Brevet FR2493464A1 — publié le 19820507

Il est connu depuis longtemps, comme montré dans le brevet des EUA n0 3 957 079, de réaliser une valve fluidique à commande pilote pour commander le raccordement à l'alimentation et à l'évacuation d'un appareil qui doit être commandé par un fluide hydraulique. Cependant, de telles valves admettent d'une manière indésirable l'écoule- ment entre l'orifice d'alimentation et l'orifice d'éva- cuation lorsque la valve est actionnée. En outre, le fluide d'alimentation à haute pression agit contre la queue de l'obturateur, tendant à maintenir la valve en position ouverte, ce qui nécessite ainsi des commandes pilotes d'une force indésirablement élevée pour fermer la valve. La présente invention a pour objet une valve fluidique à commande pilote perfectionnée. La présente invention a pour objet une valve à commande pilote sans mélange des courants de fluide qui comporte un corps ou bottier ayant un orifice d'entrée, un orifice d'évacuation et un orifice de fonction pour fournir ou recevoir du fluide. Une queue d'obturateurs est montée mobile dans le corps et est commandée par des moyens de commande pilote ou moyens d'asservissement appropriés. Des premier et second éléments obturateurs sont montés coulissants sur la queue, le premier élément obturateur pouvant être déplacé pour ouvrir et fermer l'orifice d'entrée et le second élément obturateur pouvant être déplacé pour ouvrir et fermer l'orifice d'évacuation. Des moyens de sollicita- tion élastiques sont positionnés entre les premier et second éléments obturateurs pour solliciter les obtura- teurs vers les positions fermées. Des moyens formant épaulement sont prévus sur la queue pour déplacer alter- nativement les obturateurs vers la position ouverte. Un autre but de la présente invention est de réaliser une valve fluidique à commande pilote sans mélange des courants de fluide, qui comporte des premier et second éléments tubulaires axialement alignés et montés coulissants sur une queue d'obturateurs pour pouvoir se déplacer conjointement ou individuellement. Des moyens élastiques sont positionnés entre les premier et second éléments pour solliciter les deux éléments vers les positions fermées de façon à assurer qu'il n'y a pas d'in- tercommunication entre l'orifice d'entrée et l'orifice d'évacuation. Un premier épaulement formé sur la queue vient en appui contre le premier élément et le déplace jusqu'à la position ouverte lorsque la queue est déplacée dans une première direction et un second épaulement formé sur la queue vient en appui contre le second élément et le déplace jusqu'à la position ouverte lorsque la queue est déplacée dans une seconde direction. Encore un autre but de la présente invention est de réaliser des moyens pour compenser l'action de la haute pression du fluide contenu dans le corps sur la queue. A cette fin, il est prévu dans le corps un piston et un cylindre, le piston étant raccordé à la queue et ayant une surface de section transversale au moins égale à celle de la queue et, de préférence, plus grande que celle de la queue et il est prévu un passage qui établit une communication entre le cylindre et l'intérieur du corps pour appliquer au piston le fluide dans une direction qui compense l'action sur la queue du fluide à haute pression contenu dans le corps. De préférence, ce passage s'étend à travers le piston et la queue. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation actuellement pré- féré de la présente invention, donnée uniquement à des fins d'illustration et considérée à la lumière des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe verticale de la valve fluidique de la présente invention en position ouverte; la figure 2 est une vue semblable à celle de la figure 1 mais qui représente la valve dans la position fermée et d'évacuation; et 10. la figure 3 est une vue en élévation avec coupe partielle de la valve des figures 1 et 2 dans une position intermédiaire entre les positions ouverte et fermée. On se référera maintenant aux dessins et, en particulier, à la figure 1 dans laquelle la référence générale 10 désigne la valve ou distributeur de fluide à commande pilote sans mélange des courants de fluide de la présente invention, qui comporte un corps 12. Le corps 12 comporte un ou plusieurs orifices d'entrée 14 qui sont destinés à être raccordés à une alimentation en fluide hydraulique, un ou plusieurs orifices 16 d'éva- cuation ou de retour et un orifice de fonction 18 destiné à fournir du