Brevet FR2472126A1 — publié le 19810626

L'invention concerne un régulateur pneumatique à deux positions, comprenant un dispositif de fermeture étanche, en particulier sous forme d'un diaphragme ou d'un piston, qui sépare une chambre de pression pilote communiquant avec une entrée de pilotage d'une chambre de pression de travail dans laquelle débouche une soupape d'admission commandée par le dispositif de fermeture étanche et d'o partent une canalisation de signal et une liaison de décharge, l'aire de section de fermeture étanche de la soupape d'admission étant plusieurs fois plus petite que l'aire de section exposée au fluide de pression dans la chambre de pression pilote du dispositif de fermeture étanche. On connaît déjà des régulateurs à deux positions de ce type en différentes exécutions. Dans l'une d'elles, le corps du régulateur renferme plusieurs diaphragmes superposés ayant des faces utiles (exposées à la pression) de différentes grandeurs. La chambre de pression pilote du diaphragme qui commande la soupape d'admission est dans ce cas alimente en pression par une buse pilotée par un diaphragme distinct. Un étranglement de sortie est prévu en outre pour la détente. Le régulateur de cette exécution est compliqué donc coateux, surtout en raison de l'emploi de plusieurs diaphragmes. Un autre régulateur connu à deux positions ne possède qu'un seul diaphragme, commandant la soupape d'admission directement. Pour la mise à l'échappement de la chambre de pression pilote du diaphragme et de la canalisation de signal, il comprend un étran- glement qui est toujours ouvert et entraîne une consommation d'air permanente. Pour limiter cette consommation quand la soupape d'admission est ouverte, il faut en plus un point d'étranglement dans la canalisation d'alimentation menant à la soupape d'admis- sion. Cet appareil connu possède donc une construction simple mais il a de sérieux inconvénients, surtout en raison de la consommation d'air permanente. L'invention vise à perfectionner les régulateurs à deux positions que l'on connaît jusqu'ici de manière que, en dépit d'une construction simple, ilsn'entra nent pas une consommation d'air permanente et puissent être appliqués avec avantage pour résoudre différents problèmes de régulation. 2472 1 26 Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la liaison de décharge est commandée par au moins une soupape de décharge, dont le clapet est manoeuvré par le dispositif de ferme- ture étanche en opposition par rapport à la soupape d'admission et dont la section exposée à la pression est plusieurs fois plus petite que la section utile du dispositif de fermeture étanche. Par une telle réalisation du régulateur, la détente, tant de la chambre de pression de travail que de la canalisation de signal partant de cette chambre, est également commandée, par une ou plusieurs soupapes de décharge. Un étranglement de sortie à consommation d'air permanente n'est donc pas nécessaire et il suffit d'un seul diaphragme. Par la réalisation selon l'invention des aires de section avec des grandeurs différentes, la commutation dans un sens comme dans l'autre s'effectue chaque fois de façon brusque quand la pression ajustée est atteinte. Un régulateur selon un mode de réalisation préféré de l'invention comporte au moins deux soupapes de décharge, dont les clapets sont fixés symétriquement par rapport à son axe au dispositif de fermeture étanche. Ce dispositif, constitué notamment d'un diaphragme, est ainsi chargé symétriquement pendant les mou- vements de commutation, ce qui augmente la précision et la sûreté de fonctionnement du régulateur. - Si, selon une autre caractéristique de l'invention, la somme des aires de section exposées à la pression de toutes les soupapes de décharge est égale à l'aire de section utile de la soupape d'admission, la commutation du régulateur dans les deux sens s'effectue chaque fois au même rapport des pressions dans la chambre de pression pilote et dans la chambre de pression de travail. Le régulateur à deux positions selon l'invention est un appareil dans lequel la pleine pression du fluide commandé par la soupape d'admission, à une position, agit dans la chambre de pression de travail sur toute la face du dispositif de fermeture étanche, du diaphragme ou du piston pilote par exemple, et, à la deuxième position du régulateur, sur l'aire de section plusieurs fois plus petite de la soupape d'admission. Pour produire la 2 472 12 6 commutation du régulateur d'une position à l'autre, la pression dans la chambre de pression pilote doit par conséquent être abaissée jusqu'à ce que la pleine pression d'alimentation de l'air agissant sur la soupape d'admission ouvre celle-ci. Pour la com- mutation du régulateur en sens inverse à la position de départ, il faut de nouveau l'établissement de toute la pression dans la chambre de pression pilote. Un régulateur travaillant de cette manière convient pour de nombreuses applications, par exemple comme interrupteur terminal sensible à la pression, dans des systèmes de commande par exemple, comme interrupteur temporisateur, générateur d'impulsions ou pour commander des cylindres oscillants. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que du dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un régulateur à deux positions selon l'invention, prise suivant la ligne I-I de la figure 2; et - la figure 2 est une coupe prise suivant la ligne Il-II de la figure 1. Le régulateur représenté possède un corps 1 fermé sur deux côtés diamétralement opposés par des couvercles 2 et 3. Dans le couvercle 2 est ménagée une entrée de pilotage 4 et dans le couvercle 3 est prévue une sortie de décharge 5. Dans le corps 1 proprement dit sont formés deux canaux visibles sur la figure 2, à savoir un canal d'admission 6 et une canalisation de signal 7, comprenant chacun un orifice de raccordement sur le côté extérieur du corps 1. - Entre le corps 1 et le couvercle 2 est serré un diaphragme 8 qui constitue un dispositif de fermeture étanche et qui sépare une chambre de pression pilote 9 formée dans le couvercle 2 d'une chambre de pression de travail 10 dans le corps 1. Le dispositif de fermeture étanche pourrait également être constitué par un piston au lieu d'un diaphragme. Au diaphragme 8 est fixé un disque 11, dont la partie centrale forme l'obturateur ou le clapet d'une soupape d'admission 12, par laquelle le canal d'admis- sion 6 débouche dans la chambre de pression de travail 10. La canalisation de signal 7 communique également avec la chambre de pression de travail 10, par un perçage 13, comme on peut le voir sur la figure 2. La sortie de décharge 5 peut au contraire être mise en communication avec la chambre de pression de travail 10 par une liaison de décharge qui, dans l'exemple représenté, est formée de deux passages 14, 15 disposés parallèlement et symétri.