Brevet FR2511744A1 — publié le 19830225

i La présente invention concerne les soupapes de régulation de débit, avec ou sans clapet de retenue incorporé, destinées à réguler un débit de fluide dans un sens et à permettre une circulation libre dans l'autre sens, ces soupapes pouvant être utilisées pour le réglage de la vitesse du piston des vérins hydrauliques et pneumatiques. Comme l'indique la figure 1 qui est un schéma d'un circuit hydraulique ou pneumatique, deux soupapes 1 et 1 ' de réglage de vitesse sont en général reliées aux extrémités opposées d'un vérin 2, relié par des canaux d'entrée de débit réglé la et la', alors que des canaux de circulation libre lb et lb' sont reliés à la réserve d'air comprimé, par exemple un compresseur 4 par l'intermédiaire d'une soupape 3 de commutation. Lorsque de l'air comprimé pénètre dans la soupape 1 ' de réglage de droite, l'air pénètre librement dans la chambre droite du vérin 2 par l'intermédiaire d'un clapet de retenue 1 c' et il repousse le piston 2 ' vers la gauche, l'air de la chambre gauche étant évacué par une soupape de régulation id de la soupape gauche 1 de réglage et par la soupape 3 si bien que la vitesse du piston 2 ' peut être réglée à l'aide de la soupape id. De manière analogue, lorsque la canalisation d'air comprimé est reliée à la soupape 1 de gauche par modification de la soupape 3, l'air pénètre librement dans la chambre gauche du vérin 2 par l'intermédiaire d'un clapet de retenue lc et il repousse le piston 2 ' vers la droite, si bien que la vitesse du piston 2 ' peut être réglée par la soupape Td' de régulation. Dans les soupapes classiques de régulation de débit, la partie filetée de la tige coopère avec un trou taraudé du corps et la poignée de la tige dépasse du corps si bien que la forme de la soupape est compliquée. En outre, lorsque la dimension de la soupape est faible, le diamètre de la tige est aussi faible si bien que 11744 le réglage fin du débit peut être difficile. Les industries électroniques ont récemment eu besoin de vérins de très petites dimensions, ayant un diamètre de quelques millimètres si bien que des soupapes de réglage de vitesse de petite dimension sont devenues nécessaires mais on considère qu'il est difficile de réaliser de telles soupapes de réglage de vitesse suivant la construction habituelle, pour les raisons indiquées précédemment. L'invention concerne une soupape de régulation de débit très peu encombrante Elle concerne une telle soupape qui permet un réglage fin du débit malgré sa très faible dimension. Une soupape de régulation de débit selon a l'invention comporte un corpsde forme cylindrique ayant des canaux débouchant aux deux extrémités, un filetage formé à sa face externe et une fente formée longitudinalement sur la surface filetée dans la paroi du corps, un dispositif formant écrou, coopérant avec le filetage de la surface du corps, et un obturateur de forme cylindrique, pouvant coulisser dans le corps et constituant un dispositif d'étranglement à une première extrémité, en coopération avec une partie du corps; l'obturateur est relié au dispositif formant écrou par un organe qui peut coulisser dans la fente du corps et qui coopère avec l'obturateur et le dispositif formant écrou, cet organe étant destiné à se déplacer dans le corps et à commander le dispositif d'étranglement afin qu'il règle le débit de fluide circulant dans le corps, par rotation du dispositif formant écrou. Ainsi, la soupape de régulation de débit peut être réalisée avec un très faible encombrement, tout en permettant un réglage fin du débit, parce que l'écrou coopérant avec la face externe du corps est utilisé pour le réglage à la place de la tige classique qui dépasse du corps, et le réglage est effectué avec un filetage de diamètre relativement grand. 1 174, Dans un mode de réalisation de l'invention, un axe est utilisé comme organe de coopération et il est fixé à l'obturateur à une première extrémité et coopère avec le dispositif formant-écrou à l'autre extrémité Dans un autre mode de réalisation, une bille constitue l'organe de coopération et est en prise avec des gorges formées à la face externe de l'obturateur et à la face interne du dispositif formant écrou. Des soupapes à pointeau ou d'autres dispositifs peuvent être utilisés comme dispositif d'étranglement. De plus, la soupape de régulation selon l'invention peut comporter un clapet de retenue, et elle peut être utilisée pour le réglage de la vitesse du piston d'un vérin. