Brevet FR2492496A1 — publié le 19820423

La présente invention concerne une vanne à passage direct et à commande rotative. Elle s'appli- que entre autres à la mise sous vide de canalisa- tions et plus particulièrement à l'obturation de sas qui permettent la mise en place d'échantillons sous vide. On sait qu'une vanne classique à tiroir présente, pour certains usages, l'inconvénient ma- jeur d'un encombrement latéral important, constitué par la commande de la vanne. La présente invention a pour objet une vanne à passage direct et à commande rotative per- aettant de remédier à cet inconvénient. Cette vanne, du genre de celles qui com- prennent un corps fermé par un couvercle, tous deux percés d'un orifice, se caractérise en ce qu'elle comprend en outre deux plateaux coaxiaux percés d'un orifice et interposés entre le corps et le couver- cle, un dispositif d'encliquetage solidarisant les plateaux sous l'action de moyens élastiques lorsque la vanne est en position ouverte, les quatre orifi- ces étant alors alignés, un arrêtoir solidaire du couvercle, un ergot solidaire du premier plateau proche du fond du corps et traversant une lumière pratiquée dans le second plateau proche du couver- cle, un joint destiné à étancher l'orifice du corps et un dispositif d'entraînement pour mettre les pla- teaux en rotation de façon à ce que, partant de la position ouverte de la vanne, l'ergot vienne en bu- tée sur l'arrétoir, le second plateau continuant alors seul à tourner d'une fraction de tour, ledit premier plateau s'en écartant ainsi par désenclique- tage pour assurer la fermeture de la vanne par l'in- termédiaire dudit joint. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le dispositif d'encliquetage se compo- se de billes logées dans des empreintes et des cham- brages pratiqués respectivement dans le premier et le second plateau, lesdits moyens élastiques étant un ressort. Lors du désencliquetage, les billes de- meurent dans les chambrages pratiqués dans le second plateau mais sont délogées des empreintes, par exem- ple coniques, pratiquées dans le premier, l'écartant ainsi du second, ce qui provoque la fermeture de la vanne objet de l'invention. Lors de l'ouverture de celle-ci, (correspondant à une mise en rotation des plateaux en sens inverse>, les billes regagnent les empreintes pratiquées dans le premier plateau. Si le second plateau comportait des empreintes au lieu de chambrages, les billes ne reviendraient pas obliga- toirement dans ces empreintes lors de l'ouverture de la vanne objet de l'invention et risqueraient de traverser les divers orifices que celle-ci comporte. Bien entendu, au lieu de billes, on pour- rait placer des tétons dans lesdits chambrages, mais ces totons s'useraient rapidement et exigeraient plus d'efforts que les billes de la part du disposi- tif d'entraînement. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif d'entraînement se compo- se d'un moteur entraînant un pignon entraînant lui- même ledit second plateau, ce dernier étant denté. De préférence, le moteur est placé sur le couvercle. Ainsi, le dispositif d'entraînement (commandant l'ouverture et la fermeture de la vanne objet de l'invention) ne cause-t-il aucun encombre- ment latéral et occupe un volume minimum pour une taille donnée desdits orifices. Selon une autre caractéristique particu- lière, des moyens d'équilibrage des efforts exercés sur ledit premier plateau par ledit joint étanchant l'orifice du corps de vanne, lorsque celle-ci est fermée, sont disposés au fond du corps de vanne. Ces moyens d'équilibrage peuvent, par exemple, consis- ter en deux butées solidaires du fond du corps et disposées de façon à définir la base d'un triangle isocèle de "sommet" ledit joint étanchant l'orifice du corps de vanne, mais de préférence, ce joint et lesdits moyens d'équilibrage sont des joints tori- ques. Ainsi, le joint étanchant l'orifice du corps de vanne, lorsqu'il est usé, peut-il être remplacé par le second joint torique servant donc de réserve. De plus, un dispositif de réglage peut être disposé sur le couvercle de vanne pour optimi- ser la compression desdits joints toriques. Il con- siste par exemple en une cale d'épaisseur rigide ou en un système réglable à vis ayant même axe que les deux plateaux et permettant d'éviter d'avoir des to- lérances trop serrées dans la fabrication de la van- ne objet de l'invention, tout en exerçant une force d'application suffisante sur les plateaux. D'autres caractéristiques et avantages de la vanne à passage direct et à commande rotative selon l'invention, apparaîtront mieux à la lecture de la-description qui suit d'un mode de réalisation particulier donné à titre indicatif