- quement de part et d'autre de l'axe du diaphragme 8 dans le corps 1, comme le montre la figure 1. Les deux passages 14 et 15 peuvent -être fermés chacun par une soupape de décharge 16 ou 17, dont le clapet 18 ou 19 est fixé au disque de diaphragme 11. La grandeur des passages 14 et 15 est choisie de telle manière, par rapport à la soupape d'admission 12, que la somme des aires de section exposées à la pression des deux soupapes de décharge 16, 17 est égale à l'aire de section utile de la soupape d'admission 12. Fonctionnement: Par le canal d'admission 6 arrive un fluide de pression qui a une pression déterminée et qui agit sur le côté inférieur du diaphragme 8 dans la chambre de pression de travail 10 quand la soupape d'admission est ouverte. Les clapets 18, 19 des soupapes de décharge 16, 17 sont pressés contre-leurs sièges, de sorte que les soupapes de décharge sont fermées. Le fluide de pression passe de la chambre de pression de travail 10 à travers le perçage 13 dans la canalisation de signal 7. A l'entrée de pilotage 4 est appliquée une pression pilote qui agit dans la chambre de pression pilote 9. Pour produire une commutation du régulateur à deux positions,-la pression pilote, par son élévation lente ou rapide dans la chambre de pression pilote 9, doit vaincre la force exercée par la pression dans la chambre de pression de travail 10 sur le diaphragme 8. Comme la face utile du diaphragme est plus petite du côté de la chambre de pression de travaillO, parce que les aires de section des deux soupapes de décharge 16, 17 sont à défalquer, la commutation se produit déjà avant que la pression pilote n'ait atteint la pleine pression de travail. Dès que les deux clapets 18,. 19 sont soulevés de leurs sièges, la pression dans la chambre de pression de travail 10 diminue rapidement, de sorte que le diaphragme 8 est commuté brusquement. Le disque de diaphragme Il s'applique alors contre le siège de la soupape d'admission 12 en fermant celle-ci. Le canal d'admission 6 est donc fermé à cette position. La canalisation de signal 7 communique au contraire par le perçage 13, la chambre de pression de travail 10 et les deux soupapes de décharge 16, 17 avec la sortie de décharge 5 et est de ce fait détendue. La commutation en sens inverse du régulateur à deux positions, pour revenir à la position de départ, s'effectue également de façon brusque. Pour déclencher cette commutation, la pression dans la chambre de pression pilote 9 doit chuter très fortement, jusqu'à une valeur o la pression de fluide agissant sur la petite face de la soupape d'admission 12 suffit à déplacer le disque de diaphragme 11 contre la pression agissant dans la chambre de pression pilote 9 sur toute la face du diaphragme. A supposer que la face du diaphragme soit environ 20 fois plus grande que l'aire de section de la soupape d'admission 12, la commutation ne s'effectuera que lorsque la pression pilote dans la chambre 9 sera descendue à 5% de la pression dans le canal d'admission 6. A condition que la somme des aires de section des deux soupapes de décharge 16, 17 soit égale à l'aire de section de la soupape d'admission 12, le mouvement de commutation en sens opposé est déclenché lorsque la pression dans la chambre de pression pilote est de nouveau remontée jusqu'à dépasser 95% de la pression régnant dans le canal d'admission 6. Le mouvement de commutation s'effectue brusquement dans les deux sens. Cela garantit un fonc- tionnement sûr et précis du régulateur à deux positions. Les rapports des aires de section des différentes soupapes et du diaphragme peuvent bien entendu être choisis à volonté, suivant les besoins dans chaque cas. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Régulateur pneumatique à deux positions, comprenant un dispositif de fermeture étanche, en particulier sous forme d'un diaphragme ou d'un piston, qui sépare une chambre de pression pilote communiquant avec une entrée de pilotage d'une chambre de pression de travail dans laquelle débouche une soupape d'admission commandée par le dispositif de fermeture étanche et d'o partent une canalisation de signal et une liaison de décharge, l'aire de section de fermeture étanche de la soupape d'admission étant plusieurs fois plus petite que l'aire de section exposée au fluide de pression dans la chambre de pression pilote du dispositif de fermeture étanche, caractérisé en ce que la liaison de décharge (5, 14, 15) est commandée par au moins une soupape de décharge (16, 17) dont le clapet (18, 19) est manoeuvré par le dispositif de fermeture étanche (8) en opposition par rapport à la soupape d'admission (12) et dont la section exposée à la pression est plusieurs fois plus petite que la section utile du dispositif de fermeture étanche (8). 2. Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux soupapes de décharge (16, 17), dont les clapets (18, 19) sont fixés symétriquement par rapport à son axe au dispositif de fermeture étanche (8). 3. Régulateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la somme des aires de section exposées à la pression de toutes les.soupapes de décharge (16, 17) est égale à l'aire de section utile de la soupape d'admission (12).