fluide hydraulique à un appareil qui doit être actionné, tel qu'un obturateur anti-éruption sous- marin, ou pour recevoir le fluide d'évacuation de cet appareil. Une queue 20 d'obturateurs est montée mobile en va-et-vient dans le corps 12 et peut être actionnée par des moyens de commande pilote ou moyens de commande d'asservissement appropriés quelconques. Les moyens de commande pilote peuvent comporter un piston 22 monté mobile dans un cylindre 24 qui comporte des orifices d'admission de pression pilote 26 et 28 sur les côtés opposés du piston 22. L'orifice 26 peut être alimenté en fluide hydraulique qui agit sur la face inférieure du piston 22 pour déplacer la valve à sa position ouverte. L'orifice 28 peut être un orifice d'évacuation, ou il peut recevoir du fluide hydraulique qui agit sur la face supérieure du piston 22 pour fermer la valve. La valve peut également être fermée au moyen d'un ressort 30 disposé dans le corps 12 et positionné entre un épaule- ment 32 formé dans le corps et un épaulement 34 associé à la queue 20. Naturellement, d'autres moyens de commande pilote, tels que des soupapes à solénoïde peuvent être utilisés, si désiré. La description qui précède a trait à une valve à commande pilote qui est, dans l'ensemble, connue de longue date. Une caractéristique de la présente invention réside en ce qu'il est prévu des moyens pour empêcher une intercommunication entre les orifices d'entrée 14 et les orifices d'évacuation 16 lorsque la valve se déplace entre les positions ouverte et fermée. Ainsi, il est prévu un premier élément obturateur tubulaire 40 qui est monté coulissant sur la queue 20, par exemple au moyen d'un support 42. L'élément 40 est mobile dans le corps 12 entre la position ouverte représentée sur la figure 1 et une position fermée représentée sur la figure 2 dans laquelle l'élément 40 est en butée contre un siège 44. Lorsque l'élément 40 est dans la position ouverte, l'écoulement du fluide d'alimentation, des orifices d'entrée 14 jusqu'à l'orifice de fonction 18, est permis mais, lorsque l'élément 40 est dans la position fermée, les orifices d'alimentation 14 sont fermés. Il est prévu un second élément obturateur tubu- laire 46 qui est axialement aligné avec le premier élément et qui est également monté coulissant sur la queue 20 au moyen d'un support 48. Le second élément a été représenté sur la figure 1 dans une position dans laquelle il obture les orifices d'évacuation 16 en étant en appui contre un siège 50 d'obturateur. Sur la figure 2, le second élément obturateur 42 a été déplacé par la queue 20 d'obturateurs en éloignement du siège 50, établissant ainsi la communication entre les orifices d'évacuation 16 et l'intérieur du corps 12 et l'orifice de fonction 18. Des moyens de sollicitation élastiques, tels qu'un ressort 52, sont positionnés entre le premier élé- ment 40 et le second élément 46 pour solliciter élastique- ment les deux éléments vers leur position fermée, comme plus particulièrement représenté sur la figure 3, pour empêcher le mélange des courants de fluide entre les orifices d'entrée 14 et les orifices d'évacuation 16. On notera que les éléments obturateurs 40 et 46 sont montés coulissants sur la queue 20 de façon à pouvoir se déplacer conjointement ou séparément sur la queue 20. Des moyens formant épaulement sont prévus sur la queue 20 pour déplacer alternativement les élé- ments 40 et 46 vers leur position ouverte lorsque la queue 20 est déplacée en va-et-vient par les moyens de commande pilote. Ainsi, il est prévu sur la queue 20 un premier épaulement 54 conçu pour venir en appui contre le support 42 lorsque la queue 20 se déplace vers le haut pour entraîner le premier élément obturateur 40 vers le haut jusqu'à une position ouverte permettant au fluide de s'écouler à partir des orifices 14 jusqu'à l'orifice 18. Un second épaulement 56 est formé sur la queue 20 et est conçu pour venir en appui contre le support 48 lorsque la queue 20 se déplace vers le bas pour déplacer le second élément obturateur 46 vers le bas et en position ouverte permettant aux orifices d'évacuation 16 de communiquer avec l'intérieur du corps 12. On notera maintenant, en se référant aux figures 1 et 2, que la pression régnant à l'orifice de fonction 18, lequel est exposé à des pressions de fonc- tionnement élevées, agit sur la surface de la section transversale de la queue 20 délimitée par l'intérieur du joint d'étanchéité 60 pour engendrer une force qui agit pour déplacer la queue 20 vers le