Brevet FR2468051A1 — publié le 19810430

- 1 - La présente invention se rapporte à un ensemble de soupape et elle se rapporte plus particulièrement à un procédé et à un appareil pour introduire de l'air dans une machine à traire à succion pendant le cycle de lavage. Une recherche de brevetabilité de la présente invention a permis de découvrir les brevets des EUA n' 3.506.034, nô 3.913.884, ne 3.957.244, nô 3.981.478, nô 3.961.608. L'appareil représenté dans le brevet des EUA antérieur 3.506.034 constitue un exemple d'un appareil utilisé pour introduire de l'air dans une machine à traire à succion d'un type qui était d'un emploi courant avant la présente invention. Les principaux avantages du présent appareil par rapport aux soupapes telles que celles représentées dans le brevet des EUA antérieur n-3.506. 034 sont-qu'il a une durée de vie en service nettement plus longue, que son fonctionnement est plus silencieux, qu'il permet un plus fort débit d'air, qu'il est facile à démonter en vue de son nettoyage et qu'il est facile à régler. Sommairement, la présente invention a pour objet un ensemble de soupape qui comporte un premier élément de bottier comportant une première chambre intérieure, cet élément de bottier étant agencé de façon à pouvoir être raccordé à une conduite de vide. L'ensemble comprend un second élément de bottier qui comporte une seconde chambre intérieure. Une membrane ou diaphragme souple est monté entre les premiers et second éléments de bottier et est agencé de façon à pouvoir se déplacer entre une position non déformée et une position déformée en réponse aux for- ces exercées sur ces c8tés opposés. Il est prévu un robi- net de commande pour commander le fonctionnement de l'ensem- ble de soupape. Ce robinet de commande peut être actionné de façon à placer sélectivement la seconde chambre intérieure en communication avec l'atmosphère de façon ainsi à amener le diaphragme à prendre sa position non déformée. Le robi- -2- net de commande sert également à placer périodiquement la seconde chambre intérieure en communication avec le vide qui règne dans la première chambre de façon ainsi à amener le diaphragme à prendre sa position déformée. Un obturateur est monté sur le diaphragme et sert à mettre la première chambre intérieure en communication avec l'atmosphère, lorsque le diaphragme est dans sa position déformée, de façon à admet- tre ainsi de l'air dans la conduite de vide. L'obturateur est, en outre, agencé de façon à isoler la première chambre intérieure de l'atmosphère lorsque le diaphragme est dans sa position non déformée. D'autres caractéristiques de l'invention appa- rattront à la lecture de la-description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels La Fig.l est une vue en plan de dessus d'un en- semble d'injection d'air contruit conformément à la pré- sente invention; La Fig.2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig.1; La Fig.3 est une vue en plan de dessous de l'en- semble d'injection d'air représenté sur les Fig.l et 2; et Les Fig.4 et 5 sont des vues schématiques du robinet de commande à trois voies. Comme représenté sur les dessins auxquels on se référera d'une manière plus précise, l'ensemble d'injection d'air de la présente invention est composé de deux éléments principaux, à savoir, un ensemble 10 de soupape pneumatique à diaphragme et un robinet de commande 12 à trois voies com- mandé par solénoïde. La soupape 10 à diaphragme est composée d'un premier élément de bottier 14 et d'un second élément de bottier 16 assujettis ensemble de manière amovible par un organe de serrage 18. Un diaphragme ou membrane souple 24 est serré entre les rebords 20 et 22 des éléments de bottier 14 et 16. Un disque de soupape 26 en caoutchouc est monté sur la partie centrale du diaphragme 24 au mo- yen d'une rondelle 23, d'une plaque support 30 et d'un -3- ensemble de boulon et écrou 32. Comme on l'expliquera en détail ci-après, l'ob- turateur 26 est conçu pour se déplacer en appui étanche et hors d'appui étanche contre un siège 34 formé sur la face du rebord 22 de l'élément de bottier 16. Plusieurs ouvertures 36 sont formées dans le rebord 22, comme plus particulièrement représenté sur la Figure 3. Des tamis 38 sont montés dans