Brevet FR2495437A1 — publié le 19820611

Pulsateur pour machine à traire La présente invention a pour objet un pulsateur pour machine à traire, du type comprenant plusieurs unités de vanne, une 'our chaque gobelet trayeur de la machine à traire, chacune des unités de vanne étant reliée à une source de vide et comportant une première chambre reliée à un gobelet correspondant, des moyens de vannage pour relier alternativement ladite première chambre à la source de vide et à l'atmosphère, et des moyens de commande Dolir actionner lesdits moyens de vannage, lesdits moyens de commande comprenant des premiers moyens d'actionnement qui fonctionnent en réponse à un signal de commande nneuria- tique dont la valeur alterne entre le vide et la pression atmosphérique. L'invention concerne plus particulièrement 1s un pulsateur fonctionnant avec ce qu'on appelle une pulsa- tion séquentielle, ce qui signifie que les quatre gobelets trayeurs auxquels est relié le pulsateur sont actionnés l'un après l'autre. On connaît des pulsateurs séquentiels de type élec- tronique. Mais ils sont d'application limitée, car ils nécessitent une alimentation en courant électrique. De plus, ils sont complexes et leur fabrication est coûteuse. En conséquence, ils n'ont pas eu une large diffusion. L'invention vise à fournir un pulsateur séquentiel répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exi- gences de la pratique, notamment en ce que les inconvénients ci-dessus sont écartés; l'invention vise, de plus, à four- nir un pulsateur séquentiel très fiable et de fonctionnement régulier sans à-coups. L'invention vise encore à fournir un pulsateur dont la fréquence de pulsation et le rapport cyclique sont aisément ajustables. Dans ce but, l'invention propose notamment un pulsa- teur caractérisé par des seconds moyens d'actionnement coopérant avec les premiers et susceptibles de fonctionner en réponse à la pression dans une seconde chambre, qui est reliée à ladite première chambre d'au moins une des autres unités de vanne, de telle façon que les moyens de vannage des unités de vanne sont commandés tour à tour l'un après l'autre et à intervalles égaux. - 2 - L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels les figures 1 à 8 sont des vues en coupe schématiques d'un pulsateur suivant l'invention, dans diverses phases d'un cycle de pulsation; les figures 9 et 11 sont des repré- sentations graphiques du fonctionnement de divers modes de réalisation du pulsateur; et la figure 12 est une vue de dessus schématique du pulsateur. Le pulsateur montré schématiquement en figures 1 à 8 comporte quatre unités de vanne identiques A, B, C et D, chacune affectée à un des gobelets trayeurs d'une machine à traire. Chacune des unités de-vanne comporte une chambre 10 reliée à une source de vide de commande (non représentée) et avec une chambre 11 reliée à une source de vide constant (également non représentée) dans laquelle règne une dépression suffisante par rapport à l'atmosphère. -Chaque unité comprend de plus une chambre 12 reliée à un gobelet trayeur (non représenté), une chambre 13 reliée à l'atmos- phère et une chambre 14 dont les liaisons seront décrites plus loin. Les chambres 10 et 11 sont séparées par une première membrane 15; les chambres 13 et 14 sont séparées par une seconde membrane 16. La chambre 12 est prévue pour être reliée alternati- vement aux chambres -11 et 13, les liaisons étant commandées par un premier obturateur de vanne 17 coopérant avec un siège 18 et par un second obturateur 19 coopérant avec un siège 20. Les deux obturateurs et les deux diaphragmes 15, 16 sont interconnectés par une tige commune 21. La source de vide de commande -mentionnée plus haut, à laquelle les chambres 10 sont reliées par un embout commun 25,comporte par exemple un relais électrique à impulsions fournissant un signal de commande pneumatique pulsé aux chambres 10. Il n'est pas nécessaire de décrire de tels relais, qui sont bien connus sur le marché. Les chambres 11 sont reliées à la source de vide constant par l'intermédiaire d'un embout commun 26. Chacune des chambres 12 des unités de vanne A-B est reliée par un embout distinct 27 à la chambre de pulsation d'un gobelet trayeur (non représenté). Les chambres 13 sont reliées à l'atmosphère par un embout 28, qui peut être commun aux quatre unités de vanne, bien que chacune des unitts de vanne puiissq être rmunie de son propre embout. Le fond de chacune des chambres 14 est muni d'une vanne à volet qui comprend un volet mobile 30 commandant des passages de vanne haut et bas 31 et 32. Ces passages de