haut. Ceci nécessite que le mécanisme de fermeture pilote, qui peut n'être que le ressort 30, ait une force suffisante pour surmonter la force du fluide qui agit sur la face inférieure de la queue 20 et pour assurer, en outre, la force de fermeture de la valve nécessaire. Par conséquent, afin de compen- ser la force qui agit sur la face inférieure de la queue , il est prévu un piston 62 qui est monté mobile dans un cylindre 64 formé dans le corps 12, la surface de la section transversale du piston 62 étant au moins égale et étant, de préférence, supérieure à la surface de la section transversale de la partie de la queue qui se déplace à l'intérieur du joint d'étanchéité 60. En outre, un passage est formé entre le cylindre 64 et l'intérieur du corps et l'orifice de fonction 16, tel que le passage 66 qui s'étend à travers le piston 62 et la queue 20 et transmet au cylindre 64 la pression régnant à l'inté- rieur du corps 12 de façon qu'elle agisse sur la face supérieure du piston 62 et compense ainsi la force du fluide qui agit vers le haut sur la queue 20. On se référera maintenant à la figure 1 et, dans la condition de fonctionnement représentée, le mécanisme de commande pilote a été actionné pour fournir du fluide à l'orifice 26 de façon à déplacer vers le haut 2493A64 le piston 22 qui entraîne la queue 20 vers le haut de sorte que l'épaulement 54 entraîne le premier élément obturateur 40 vers le haut permettant ainsi au fluide hydraulique de l'alimentation de pénétrer par les ori- fices d'entrée 14 et de parvenir jusqu'à l'orifice de fonction 18. On notera également que le second élément obturateur 46 est appliqué sur son siège 50 d'obturateur par l'action du ressort 52 et par la venue en butée du premier élément obturateur 40 contre le second élément obturateur 46 afin de maintenir l'orifice d'évacuation 16 fermé et empêcher ainsi l'écoulement du fluide hydrau- lique entre les orifices 14 et 16. Lorsqu'on désire actionner la valve et la déplacer de la position ouverte représentée sur la figure 1 jusqu'à la position fermée représentée sur la figure 2, la valve passe tout d'abord dans le mode d'absence d'intercommunication représenté sur la figure 3. Lorsque le mécanisme de commande pilote soulage la pression de l'orifice pilote 26 et applique la pression pilote à l'orifice 28 et/ou au moyen du ressort 30, le piston 22 se déplace vers le bas. L'action du ressort 52 maintient les orifices d'évacuation 16 fermés et, lorsque l'épaulement 54 de la queue 20 se déplace vers le bas, le ressort 52 provoque également le déplace- ment du premier élément obturateur 40 vers le bas et son application contre le siège 44 d'obturateur avant que le second élément obturateur 46 s'écarte du siège 50 d'obturateur. Par conséquent, les orifices d'évacuation 16 ne s'ouvrent que lorsque les orifices d'entrée ont déjà été fermés. La poursuite du déplacement vers le bas de la queue 20 d'obturateurs a pour effet que l'épaulement 56 vient en appui contre l'obturateur 46 le déplaçant vers le bas et ouvrant ainsi les orifices d'évacuation de sorte que le fluide hydraulique peut être évacué hors d'un appareil commandé et s'écouler vers le haut par l'orifice de fonction et hors de la valve par les orifices d'éva- cuation 16. La queue 20 se déplace vers le bas jusqu'à ce que les orifices d'évacuation soient dans la position grand'ouverte tandis que le premier élément obturateur maintient les orifices d'entrée 14 fermés, comme plus particulièrement représenté sur la figure 2. De la même manière, lorsque la valve se déplace de la position fermée représentée sur la figure 2 jusqu'à la position ouverte représentée sur la figure 1, la valve passe par le mode d'absence d'intercommunication repré- senté sur la figure.3. En d'autres termes, lorsque la queue 20 et l'épaulement 56 se déplacent vers le haut, le ressort 52 provoque le déplacement vers le haut du second élément obturateur 46 jusqu'à ce que ce dernier s'applique sur le siège 50 d'obturateur pour fermer les orifices d'évacuation 16. Ce n'est que lorsque les orifices d'éva- cuation 16 ont été fermés que l'épaulement 54 de la queue 20 vient en appui contre le premier élément obtura- teur 40 et commence à ouvrir les orifices d'entrée 14. La présente invention, par conséquent, est bien appropriée pour réaliser les buts, atteindre les objec- tifs et offrir les avantages mentionnés ainsi que d'autres qui lui sont inhérents. Bien qu'on ait décrit, à des fins d'illustration, un mode de réalisation actuellement