des évidements formés dans la face du re- bord opposée aux ouvertures 36 pour empêcher que des ob- jets étrangers, tels que des insectes, pénètrent dans la machine. Une mince plaque métallique 37 est montée entre le diaphragme 24 et le rebord 33. La plaque 37 comporte des ouvertures dont le nombre, la forme et la position corres- pondent à ceux des ouvertures 36 du rebord 22. On expli- quera en détail ci-après le rôle joué par la plaque 37. Un tube 40 en matière plastique, muni de col- liers de serrage 42, 42 est monté sur l'extrémité ouverte de l'élément de bottier 16 pour faciliter le raccordement de l'ensemble d'injection d'air à la conduite de lavage 44 de la machine à traire. Le robinet de commande 12 comporte un actionneur à solénoïde 46 et un corpà de robinet 48 ayant des ori- fices 50, 52 et 54. L'orifice 50 débouche à l'atmosphère. L'orifice 52 est raccordé à la chambre intérieure 56 de l'élément de bottier 16 par un tube 58 monté sur un em- bout 60 formé sur le côté de l'élément de bottier 16. L'orifice 54 est raccordé à la chambre interne 62 formée dans l'élément de bottier 14 au moyen d'un tube 64 et d'un embout 66 formé sur l'extrémité de l'élément de bot- tier 14. La construction interne du robinet de commande 12 à trois voies peut être d'un type classique quelconque approprié pour remplir la fonction voulue, à savoir: lorsque-le solénoïde 46 est désexcité (fig.4), l'orifice 54 est en communication avec l'atmosphère par 1'intermé- e4 -4- diaire de l'orifice 50 et l'orifice 52 est fermé; et, lorsque le solénoïde 46 est excité en communication avec l'orifice 54 et l'orifice 50 est fer- mé. Comme précédemment indiqué, bien que l'ensemble d'injection de la présente invention puisse servir à di- verses fins, il est plus particulièrement conçu pour être utilisé dans une machine à traire dans laquelle les con- duites de traite sont soumises à une dépression pendant le fonctionnement normal. Dans une telle machine, il est désirable d'injecter périodiquement un volume d'air dans la machine pendant le cycle de lavage pour assurer un plein contact du liquide de nettoyage avec les surfaces intérieures de la machine à traire. Lorsque le solénoïde 46 est désexcité (fig.4), l'orifice 54 du robinet 12 est mis en communication avec l'atmosphère par l'intermédiaire de l'orifice 50 et il met à son tour, la chambre 62 de l'élément de bottier 14 en communication avec l'atmosphère. En même temps, 'ori- fice 52 est fermé et la chambre 56 de l'élément de bottier 16 est soumise à la dépression régnant dans la machine (par l'intermédiaire de la conduite 44), dépression qui, dans une machine de type courant, est d'environ 380 mm de mercure. Etant donné que la pression atmosphérique est admise dans la chambre 62 et qu'une dépression de 380 mm de mercure règne dans la chambre 56, la différence entre les pressions régnant de part et d'autre du diaphragme 24 maintient le disque de soupape 26 fermement appliqué et de manière étanche contre le siège de soupape 34, empêchant ainsi que de l'air atmosphérique soit injecté dans la ma- chine par les ouvertures 36. Lorsqu'on désire injecter un volume d'air dans le circuit, on excite le solénoïde 46 du robinet 12. Ceci peut être effectué à l'aide de moyens appropriés quelcon- ques, tels qu'un minuteur, ou manuellement, si désiré. Com- - 5 - me représenté sur la Figure 5, cette manoeuvre met l'ori- fice 52 du robinet en communication avec l'orifice 54 et en même temps, isole l'orifice 50 de la pression atmosphé- rique. Ceci a, à son tour, pour effet de mettre la chambre 56 en communication avec la chambre 62 par l'intermédiaire des tubes 58 et 64 et ainsi de créer dans la chambre 62 un vide égal à celui qui règne dans la chambre 56. Etant donné que la surface utile de la face du diaphragme 24 située du côté de la chambre 64 est plus grande que celle de la face située du côté de la chambre 56, les forces inégales exercées sur les faces opposées du diaphragme provoquent son déplacement dans l'espace 62, vers la gauche en considérant la figure 2. Le disque de soupape 26 est, de ce fait, déplacé hors d'appui contre le siège 34, permettant à de l'air de l'atmosphère d'être in- jecté dans le circuit de vide par les ouvertures 36 du re- bord 