Brevet FR2521319A1 — publié le 19830812

Dispositif d'actionnement La présente invention concerne des dispositifs d'action- nement, appelés actionneurs dans la technique, pour actionner des mécanismes tels que des soupapes Si on désire actionner un mécanisme à partir d'un point de commande distant du mécanisme, ou actionner plusieurs mécanismes distants l'un de l'autre à partir d'un seul point de commande, il est souhai- table que les lignes de communication entre ce point de com- mande et le mécanisme ou chaque mécanisme soit aussi simple que possible et, de même, que l'actionneur pour le mécanisme ou chaque mécanisme ait une structure simple mais fiable. Grâce à la présente invention, on a réalisé un actionneur comprenant un organe à volume variable qui est accouplé à un organe d'actionnement de l'actionneur pour que cet organe d'actionnement soit déplacé en fonction des variations de volume de l'organe à volume variable, cet organe à volume variable faisant partie d'un moyen sensible à la température et l'actionneur comprenant, en outre, un dispositif thermo- électrique Peltier pouvant être mis en fonction sélectivement pour appliquer un effet de chauffage ou un effet de refroidis- sement au moyen sensible à la température de manière à faire varier le volume de l'organe à volume variable et, de ce fait, à déplacer l'organe d'actionnement Un tel actionneur peut être relié à un point de commande distant par un câblage simple, servant uniquement à alimenter en courant de fonc- tionnement le dispositif thermo-électrique Peltier, et cet actionneur a une structure simple mais fiable car c'est un dispositif thermoélectrique Peltier que l'on utilise comme moyen engendrant une force motrices Pour une meilleure compréhension de l'invention et pour montrer comment cette dernière peut être mise en oeuvre, on va se référer maintenant, à titre d'exemple, à la figure unique du dessin annexé qui est une vue latérale en coupe, partiellement schématique, d'une soupape munie d'un actionneur relié à un dispositif de commande distant de cet actionneur. Sur la figure, la soupape 1 comporte un obturateur 2 maintenu à distance du siège 3 de la soupape par un ressort de compression 4 de sorte que la soupape est normalement ouverte Le corps de la soupape comprend un bottier 5 pour le ressort 4 Le ressort 4 est monté sur la tige 6 de l'obtu- rateur de la soupape, cette tige s'étendant jusque dans le bottier 5 et se terminant dans ce dernier. La tige 6 de soupape pénètre dans le bottier 5 à une des extrémités de celui-ci et l'actionneur 8 est fixé à l'autre extrémité du bottier 5 par un écrou Y, cet écrou 7 bloquant so U- demaat ceidre l'extrémité du bottier un épaulement 9 d'une bague 9 qui est fixée à une des extrémités d'un premier bottier 10 de l'actionneur Dans cette extrémité du premier bottier 10 se trouve un élément 11, qui comporte un épaulement et qui est aussi fixé à cette extrémité. A cet élément épaulé Il est fixée une des extrémités d'un organe à volume variable se présentant sous la forme d'un premier soufflet 12, ce soufflet étant logé dans le premier bottier 10 et étant fixé à son autre extrémité à un bouchon 13 Au voisinage de cette autre extrémité du soufflet 12, le premier bottier 10 est fermé par une bague 14 qui est fixée dans une des extrémités d'un second bottier 15 A l'intérieur de ce second bottier 15 se trouve un autre organe à volume variable se présentant sous la forme d'un second soufflet 16, dont une des extrémités est fixée à une partie épaulée 14 A de la bague 14 et dont l'autre extrémité est fermée par un bouchon 17. L'organe d'actionnement de l'actionneur est constitué par une tringle 18 dont une des extrémités porte contre l'extrémité de la tige 6 de soupape située à l'opposé de- l'obturateur 2 Cette tringle s'étend à travers la bague 9, l'élément épaulé 11, le bouchon 13 et la bague 14 jusqu'au bouchon 17 La tringle 18 coulisse dans la bague 9 et dans l'élément épaulé 11, est fixée de façon étanche au fluide au bouchon 13, coulisse dans la bague 14 et est fixée de façon étanche au fluide au bouchon 17 L'intérieur du soufflet 12 est rendu étanche grâce à la fixation de ce soufflet à l'élément épaulé il et au bouchon 13 De même, l'intérieur du soufflet 16 est rendu étanche par la fixation de ce soufflet aux bouchons 13 et 17. La tringle 18 traverse chacun des soufflets avec un certain jeude sorte qu'une chambre 19 à volume variable est formée entre la tringle et la paroi intérieure du premier soufflet 12, et qu'une chambre 20 à volume variable est formée entre la tringle et l'intérieur du second soufflet 16 En outre, des chambres à volume variable 21 et 22 sont formées entre lextérieur des soufflets 12 et la paroi intérieure du bottier 10 (chambre 21), et entre l'extérieur du soufflet 16 et la paroi intérieure du bottier 15 (chambre 22) La chambre 22 contient une charge dilatable d'un fluide sensible à la température, comme par exemple de l'huile, qui se dilate à mesure que la température s'accrolt, le soufflet 16 et cette charge présente dans la chambre 22 constituant un moyen sensible à la température pour déplacer la tringle 18 en fonction des variations de volume du soufflet 16. A la chambre 22 est associée une pompe à chaleur 23 consistant en un dispositif thermoélectrique Peltier monté sur le bottier 15 et comprenant une source froide 24 Cette pompe à chaleur est reliée par des conducteurs électriques 25 à une botte de commande 26 comportant des conducteurs 27 d'alimentation en énergie électrique. Quand elle est en service, la soupape 1 est montée dans une canalisation d'écoulement de fluide, par exemple une canalisation de vapeur d'eau Dans l'état ouvert illustré, le fluide de la canalisation est présent sur les deux c 8 tés de l'obturateur et peut pénétrer dans le premier bottier 5 et à l'intérieur (chambre 19) du premier soufflet 12 Toutefois, ce soufflet agit comme un élément d'étanchéité et sert à isoler la charge dilatable présente dans la chambre 22 du 2521319 ' second bottier 15 vis-à-vis du fluide de la canalisation, C'est pourquoi, particulièrement lorsque le fluide dans la canalisation est un fluide très chaud, comme par exemple de la vapeur d'eau, la charge dilatable se trouve isolde contre les effets de la chaleur du fluide de la canalisation. On peut actionner la soupape I, c'est-à-dire provoquer sa fermeture ou permettre son ouverture, à partir de la boite de commande 26 en agissant sur la bolte de commande de manière à alimenter on courant le dispositif thermo-électrique Peltier 23 Selon le sens de circulation choisi pour le courant, on obtient soit un chauffage soit un refroidissement à l'endroit du dispositif thermo-électrique Peltier 23 Si de la chaleur est engendrée, la charge dilatable présente dans la chambre 22 augmente de volume Ceci provoque une contraction du souffles 16, cette contraction entratnant la tringle 18 dans use direction ou elle agit sur la tige 6 de la soupape de manière k fermer cette soupape à l'encontre de ltaction du ressort 4 Le soufflet 12 se contracte également pour se prêter à ce déplacement de la tringle 18 En inversant ensuite la circulation du courant envoyé au dispesitif therme-éleetrique Peltier 23, on peut obtenir un effet de refroidissement de manibre à réduire le volume de la charge dilatable, ceci permettant au ressort 4 d'assurer lui- même l'ouverture de la soupape. Comme un dispesitif thermo-électrique Peltier a une structure par nature simple, n'exigeant aucune pièce mobile, la source de force motrice comprise dans l'actionneur a une structure simple mais fiable Le restant de l'actionneur a également une structure simple avec un minimum de pibces mobiles Grace à l'effet de refroidissement que l'on peut obtenir, la présence du dispesitif thermo- électrique Peltier permet également d'obtenir une réponse rapide dans les deux sens de fonctionnement de l'actienneur En outre, on obtient un fonctionnement sans à-coups grâce k l'utilisation d'un tel dispositif comme source de force motrice. Le soufflet 12 constitue un élément d'étanchéité d'une structure avantageusement simple qui, grâce à sa longueur dans une direction opposée à la soupape, sert à isoler parfaitement la charge dilatable vis- à-vis du fluide très chaud circulant dans la canalisation Dans les cas o la chaleur associée au mécanisme à actionner n'est pas un problème, les soufflets 12 peuvent 8 tre remplacés par toute autre forme d'élément d'étanchéité relativement compact dans la direction opposée à la soupape, par exemple un ou plusieurs joints toriques On comprendra également que le mécanisme à actionner peut être un mécanisme autre qu'une soupape, et qu'un ou plusieurs mécanismes peuvent être actionnés à partir d'une seule botte de commande La liaison de la botte de commande à l'actionneur ou à chaque actionneur n'exige qu'un minimum de conducteurs électriques simples. R Ev ENDICATION 8 1 Actionneur comprenant un organe ( 16) à volume variable qui est relié à un organe d'actionnement ( 18) de l'actionneur de manière que cet organe d'actionnement soit déplacé en fonction des variations de volume de l'organe à volume variable, cet organe à volume variable faisant partie d'un moyen ( 16,20,22) sensible à la température, l'actionneur susvisé étant caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, un dispositif thermo-électrique Peltier ( 24) pouvant être actionné sélectivement de manière à appliquer un effet de chauffage ou un effet de refroidissement au moyen ( 16,20, 22) sensible à la température pour modifier le volume de l'organe ( 16) à volume variable et déplacer ainsi l'organe d'actionnement ( 18). 2 Actionneur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'organe à volume variable est un soufflet ( 16), et que le moyen sensible à la température comprend, en outre, un bottier ( 15) dans lequel ce soufflet est disposé avec son intérieur rendu étanche vis-à-vis de l'intérieur du bottier, et qu'une chambre ( 22) formée entre la paroi inté- rieure du bottier ( 15) et la paroi extérieure du soufflet ( 16) contient une charge dilatable d'un fluide qui est sensible à la température et qui se dilate à mesure que la température augmente. 3 Actionneur suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'organe d'actionnement est une tringle ( 18) qui est fixée au soufflet ( 16) de manière à être déplacée par une variation de volume du soufflet, et que cette tringle ( 18) s'étend depuis la partie restante de l'actionneur à travers un élément d'étanchéité ( 12) de forme allongée qui sert à isoler le moyen ( 16,20,22) sensible à la température vis-à- vis d'un fluide très chaud si un tel fluide est présent dans le mécanisme à actionner par l'actionner. Actionneur suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que l'élément d'étanchéité de forme allongée est un soufflet ( 12) à travers lequel s'étend la tringle ( 18), l'intérieur de ce soufflet ( 12) étant rendu étanche vis-à-vis de la tringle ( 18) à l'extrémité du soufflet ( 12) qui est adjacente au moyen ( 16,20,22) sensible à la températureo- 5 Actionneur suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le soufflet ( 12) formant l'élément d'étan- chéité de forme allongé* est disposé dans un bottier ( 10), l'intérieur de ce soufflet ( 12) étant rendu étanche vis-à-vis de l'intérieur de ce bottier ( 10). 6 Actionneur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un dispositif de commande relié électriquement au dispositif thermoélectrique Peltier ( 26) pour commander ce dispositif de manière à appliquer ledit effet de chauffage ou ledit effet de refroidissement au moyen ( 16,20,22) sensible à la tempé- rature.