et non limita- tif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue éclatée de la vanne objet de l'invention, - la figure 2a est une vue en coupe de cette vanne en position ouverte, - la figure 2b est une vue de dessus de la même vanne en position ouverte, son couvercle étant retiré, la figure 3a est une vue en coupe de la même vanne en cours de fermeture, lorsque l'ergot vient juste de buter sur l'arrêtoir, - la figure 3b est une vue de dessus de la vanne sans couvercle et dans la même position qu'à la figure 3a, - la figure 4a est une vue en coupe de la vanne en position fermée, - la figure 4b est une vue de dessus de la vanne sans couvercle et en position fermée. Sur la figure 1, on a représenté les cons- tituants essentiels de la vanne objet de l'inven- tion. Celle-ci se compose du corps 1 et du cou- vercle 2. Le corps 1 est percé d'un orifice 5a et le couvercle 2 d'un orifice 5b. Entre le corps 1 et le couvercle 2 sont interposés deux plateaux de même axe Z'Z. Le premier 3 est proche du fond du corps 1 et percé d'un orifice Sc. Le second 4 est proche du couvercle 2 et percé d'un orifice 5d. Le dispositif d'encliquetage E permet de solidariser les plateaux 3 et 4 sous l'action de moyens élastiques 6 consistant en un ressort s'ap- puyant sur le fond du corps 1. L'ergot 7 solidaire du premier plateau 3 et traversant une lumière 8 pratiquée dans le second plateau 4 peut venir en butée -sur l'arrêtoir 9 solidaire du couvercle 2 lorsque les plateaux 3 et 4 sont mis en mouvement par le dispositif d'entraînement D comportant le mo- teur 10 placé sur le couvercle 2. Ce moteur 10 en- traîne le pignon 11 entraînant lui-même le second plateau 4 qui est denté. Le moteur 10 peut aussi être placé sur le corps 1. Bien entendu, ce moteur pourrait être placé à distance de la vanne selon l'invention, la liaison mécanique vanne-moteur étant assurée par un arbre de transmission. Des moyens d'équilibrage 13 des efforts exercés par le joint torique 12 sur le premier pla- teau 3 lorsque la vanne objet de l'invention est fermée sont disposés au fond du corps 1 symétrique- ment au joint 12 par rapport à l'axe Z'Z et consis- tent en un second joint torique. Le joint torique 12 a pour fonction d'étancher l'orifice Sa du corps 1. Pour optimiser la compression de ces deux joints toriques, un dispositif de réglage 14 est disposé sur le couvercle 2. Ce dispositif de réglage 14 doit être rigide et consiste, par exemple, en une cale d'épaisseur rigide ou en un système réglable à vis. Les figures 2a et 2b montrent la vanne ob- jet de l'invention en position ouverte: la premiè- re, selon une vue en coupe et la seconde, en vue de dessus, le couvercle 2 étant retiré. En position ouverte, les quatre orifices Sa, 5b, 5c et 5d sont alignés. Lorsqu'on veut faire le vide dans une enceinte, la vanne objet de l'in- vention est, de préférence, montée de façon à ce que l'orifice 5a du corps 1 débouche sur la canalisation a conduisant à l'enceinte à vider et que l'orifice b du couvercle 2 débouche sur la canalisation l5b conduisant au dispositif de pompage non représenté et ne faisant pas partie de l'invention. Les plateaux 3 et 4 sont solidarisés sous l'action du ressort 6 par le dispositif d'enclique- tage E qui se compose de billes 16 logées dans les chambrages 17 du second plateau 4 et les empreintes 18 du premier plateau 3. Les billes 16 sont au nombre de trois et sont disposées (de même que les chambrages 17 et les empreintes 18) de façon à occuper les sommets d'un triangle équilatéral dont le centre de gravité est sur l'axe Z'Z. La vanne selon l'invention pourrait, selon un mode de réalisation amélioré, comporter au- tant de billes 16 que de joints toriques 12 et 13. Par exemple, au lieu d'un joint torique 13, la vanne selon l'invention pourrait en comporter deux, dispo- sés, ainsi que le joint torique 12, aux sommets d'un triangle équilatéral de centre de gravité situé sur l'axe Z'Z. Un joint d'étanchéité 19 est placé sur l'axe 10a du moteur 10. De même, un joint 20 assure l'étanchéité de la liaison corps 1- couvercle 2 réalisée par la bride de serrage 21. Un orifice 25 fermé par une vis 26 munie d'un joint 27 est prati- qué dans le corps 1, en face du moteur 10. Il peut être utilisé pour un prévidage. Le moteur 10 entraîne les plateaux 3 et 4 en rotation par l'intermédiaire du pignon 11. Comme indiqué sur les figures 3a et 3b montrant la vanne objet de l'invention en cours de fermeture, la pre- mière, selon une vue en coupe et la seconde, en vue de dessus, le couvercle 2 étant retiré, en fin de course l'ergot 7 du premier plateau 3 vient en butée sur l'arrêtoir 9 solidaire du couvercle 2. Le second plateau 4 continue seul