22 (et les ouvertures de la plaque 37) puis au-delà de l'obturateur 26 et dans la chambre 56. En faisant tour- ner la plaque 37 par rapport au rebord 22, on peut régler la surface totale des ouvertures débouchant dans la cham- bre 56. En modifiant la surface totale des ouvertures qui raccordent la chambre 56 à l'atmosphère, on peut régler le débit d'air atmosphérique s'écoulant dans le circuit de vide pour un niveau de vide particulier quelconque ré- gnant dans le circuit. On fait tourner la plaque simplement en desserrant l'ensemble de boulon et d'écrou 32 et en a- justant les ouvertures aux dimensions désirées. L'air in- troduit dans le circuit de vide crée des turbulences dans la solution de lavage qui s'écoule dans les conduites pour accottre la vitesse de la solution et accroître, de ce fait, l'action de nettoyage. On comprendra à la lecture de la description qui précède que l'appareil de la présente invention, du fait qu'il ne comporte aucune pièce mobile en dehors du dia- 2468051 ' - 6 - phragme ou membrane souple, a une longue durée de vie en service et qu'il fonctionne, en outre, d'une manière rela- tivement silencieuse. i -7 - R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Ensemble de soupape caractérisé en ce qu'il comporte: Un premier élément de bottier (16) comportant une première chambre intérieure (56), ce premier élément de bottier étant agencé de façon à pouvoir être raccordé à une conduite de vide; Un second élément de bottier (14) comportant une seconde chambre intérieure (62); Un diaphragme souple (24) monté entre les pre- miers et second éléments de bottier et positionné avec un de ses côtés face à la première chambre intérieure et son autre côté face à la seconde chambre intérieure, ce dia- phragme étant agencé de façon à pouvoir se déplacer entre une position non déformée et une position déformée en ré- ponse aux forces exercées sur ses côtés opposés, la sur- face utile du côté du diaphragme qui fait face à la se- conde chambre intérieure étant plus grande que la surface utile du c8té du diaphragme qui fait face à la première chambre intérieure; Un obturateur (26) monté sur le diaphragme de façon à mettre la première chambre intérieure en communi- cation avec l'atmosphère lorsque le diaphragme est dans sa position déformée et à mettre cette première chambre hors de communication avec l'atmosphère lorsque le dia- phragme est dans sa position déformée; et Un robinet de commande (12) susceptible d'être actionné pour mettre sélectivement la seconde chambre in- térieure en communication avec l'atmosphère de telle sorte que le diaphragme est amené à prendre sa position non dé- formée et pour mettre alternativement la seconde chambre intérieure en communication avec la dépression régnant dans la première chambre de telle sorte que le diaphragme est amené à prendre sa position déformée. 2. Ensemble de soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce que le robinet de commande comporte 2468051' -8 - un actionneur (46) à solénoïde et un corps (48) de robi- net qui comporte un premier orifice (50) ouvert à l'at- mosphère, un second orifice (52) raccordé à la première chambre intérieure et un troisième orifice (54) raccordé à la seconde chambre intérieure, ce robinet de commande comportant, en outre, un mécanisme obturateur à trois voies, monté dans le corps, qui fonctionne, lorsque le solénoïde de l'actionneur à solénoïde est désexcité, pour mettre le troisième orifice en communication avec l'atmos- phère par l'intermédiaire du premier orifice et pour fer- mer simultanément le second orifice, le robinet de commande fonctionnant, en outre, lorsque le solénoïde est excité, pour mettre le second orifice en communication avec le troisième orifice et pour fermer simultanément le premier orifice. 