pré- féré de l'invention, de nombreux changements peuvent être apportés aux détails de construction et d'agencement des pièces, changements qui viendront immédiatement à l'esprit des spécialistes de la technique et qui entrent dans le cadre des revendications annexées et dans l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Une valve fluidique à commande pilote sans mélange des courants de fluide caractérisée en ce qu'elle comporte: un corps (12) ayant un orifice d'entrée (14), un orifice d'évacuation (16) et un orifice de fonction (18) pour fournir ou recevoir du fluide; une queue (20) d'obturateurs montée mobile dans le corps; des moyens de commande pilote (22, 24, 26, 28) pour déplacer la queue en va-et-vient; des premier et second éléments obturateurs (40, 46) montés coulissants sur la queue, le premier élément pouvant être déplacé pour ouvrir et fermer l'orifice d'entrée et le second élément pouvant être déplacé pour ouvrir et fermer l'orifice d'évacuation; des moyens de sollicitation élastiques (52) positionnés entre les premier et second éléments pour solliciter ces éléments vers les positions fermées; et des moyens formant épaulements (54, 56) formés sur la queue pour déplacer alternativement chacun des éléments vers sa position ouverte. 2. Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens élastiques (30) montés dans le corps (12) pour solliciter la queue (20) dans une direction qui provoque la fermeture de l'orifice d'entrée. 3. Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte: un ensemble de piston (62) et cylindre (64) *monté dans le corps (12), le piston étant raccordé à la queue (20) et ayant une plus grande surface de section transversale que la queue; et un passage (66) qui établit une communication entre le cylindre et l'orifice de fonction (18) pour appliquer le fluide au piston dans une direction telle qu'il sollicite la queue à se déplacer dans une direction qui provoque la fermeture de l'orifice d'entrée. 4. Une valve fluidiciue à commande pilote sans mélange des courants de fluide caractérisée en ce qu'elle comporte: 10. un corps (12) ayant un orifice d'entrée (14), un orifice d'évacuation (16) et un orifice de fonction (18) pour fournir ou recevoir du fluide; une queue (20) d'obturateurs montée mobile dans le corps; 15. des moyens de commande pilote (22, 24, 26, 28) pour déplacer la queue en va-et-vient; des premier et second éléments obturateurs tubulaires (40, 46) axialement alignés montés coulissants sur la queue de façon à pouvoir se déplacer conjointement ou individuellement, le premier élément étant monté mobile de manière à pouvoir ouvrir et fermer l'orifice d'entrée et le second élément étant monté mobile de manière à pouvoir ouvrir et fermer l'orifice d'évacuation; des moyens élastiques (52) positionnés entre les premier et second éléments pour solliciter ces deux éléments vers les positions fermées de manière à assurer une absence d'intercommunication entre l'orifice d'entrée et l'orifice d'évacuation; un premier épaulement (54) formé sur la queue de manière à venir en appui contre le premier élément et à le déplacer jusqu'à la position ouverte lors du déplace- ment de la queue dans une première direction; et un second épaulement (56) formé sur la queue de manière à venir en appui contre le second élément et à le déplacer jusqu'à la position ouverte lors du déplacement de la queue dans une seconde direction. 5. Valve selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte: un ensemble de piston (62) et cylindre (64) monté dans le corps (12), le piston étant raccordé à la queue (20) et ayant une surface de section transversale au moins aussi grande que celle de la queue; et 10. un passage (66) qui établit une communication entre le cylindre et l'orifice de fonction (18) pour appliquer le fluide au piston dans une direction qui compense l'action du fluide sur la queue. 6. Valve selon la revendication 5, caracté- risée en ce que le passage (66) est formé à travers le piston (64) et la queue (20). 7. Valve selon la revendication 6, caractérisée en ce que la surface de la section transversale du piston est supérieure à la surface de la section transversale de la queue sur laquelle agit le fluide qui se trouve dans l'orifice de fonction (18). 8. Valve selon la revendication 4, caractérisée en ce que les premier et second éléments tubulaires (40, 46) viennent en butée l'un contre l'autre à la fin de leur déplacement dans la première direction et dans la seconde direction.