Brevet FR2505966A1 — publié le 19821119

La présente invention a pour objet une vanne à plusieurs voies. Les vannes à plusieurs voies permettent, à partir drune voie d'entrée, de diriger un fluide, charge ou non, vers une voie de sortie, sélectionnée parmi au moins deux voies de sorties. d premier type de vanne concerne les vannes à boisseau cylindrique, telles que celle représentée à la figure i du dessin schématique annexe. Cette vanne comprend un corps 2 dans lequel débouchent trois voies limitées par des brides de raccordement dont celle 2 est destinée à assurer la liaison avec une tubulure d'amenée de fluide et dont les deux autres 4 sont destinées à assurer la liaison avec'les deux tubulures de sortie du fluide. Dans le corps est ménagé un boisseau cylindrique 5 dans lequel est monté pivotant un obturateur cylindrique tournant 6 comportant un passage 7, de diamètre correspondant au diamètre des tubulures d'entrez et de sortie à relier. Comme montre à la figure 1, l'obturateur peut occuper alternativement deux positions assurant le passage entre la voie d'entrée et une voie de sortie, la première position étant représentée en traits pleins et la seconde en traits pointillés. Si cette vanne presente l'avantage de ne pas créer de perturbations au niveau de l'écoulement du fluide puisque la section de passage de celui-ci est constante, il présente l'inconvénient que le nombre de sortie est limité à deux. Un autre type de vanne à boisseau cylindrique est représenté à la figure 2. Cette vanne comprend un corps 8 dans lequel débouchent radialement une voie 10 d'amenée de fluide et quatre voies 12 de sortie de celui-ci, ce dernier nombre pouvant etre diffErent. L'obturateur tournant 13 présente une forme de secteur cylindrique, limité par une paroi présentant une ouverture 1i, destinée à mettre en communication la voie d'entrée iO avec la voie de sortie i2 sélectionnée, et à obturer les autres voies de sortie. L'inconvénient de ce dispositif est la création, à l'intérieur de l'obturateur, d'une chambre de diamètre plus important que le diamètre nominal du passage du fluide, ce qui crée des pertes de charges importantes par suite des turbulences engendrées. La présente invention vise à remédier a ces inconvé- nients A cet effet, dans la vanne qu'elle concerne, le corps présente un boisseau de forme cylindrique dans un fond duquel débouche axialement l'orifice d'amenée de fluide et dans la paroi périphérique duquel débouchent radialement les or tices de sortie de fluide, ce boisseau servant au montage d'un élément tournant de forme générale cylindrique, qui colporte une tubulure formant une voie de passage en forme de coude, dont une extrémité débouche axialement en regard de l'orifice d'nzenée de fluide, et dont l'autre extrémité débouche radialement et est susceptible, en fonction de la position angulaire de l'élément tournant dans le boisseau, d'être amenée en regard de l'un des orifices de sortie. Avantageusement, la section de la voie de passage ménagée dans l'élément tournant est égale à celle des orifices d'entrée et de sortie de fluide. Cet agencement est très intéressant car permettant de disposer d'un nombre important de sorties de fluide, d'assurer une continuité de la section de passage de fluide au niveau de la vanne, ce qui évite toute perturbation de l'écoulement et limite les pertes de charges, et de réaliser une vanne très compacte, puisque l'élément tournant peut entre de faible diamètre. Selon une caractéristique de l'intention, une gorge annulaire est ménagée dans le bord de la paroi délimitant orifice d'amenée de fluide, dans laquelle est engagée I 'extrémité correspondante de la tubulure formant voie de passage pour le fluide. Cette caractéristique permet de réaliser un centrage mécanique de l'élément tournant relativement au boisseau, assurant une étanchéité suffisante à ce niveau pour des applications en basse pression et pour des liquides chargés en particules ou pâteux. Pour d'autres applications et notamment en haute pression, l'étanchéité peut être réalisée par des systèmes de joints connus. Avantageusement, l'élément tournant est prolongé sur sa face opposée à celle dans laquelle débouche l'orifice d'amenée de fluide par un arbre disposé axialement audit orifice et destiné à assurer la commande en rotation de l'élément. L'arbre qui peut être plein ou creux est actionne soit manuellement, soit motorisé, à partir dun réducteur. Dans ce dernier cas, il est prévu une came solidaire de 1 arbre du réducteur, destinée à venir actionneur un nombre de micro-contacts égal au nombre d'orifices de sortie du liquide, chaque micro-contact étant associé à un orifice de sortie du liquide et provoquant l'arrêt de la rotation de l'élément tournant dans une position dans laquelle l'extrémité de la voie de passage du liquide est disposée en regard de l'orifice considéré. Un parfait positionnement de l'élément tournant relativement au boisseau peut être obtenu en utilisant un moteur-frein pour la commande du réducteur. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette vanne Figure 3 en est une vue en coupe longitudinale, le mécanisme de commande n'étant pas coupé Figure 4 en est une vue en coupe transversale selon la ligne 4-4 de figure 3 Figure 5 est une vue en bout de la vanne, du c8té du dispositif de commande. Cette vanne comprend un corps 15 dans lequel est ménagé un boisseau cylindrique 16. Dans le fond du boisseau i6 débouche axialement une tubulure 17 pour l'amenée de fluide. Comme montré notamment a la figure 4, dans le boisseau 16 débouchent radialement six tubulures 18 de sortie de fluide. A l'intérieur du boisseau 16 est monté un obturateur tournant 19 dont la paroi assure une fermeture étanche des orifices de sortie 18. Cet obturateur qui est généra- lement une pièce de fonderie est équipé d'une tubulure 20 formant un passage en forme de coude, dont une extrémité débouche axialement en regard de la tubulure 17 de fluide, et dont l'autre extrémité débouche radialement, de manière à pouvoir être amenée en regard de l'une des tubulures de sortie 18. Il est à noter que la section de la tubulure 20 est égale à la section des tubulures li et 18, ce qui évite toute perturbation dans l'écoulement du fluide au passage de la vanne. Dans la forme d'exécution représentée au dessin, une gorge annulaire 22 est ménagée dans le bord de la paroi délimitant l'orifice d'amenée de fluide, cette gorge servant à l'engagement de l'extrémité correspondante de la tubulure 20, assurant le centrage et l'étanchéité à ce niveau. L'élément tournant 19 est prolongé, sur sa face opposée, à celle dans laquelle débouche la tubulure 17 par un arbre 23, qui traverse le couvercle 24 de fermeture du corps de la vanne avec interposition d'un presse étoupe E . Un réducteur 26 associé à un moteur-frein 27 est fixe' par des goujons 28 sur le prolongement du couvercle 24. L'accouplement avec l'arbre 23 se fait par l'intermédiaire de l'arbre creux 29 du réducteur. Une came 30 est calée sur un arbre 2 également monté dans l'arbre creux 29 du réducteur.Cette came est destinée à venir coopérer avec des contacts 32 fixes pour assurer l'arrêt de l'obturateur dans la position angulaire souhaitée, afin que la voie de passage de fluide dans la vanne se trouve parfaitement en regard de Itorifice de sortie sélectionné. L'ensemble came 30 et contact 32 est recouvert par un capot de protection 22. I1 ressort de ce qui précède que l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant une vanne à plusieurs voies de conception simple, possèdant un nombre important de sorties sous un faible encombrement, puisque L'élément tournant peut être exécuté sous des dimensions extrêmement réduites, tout en étant d'un fonctionnement extrêmement performant puisque ne modifiant pas les conditions d'écoulement du fluide à son passage. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas å la seule forme d'exécution de cette vanne, décrite ci-dessus titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que le nombre de sorties pourrait atre différent, que l'étanchéité entre la voie de passage et la tubulure d'amenée de fluide pourrait être réalisée différemment, ou encore que ltobturateur pourrait être entrainé en rotation et positionné par d'autres moyens, par exemple manuellement, sans que l'on sorte pour autant du cadre de 1'invention. - REVENDICATIONS 1. - Vanne à plusieurs voies, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps (ils) dans lequel est ménagé un boisseau (i6) de forme cylindrique dans un fond duquel débouche axialement l'orifice (17) d'amenée de fluide et dans la paroi périphérique duquel débouchent radialement les orifices de sortie de fluide, ce boisseau servant au montage d'un élément tournant (19) de forme générale cylindrique, qui comporte une tubulure (20) formant une voie de passage en forme de coude, dont une extrémité débouche axialement en regard de orifice (17) d'amenée de fluide, et dont l'autre extrémité débouche radialement et est susceptible, en fonction de la position angulaire de ltélEment tournant dans le boisseau, d'être amenée en regard de l'un des orifices de sortie (18). 2. - Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la section de la voie de passage (20), ménagée dans l'élément tournant (19), est égale à celle des orifices d'entrée et de sortie de fluide. 3. - Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'une gorge annulaire (22) est ménagée dans le bord de la paroi délimitant l'orifice d'amenée de fluide, dans laquelle est engagée l'extrEmité correspondante de la tubulure (20) formant voie de passage pour le fluide. 4. - Vanne selon l'une quelconque des revendications t à 3, caractérisée en ce que l'élément tournant (19) est prolonge sur sa face opposée à celle dans laquelle débouche l'orifice d'amenée de fluide par un arbre (23) disposé axialement audit orifice et destiné à assurer la commande en rotation de l'élément. 5, - Vanne selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif d'entralnement en rotation de l'élément tournant comprend une came (30) solidaire do 1 'arbre (31) du réducteur (26), destinée a venir actionner un nombre de micro-contacts (32) égal au nombre d'orifices de sortie (18) du liquide, chaque micro-contact (32) étant associé à un orifice de sortie (18) du liquide et provoquant l'arrêt de la rotation de l'élément tournant (19) dans une position dans laquelle l'extrémité de la voie de passage du liquide est disposée en regard de l'orifice considéré.