3. Ensemble de soupape caractérisé en ce qu'il comprend: Un premier élément de bottier (16) comportant une première chambre intérieure (56) et un rebord (22), ce premier élément de bottier étant agencé de façon à pouvoir être raccordé à une conduite de vide; Un second élément de bottier (14) comportant une seconde chambre intérieure (62) et un rebord (20); Un diaphragme souple (24) monté entre les re- bords des premiers et second éléments de bottier et posi- tionné avec un de ses côtés face à la première chambre in- térieure et son autre c8té face à la seconde chambre inté- rieure, ce diaphragme étant agencé de façon à pouvoir se déplacer entre une position non déformée et une position déformée en réponse aux forces exercées sur ses côtés op- posés, la surface utile du côté du diaphragme qui fait face à la seconde chambre intérieure étant plus grande que la surface utile du côté du diaphragme qui fait face à la première chambre; Un obturateur (26) monté sur le diaphragme pour -9- mettre la première chambre intérieure en communication avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'une série d'ori- fices (36) formés dans le rebord du premier élément de bottier lorsque le diaphragme est dans sa position défor- mée et pour isoler la première chambre intérieure de l'at- mosphère lorsque le diaphragme est dans sa position non déformée; et Un robinet de commande (12) susceptible d'être actionné pour mettre sélectivement la seconde chambre in- térieure en communication avec l'atmosphère de telle sorte que le diaphragme est amené à prendre sa position non dé- formée et pour mettre alternativement la seconde chambre intérieure en communication avec la dépression régnant dans la première chambre de telle sorte que le diaphragme est amené à prendre sa position déformée. 4. Ensemble de soupape selon la revendication 3, caractérisé en ce que le robinet de commande comporte un actionneur (46) à solénoïde Et. un corps (48) de robinet qui comporte un premier orifice (50) ouvert à l'atmosphère, un second orifice (52) raccordé à la première chambre intérieure et un troisième orifice (54) raccordé à la seconde chambre intérieure, ce robinet de commande comportant, en outre, un mécanisme obturateur à trois voies, monté dans le corps, qui fonctionne, lorsque le solénoïde de l'actionneur à solénoïde est désexcité, pour mettre le troisième orifice en communication avec l'atmosphère par l'intermédiaire du premier orifice et pour fermer simultanément le second o- rifice, le robinet de commande fonctionnant, en outre, lorsque le solénoïde est excité, pour mettre le second orifice en communication avec le troisième orifice et pour fermer simultanément le premier orifice. 5. Ensemble de soupape selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second orifice (52) est raccordé à la première chambre intérieure (56) par un organe tubu- laire (58). 6. Ensemble de soupape selon la revendication - 10 - 3, caractérisé en ce que le troisième orifice (54) est raccordé à la seconde chambre intérieure (62) par un or- gane tubulaire (64). 7. Ensemble de soupape caractérisé en ce qu'il comporte: Un premier élément de bottier (16) comportant une première chambre intérieure (56), ce premier élément de bottier étant agencé de façon à pouvoir être raccordé à une conduite de vide; Un second élément de bottier (14) comportant une seconde chambre intérieure (62); Un diaphragme souple (24) monté entre les pre- miers et second éléments de bottier et positionné avec un de ses côtés face à la première chambre intérieure et son autre côté face à la seconde chambre intérieure, ce dia- phragme étant agencé de façon à pouvoir se déplacer entre une position non déformée et une position déformée en ré- ponse aux forces exercées sur ses c8tés opposés; Un robinet de commande (12) susceptible d'être actionné pour mettre sélectivement la seconde chambre in- térieure en communication avec l'atmosphère de telle sorte que le diaphragme est amené à prendre sa position non dé- formée et pour mettre périodiquement la seconde chambre intérieure en communication avec la dépression régnant dans la première chambre de telle sorte que le diaphragme est amené à prendre sa position déformée; Un obturateur (26) monté sur le diaphragme pour mettre la premuère chambre intérieure en communication avec l'atmosphère lorsque le diaphragme est dans sa posi- tion déformée de façon ainsi à admettre de l'air dans la conduite de vide, cet obturateur étant, en outre, agencé pour isoler la première chambre intérieure de l'atmosphère lorsque le diaphragme est dans sa position non déformée. 