vanne sont reliés par un système de conduits 33 aux embouts 27 et, donc, indirectement, aux chambres 12 des autres unités de vanne de la façon suivante: la chambre 14 de l'unité A est reliée, par les ouvertures 31 et 32 et le système de conduits 33, aux embouts 27 des unités de vanne D et C, respectivement. L'unité de vanne B est reliée de façon similaire aux unités de vanne A et D. L'unité de vanne C est reliée aux unités de vanne A et B. Et, enfin, l'unité de vanne D est reliée aux unités de vanne B et C. Les surfaces effectives des moyens de vannage et des membranes de chacune des unités A-D remplissent les condi- tions suivantes: 19 > 15 > 17 19 > 16 > 17 +16 > 19 On décrira maintenant le fonctionnement de l'ensemble ci-dessus en faisant référence aux figures 1 à 9. La figure 9 montre graphiquement le fonctionnement du pulsateur: la ligne supérieure indique le signal de commande pulsé dans la chambre 10, tandis que les lignes A-D représentent la pression dans la chambre 12 et, donc, également dans l'embout 27 de l'unité de vanne correspondante. On voit que chaque courbe représentative prend alternativement deux positions, la position haute représentant le vide et la position basse la pression atmosphérique. Sur la figure 1, qui correspond à la phase 1 de la figure 9, le vide règne dans les chambres 10. L'unité de vanne A est en position basse, l'obturateur 17 est en position de fermeture et l'obturateur 19 en position d'ouverture. La chambre 12 est donc reliée a l'atmos- - 4- phère par l'embout 28 et l'unité de vanne envoie la pres- sion atmosphérique à son gobelet trayeur par l'embout 27. Les autres unités de vanne B, C et D sont toutes en posi- tion haute, l'obturateur haut 17 étant en position d'ouverture et l'obturateur bas 19 étant fermé. En consé- quence, le-vide passe, par les embouts 27, à partir des chambres 12 qui sont reliées à la source par l'intermé- diaire du raccord 26. La pression qui règne dans la chambre basse 14 de chaque unité de vanne est déterminée par la pression-dans les embouts 27 des autres vannes. Un préalable pour que le vide apparaisse dans l'une quelconque des chambres 14 est que l'ouverture haute 31 ainsi que l'ouverture basse 32 - soient reliées au vide. Sur la figure 1, c'est le cas pour les unités de vannes A et D. Dans les unités de vanne B et C, seule l'ouverture haute 31 est reliée au vide, le volet étant aspiré vers le haut vers l'ouverture pour la fermer. -Les chambres 14 des unités de vanne B et C sont en consé- quence alimentées en air à pression atmosphérique à partir de la vanne A par l'intermédiaire des ouvertures basses 32. Lorsque le signal de commande dans la chambre 10 passe à la pression atmosphérique, les membranes hautes 15 soumises à cette pression tendent à déplacer les vannes vers le bas. L'unité de vanne A est déjà en position basse et n'est donc pas influencée. Dans les unités de vanne B et C, la pression atmosphérique sur la membrane 15 est contrebalancée par la pression atmosphérique dans la cham- bre 14, ladite pression agissant sur la membrane 16. En conséquence, la position de ces vannes ne change pas non plus. Dans l'unité de vanne D au contraire, le vide règne dans la chambre 14 et la résultante des forces qui agissent vers le bas sur les membranes 15 et 16 dépasse la force agissant vers le haut sur l'obturateur 19. L'unité de vanne B est en conséquence amenée à la position montrée en figure 2, indiquée en 2 sur la figure 9. Dans cette position, elle envoie la pression atmosphérique par l'intermédiaire de l'embout 27. La pression atmosphérique est également transmise à partir de là vers la chambre 14 de l'unité de - 5 - vanne A par l'intermédiaire de l'ouverture haute 21. Simultanément, le volet 30 vient dans sa position basse et ferme l'ouverture basse 32 qui est reliée au vide provenant de l'unité de vanne C. Lorsque le vide et de nouveaux appliqué aux chambres 10, l'unité de vanne A est amenée en position haute par suite de la différence de pression qui agit sur l'obtura- teur 17. Les unités de vanne B et C sont déjà en position haute. Dans l'unité de vanne D, la force dirigée vers le haut qui s'exerce sur l'obturateur 17 est contre- balancée par la force s'exerçant sur le bas sur la membrane 16 par suite du vide dans la chambre 14. L'état de l'uni- té de vanne D ne change donc pas. Lorsque l'unité de vanne A est aCti"'4, elle trans- met le vide par l'embout 27. Ce vide est également amené à l'ouverture basse 32 de l'unité de vanne B. Mais cette ouverture est fermée par le volet 30. La.pression atmos- phérique subsiste donc dans la chambre 