la position de repos de l'obturateur 2 est une position d'ouverture définie par le contact de la butée 28 avec le siège 27 du corps 7. - REVENDICATIONS 1 - Servo-moteur pour la commande d'un organe mobile, tel qu'un obturateur de vanne, comprenant une membrane dont l'une des faces délimite une chambre pneumatique et dont l'autre face est appliquée et fixée sur un plateau auquel l'une des extrémités d'une tige de commande est elle-même fixée et qui est soumis à l'action d'au moins un ressort ayant une extrémité fixe appuyée sur le corps du servo-moteur et sollicitant, par son extrémité mobile, la tige de commande dans un sens qui tend à mettre l'organe mobile, relié à l'autre extrémité de la tige, dans une position de repos ou de sécurité, la mise en pression de la chambre pneumatique ayant pour effet de déplacer la tige de commande dans l'autre sens, qui met l'organe mobile en position active, à l'encontre du ressort, lequel peut être taré par le réglage d'au moins un écrou vissé sur la tige, caractérisé en ce que l'extrémité mobile duressort est appliquée directement sur le plateau, comme connu en soi, et en ce que sur la tige de commande est visse en position réglable, une butée coopérant avec une surface de portée du corps, contre laquelle elle peut être appliquée sous l'action du ressort, pour la position de repos. 2 - Servo-moteur suivant la revendication 1, dont le corps comporte un boîtier en deux parties contenant la chambre pneumatique et la membrane, caractérisé en ce que le ressort (21) est contenu tout entier dans le boîtier (8) et prend appui sur le fond du demi-boîtier (13) opposé à la chambre pneumatique (16), ce demi-boîtier se prolongeant sous la forme d'une partie tubulaire (9) que traverse la tige de commande (23) et dont la section terminale (27) constitue une portée pour la butée (28). 3 - Servo-moteur suivant la revendication 2, pour la commande d'un organe mobile rotatif, tel que l'axe de l'obturateur d'une vanne à papillon, caractérisé en ce que l'extrémité opposée au plateau (18) de la tige de commande (23) est articulée (24) sur l'une des extrémités d'un bras (26), dont l'autre extrémité est fixée sur l'organe rotatif à commander (25). 4 - Servo-moteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'articulation reliant la tige de commande (23) au bras (26) comprend une rotule (24). 5 - Servo-moteur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la butée (28) comporte, dans sa région centrale, une rotule (29) que traverse la tige (23) et qui peut être fixée dans une position réglable par deux écrous (31, 32) vissés sur la tige et situés de part et d'autre de la rotule (29). 6 - Servo-moteur suivant l'une des revendications 1 à 5, pour la commande de l'axe de l'obturateur d'une vanne à papillon, caractérisé en ce que la position de repos de l'axe (25) est une position de fermeture pour laquelle l'obturateur (2) est appliqué sur son siège (2a), l'axe (25) étant déformé en torsion sous l'effet du couple exercé sur le bras (26) par la tige (23) mise en traction par le ressort (21) et positionnée par le contact de la butée (28) sur le siège (27). 7 - Servo-moteur suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps (7) du servo-moteur est monté sur un support (11) qui est réversible, en ce sens qu'il peut être assemblé avec le corps dans l'une ou l'autre de deux positions correspondant à des positions de repos différentes pour l'organe mobile (25).