8. Ensemble de soupape caractérisé en ce qu'il comprend L. - il - Un premier élément de bottier (16) comportant une première chambre intérieure (56) et un rebord (22), ce premier élément de bottier étant agencé de façon à pou- voir être raccordé à une conduite de vide; Un second élément de bottier (14) comportant une seconde chambre intérieure (62) et un rebord (20); Un diaphragme souple (24) monté entre les re- bords des premiers et second éléments de bottier et posi- tionné avec un de ses côtés face à la première chambre intérieure et avec son autre côté face à la seconde cham- bre intérieure, ce diaphragme étant agencé de façon à pou- voir se déplacer entre une position non déformée et une position déformée en réponse aux-forces exercées sur ses côtés opposés, la surface utile du côté du diaphragme qui fait face à la seconde chambre intérieure étant plus grande que la surface utile du côté du diaphragme qui fait face à la première chambre; Un obturateur (26) monté sur le diaphragme pour mettre la première chambre intérieure en communication avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'une série d'orifice (36) formés dans le rebord du premier élément de bottier, lorsque le diaphragme est dans sa position déformée, et pour isoler la première chambre intérieure de l'atmosphère lorsque le diaphragme-est dans sa position non déformée; - une plaque de réglage (37) montée adjacente au rebord du premier élément de bottier et comportant une série d'ouver- tures qui sont espacées et dimensionnées à peu près de la même manière que les ouvertures formées dans le rebord du premier élément de bottier de sorte que, lorsque la plaque de réglage est déplacée en rotation par rapport au rebord, les dimensions utiles des ouvertures formées dans le re- bord et dans la plaque sont modifiées; et Un robinet de commande (12) susceptible d'être actionné pour mettre sélectivement la seconde chambre in- térieure en communication avec l'atmosphère de telle sorte - 12 - que le diaphragme est amené à prendre sa position non dé- formée et pour mettre alternativement la seconde chambre intérieure en communication avec la dépression régnant dans la première chambre de telle sorte que le diaphragme est amené à prendre sa position déformée. 9. Ensemble de soupape selon la revendication 8, caractérisé en ce que le robinet de commande comporte un actionneur (46) à solénoïde et un corps (48) de robinet qui comporte un premier orifice (50) ouvert à l'atmosphère, un second orifice (52) raccordé à la première chambre in- térieure et un troisième orifice (54) raccordé à la seconde chambre intérieure, ce robinet de commande comportant, en outre, un mécanisme obturateur à trois voies, monté dans le corps, qui fonctionne, lorsque le solénoïde de l'ac- tionneur à solénoïde est desexcité, pour mettre le troi- sième orifice en communication avec l'atmosphère par l'in- termédiaire du premier orifice et pour fermer simultané- ment le second orifice, le robinet de commande fonction- nant, en outre, lorsque le solénoïde est excité, pour met- tre le second orifice en communication avec le troisième orifice et pour fermer simultanément le premier orifice. 10. Procédé pour injecter de l'air dans une ma- chine à traire à succion pendant le cycle de lavage en utilisant un ensemble de soupape à diaphragme selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant un dia- phragme souple (26) monté entre des premiers et second éléments de bottier (16 et 14), le premier élément de bot- tier étant raccordé à la machine à traire à succion, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste: le A mettre le second élément de bottier (14) en communication avec l'atmosphère pour repousser ainsi le diaphragme vers le premier élément de bottier de façon à ce que le diaphragme prenne ainsi une position non dé- formée; 2 A mettre périodiquement le second élément de - 13 - boltier (14) en communication avec la machine à traire à succion pendant le cycle de lavage de façon ainsi à re- pousser le diaphragme vers le second élément de bottier dans une position déformée, le diaphragme étant agencé de façon à admettre, lorsqu'il est dans cette position défor- mée, de l'air atmosphérique dans le premier élément de bottier pour améliorer de ce fait l'efficacité du cycle de lavage de la machine à traire à succion.