à tour- ner d'une fraction de tour, ce qui a pour. effet de déloger les billes 16 des empreintes 18 du premier plateau 3, comme indiqué sur les figures 4a et 4b montrant la vanne objet de l'invention en position fermée, la première, selon une vue en coupe et la seconde, en vue de dessus, le couvercle 2 étant re- tiré. Sous l'action des billes 16, le premier pla- teau 3 s'écarte du second plateau 4 vers le fond du corps 1 et assure la compression des joints toriques 12 et 13. Partant de la vanne objet de l'invention en position fermée (figures 4a et 4b), on peut l'amener en position ouverte sous l'action du pignon 11. Le second plateau 4 est entraîné d'une fraction de tour tandis que le premier plateau 3 est immobi- lisé par la force de frottement des joints toriques 12 et 13. Alors, le dispositif d'encliquetage E se verrouille (figures 3a et 3b), ce qui libère le pre- mier plateau 3 permettant ainsi la décompression des joints toriques 12 et 13. Sous l'action du ressort 6, les plateaux 3 et 4 sont maintenus vers le cou- vercle 2 et dégagés du contact des joints toriques 12 et 13. Les plateaux 3 et 4 à nouveau solidarisés par le dispositif d'encliquetage E sont entraînés en rotation jusqu'à ce que tous les orifices Sa, 5b, 5c et 5d soient en regard les uns des autres (figures 2a et 2b). La vanne à passage direct -et à commande rotative objet de l'invention permet d'assurer les fonctions classiques d'étanchéité sous vide. Mais bien entendu, elle peut être utilisée avec tout fluide qu'il s'agisse d'un liquide ou d'un gaz. Le dispositif d'entraînement commandant son ouverture et sa fermeture, avec un moteur placé sur le couvercle de vanne, occupe un volume minimum pour une dimension donnée des orifices de passage du fluide et ne provoque aucun encombrement latéral. Ce type de vanne, miniaturisable et télé- commandable, peut en particulier servir à l'obtura- tion de sas permettant la mise en place d'échantil- lons sous vide. REVENDICATIONS 1. Vanne à passage direct et à commande rotative, du genre de celles qui comprennent un corps (1) fermé par un couvercle (2), tous deux per- cés d'un orifice (5a, 5b), caractérisée en ce qu'elle comprend en outre deux plateaux (3, 4) coaxiaux percés d'un orifice (5c, 5d) et interposés entre le corps (1) et le couvercle (2), un disposi- tif d'encliquetage (E) solidarisant les plateaux (3, 4) sous l'action de moyens élastiques (6) lorsque la vanne est en position ouverte, les quatre orifices (5a, 5b, 5c, 5d) étant alors alignés, un arrêtoir (9) solidaire du couvercle (2), un ergot (7) soli- daire du premier plateau (3) proche du fond du corps (1) et traversant une lumière (8) pratiquée dans le second plateau (4) proche du couvercle (2), un joint (12) destiné à étancher l'orifice (5a) du corps (1) et un dispositif d'entraînement (D) pour mettre les plateaux (3, 4) en rotation de façon à ce que, par- tant de la position ouverte de la vanne, l'ergot (7) vienne en butée sur l'arrêtoir (9), le second pla- teau (4) continuant alors seul à. tourner d'une frac-- tion de tour, ledit premier plateau (3) s'en écar- tant ainsi par désencliquetage pour assurer la fer- meture de la vanne par l'intermédiaire du joint (12). 2. Vanne selon la revendication 1, carac- térisée en ce que le dispositif d'encliquetage (E) se compose de billes (16) logées dans des empreintes (18) et des chambrages (17) pratiqués respectivement dans le premier (3) et le second plateau (4), les- dits moyens élastiques (6) étant un ressort. 3. Vanne selon l'une quelconque des reven- dications 1 et 2, caractérisée en ce que le disposi- tif d'entraînement (D) se compose d'un moteur (10) entraînant un pignon (11) entraînant lui-même ledit second plateau (4), ce dernier étant denté. 4. Vanne selon la revendication 3, carac- térisée en ce que le moteur (10) est placé sur le couvercle (2). 5. Vanne selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisée en ce que des moyens d'équilibrage (13) des efforts exercés sur ledit premier plateau (3) par ledit joint (12> lorsque la vanne est fermée, sont disposés au fond du corps (1). 6. Vanne selon la revendication 5, carac- térisée en ce que le joint (12) et les moyens d'équilibrage (13) sont des joints toriques. 7. Vanne selon la revendication 6, carac- térisée en ce qu'un dispositif de réglage (14) est disposé sur le couvercle (2) pour optimiser la com- pression desdits joints toriques. 8. Vanne selon la revendication 7, carac- térisée en ce que le nombre des billes (16) et celui des joints toriques (12, 13) sont tous deux égaux à trois, ces billes (16) et ces joints toriques (12, 13) étant respectivement répartis sur les sommets de deux triangles équilatéraux.