14 de l'unité de vanne B. La chambre 14 de l'unité de vanne C est simulta- nément reliée au vide par l'ouverture 32. Puisque l'ouver- ture 31 est également reliée au vide, la pression atmos- phérique dans la chambre 14 de l'unité de vanne C est remplacée par le vide. Le pulsateur est alors dans l'état représenté sur la figure 3, qui correspond à la phase 3 de la figure 9. Lorsque le signal de commande fourni aux chambres est de nouveau amené à la pression atmosphérique, l'unité de vanne C est amenée en position basse par suite du vide dans sa chambre 14. L'unité de vanne C emet alors la pression atmosphérique, ce qui amène la pression dans la chambre 14 de l'unité de vanne. D à passer du vide à la pression atmosphérique. Cet état est représenté en figure 4 et correspond à la phase 4 sur la figure 9. Au cours de la phase suivante, c'est-à-dire la phase 5 de la figure 9, lorsque le signal de commande vers les chambres 10 passe au vide, l'unité de vanne D est amenée en position haute (figure 5). L'unité de vanne D envoie alors le vide, de sorte que la pression dans la chambre 14 de l'unité de vanne B passe également au vide. -6- Lorsque le signal de commande est de nouveau amené à la pression atmosphérique, l'unité de vanne B est amenée en position basse, correspondant à la figure 6 et à la phase 6 de la figure 9. L'unité de vanne B envoie alors la pression atmosphérique qui est également amenée à la cham- bre 14 de l'unité de vanne C. Lorsque le signal de commande passe encore-au vide, l'unité de vanne C est amenée'à la position haute corres- pondant à la figure 7 et à la phase 7 de la figure 9. Dans cet état, elle fournit le vide qui est également amené à la chambre 14 de l'unité de vanne A. Lorsque le signal de commande est ramené à la p.ression atmosphérique,l'unité* de vanne A est amenée dans la position basse qui corres- pond à la figure 8 et à la phase 8 de la figure 9. L'unité de vanne A gant alors la pression atmosphérique-qui est également amenée à la chambre 14 de l'unité de vanne B. Enfin, lorsque le signal de commande est de nouveau ramené au vide, l'unité de vanne B est amenée en position haute. A ce stade, le puisateur reprend la position indi- quée en figure 1 et correspondant à la phase 1 de la figure 9. On a ainsi achevé un cycle de pulsation complets La d'icri ntion alji nrAc11i nontrn olo 1 1'intPrronnix ion mutuelle des unités de vanne A. D par l'intermédiaire des conduits 33 et des vannes à volet 30 provoque un action- nement séquentiel des unités de vanne, c'est-à-dire que les unités de vanne sont commandées tour à tour, l'une après l'autre. La fréquence de pulsation est commandée par le signal de commande représenté graphiquement sur la figure 9. Elle peut donc aisément être maintenue constante aussi bien qu'être changée facilement en modifiant la fréquence du signal de commande. Sur la figure 9, les durées pendant lesquelles le signal de commande correspond au vide et à la pression atmosphérique sont égales; en consfauence, le ranport entre les durées de vide et de pression atmosphérique founies par le pulsateur correspond à un rapport de 5/3, c'est-à-dire 1,67/1. Ce rapport cyclique du pulsateur suivant l'invention peut être modifié suivant les besoins., comme on le verra plus loin. La figure 10 montre l'allure d'un signal de commande au cours duquel les périodes de vide-sont rendues aussi courtes que possible, tandis que les périodes de pression atmosphérique sont prolongées en conséquence. La durée du cycle de pulsation lui-même n'est pas modifiée. Mais deux des unités de vannes seront généralement activées simultanément, dans des directions différentes. Ainsi, lorsque l'unité de vanne A est amenée, de la pression atmos- phérique'au vide, l'unité de vanne C est amenée du vide à la pression atmosphérique. Au cours de la période de vide suivante du signal de commande, l'unité de vanne D est amenée de la pression atmosphérique au vide, tandis que l'unité de vanne B est commandée dans le sens opposé, comme on le voit clairement sur les courbes de la figure 10. Dans ce cas, le rapport de pulsation sera pratiquement 1/1. Dans le cas du signal de commande montré en figure 11, on a rendu aussi courtes que possibles les durées de mise à la pression atmosphérique, tandis que les durées de vide ont été prolongées de façon correspondante. Même dans ce cas, l'actiiation de deux unités de vanne sera sensible- ment simultanée. Ainsi, lorsque l'unité de vanne D est commandée par passage du vide à la pression atmosphérique, l'unité de vanne A est commandée en sens opposé. Ensuite, lorsqu'on commande l'unité de vanné C par passage du vide à la pression atmosphérique, l'unité de vanne D est commandée en sens opposé, et ainsi de suite, comme indiqué sur la figure 11. Ce genre de signal de commande se traduit par un rapport de pulsations approximativement égal à 3/1. Ce qui précède montre, que l'on peut changer le rapport de pulsation suivant les besoins, entre des valeurs limites égales à 1/1 et 3/1 en modifiant le signal de commande pneumatique. La longueur minimale de la durée courte de vide (figure 10) et celle de la période courte de pression atmosphérique (figure 11) sont déterminées en pratique par la rapidité de réponse des unités de vanne A-D à une impulsion de commande pneumatique. Elles dépendront donc en particulier de la distance entre le relais d'impul- sions et le pulsateur. On peut commander plusieurs pulsa- teurs à partir d'un seul et même relais d'impulsions. En modifiant le signal de commande provenant du relais -8- d'impulsions, on change alors simultanément le rapport de pulsation de tous les pulsateurs. La figure 12 montre un mode avantageux-de réalisation du pulsateur suivant l'invention: les unités de vanne A-D et leurs embouts de sortie 27 sont prévus dans un bottier commun 35. On peut également utiliser un pulsateur du genre décrit ci-dessus pour fournir des pulsations par paires. Dans ce cas, il suffit de deux unités de vanne, dont chacune est reliée à deux gobelets trayeurs. On peut également pulser simultanément les quatre gobelets trayeurs en les reliant à-une seule et même unité de vanne. -9- REVENDICATIONS 1. Pulsateur pour machine à traire, comprenant plu- sieurs unités de vanne (A, B, C, D), une pour chaque gobelet trayeur de la machine, chacune des unités de vanne étant reliée à une source de vide et comportant une première chambre (12) reliée au gobelet trayeur correspondant, des moyens de vannage (17, 19) permettant de relier alternati- vement ladite première chambre à la source de vide et à l'atmosphère, et des moyens de commande pour actionner les- dits moyens de vannage, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent des premiers moyens d'actionnement (15) qui fonctionnent en réponse à un signal de commande pneumatique dont lavaleur alterne entre le vide et la pres- sion atmosphérique et des seconds moyens d'actionnement (16) qui coopèrent avec les premiers et sont susceptibles de fonctionner en réponse à la pression dans une seconde chambre (14), qui est reliée à ladite première chambre d'au moins une des autres unités de vanne, de telle façon que les moyens de vannage des unités de vanne soient commandés tour à tour, l'un après l'autre et à intervalles égaux. 2. Pulsateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de vannage comprennent un premier obtu- rateur de vanne (17) qui commande la liaison entre la pre- mière chambre (12) et la source de vide et un second obtura- teur de vanne (19) qui commande la liaison entre-la première chambre et l'atmosphère. 3. Pulsateur suivant la revendication 2, caracté- risé en ce que les obturateurs de vanne (17, 19) et les moyens d'actionnement (15, 16) sont reliés par une tige (21). 4. Pulsateur suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la seconde chambre (14) de chaque unité de vanne est reliée à la première chambre (12) de deux des autres unités de vanne, la liaison étant commandée par un système de vanne de telle façon que le vide règne dans la seconde chambre uniquement lorsque le vide règne dans les deux premières chambres (12) qui lui sont reliées et que la pression atmosphérique règne le reste du temps dans ladite seconde chambre (14). - 10 - 5. Pulsateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ledit système de vanne comprend un volet (30) qui coopère avec deux ouvertures (31, 32) dont chacune est reliée à la première chambre (12) de l'une des autres unités de vanne. 6. Pulsateur suivant l'une quelconque des revendica- tions l à 4, caractérisé en ce que les surfaces effectives d'action de la pression sur les moyens de vannage et le-s moyens de commande sont dans un.rapport prédéterminé, celle du second obturateur de.vanne (19) étant plus grande que celle des premiers (.15) et seconds (16) moyens d'action- nement, chacun desdits moyens d'actionnement ayant de son côté une surface d'action plus grande que le premier obtu- rateur de vanne (17), les deux moyens d'actionnement dans leur ensemble présentant une surface plus grande que le second obturateur de vanne (19). 7. Pulsateur suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement (15, 16) comportent des membranes flexibles.