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 ayant déjà été décrite: la figure 2 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation de soupape de régulation selon- l'invention; et les figures 3 et 4 sont des coupes d'autres modes de réalisation de soupapes de régulation selon l'invention. La soupape de régulation de débit représentée sur la figure 2 a un corps 5 de forme cylindrique qui délimite une chambre 5 a ayant des canaux 5 ' et 5 " à ses deux extrémités Un filetage 6 destiné au raccordement du corps à une canalisation est formé sur la face externe gauche et un filetage 7 est disposé à la face externe droite, des écrous 8 et 8 ' de réglage coopérant avec cette surface Une fente 11 est formée longitudinalement sur la partie convenable de la surface-7 et dans la paroi du corps 5, et, à droite du filetage 7, une tête 9 de raccordement ayant un taraudage 9 a àson extrémité ouverte, est destinée à raccorder le corps de la soupape à une canalisation. L'extrémité gauche de la chambre 5 a est rétrécie et un manchon 12 y est fixé L'extrémité interne du trou de celui-ci est conique afin qu'elle forme un siège 12 a Un clapet annulaire 13 peut coulisser entre la surface interne de la chambre 5 a et le manchon 12 et est repoussé par un ressort 14 afin qu'il vienne au contact d'un épaulement 12 b du manchon et ferme les trous latéraux 12 c qui assurent la communication de la chambre 5 a avec le canal 5 ' de gauche - Un obturateur 15 de forme cylindrique peut coulisser dans la chambre 5 a et a des organes 16 d'étan- chéité à sa surface externe Une tête l Sa d'obturation de forme conique correspondant à celle du siège 12 a est formée à l'extrémité gauche de l'obturateur 15. La chambre 5 a communique avec le canal 5 " de droite par des trous latéraux et longitudinaux 15 c et 15 b formés dans l'obturateur 15. Un axe 17 de coopération est fixé à l'obturateur et il peut coulisser dans la fente 11 tout en dépassant ducorps 5 afin qu'il coopère avec les écrous 8 et 8 ', son extrémité se logeant dans une gorge 8 a de l'écrou 8 Ainsi, l'obturateur 15 peut être déplacé par rotation des écrous 8 et 8 ', c'est-à-dire que l'obturateur 15 peut être déplacé vers la droite par rotation de l'écrou 8 et vers la gauche par rotation de l'écrou 8 ', l'espace séparant le siège 12 a de la tête 15 a pouvant être réglé par rotation des écrous 8 et 8 '. Lorsque le réglage est terminé, l'obturateur peut être bloqué par serrage des écrous 8 et 8 ' l'un contre l'autre En conséquence, lorsque le fluide est introduit par le canal 5 " de droite, il passe dans la partie de gauche de la chambre 5 a pa-r les trous b et 15 c puis chasse le clapet 13 malgré la force du ressort 14 et sort par les trous 12 c et le canal 5 ' en s'écoulant librement D'autre part, si le fluide pénètre par le canal 5 ' de gauche, il passe dans l'espace séparant la tête 15 a du siège 12 a et le débit est réglé par rotation des écrous 8 et 8 ', le fluide sortant 251 ? 744 de la chambre 5 a et passant par les trous 15 c et 15 b puis par le canal 5 " avec un débit réglé. La figure 3 représente un autre mode-de réalisa- tion de soupape de régulation de débit selon l'invention. Dans ce cas, un obturateur 15 peut coulisser dans la chambre 5 a et il a, à son extrémité gauche, un gros trou dans lequel l'extrémité interne du manchon 12 peut coulisser, ce manchon étant fixé à l'extrémité gauche du corps 5 Une gorge hélicoïdale 18 est formée autour de la région d'ajustement de l'extrémité du manchon afin qu'un passage de circulation de faible section soit formé si bien qu'un réglage fin du débit peut être effectué par déplacement de l'obturateur et réglage de la profondeur de pénétration de l'extrémité du manchon dans le trou de l'obturateur 15 Par exemple, si l'obturateur est déplacé vers la gauche, le débit diminue du fait de l'augmentation de la perte de charge due à la gorge 18 alors que, lorsque l'obturateur se déplace vers la droite, le débit augmente car cette perte de charge de la gorge 18 diminue La gorge peut être formée à la face interne du trou de l'obturateur au lieu d'être formée à l'extrémité du manchon Dans ce mode de réalisation, l'axe 17 est maintenu dans la gorge 8 a' d'un écrou 8 de réglage par fixation d'une plaque 20 de retenue à la surface d'extrémité de l'écrou 8 si bien que l'obturateur 15 ne peut se déplacer que lors de la rotation de l'écrou 8, l'écrou 8 ' servant au blocage. Un clapet 13 de retenue est monté dans le trou du manchon 12 et est repoussé contre l'épaulement interne du manchon par le ressort 14 de manière que le passage de circulation soit fermé, et les trous latéraux 12 d sont disposés sur la paroi du manchon 12 afin qu'ils fassent communiquer le canal de gauche 5 ' avec la chambre 5 a La référence 19 désigne une tige de retenue de ressort placée dans le manchon. Les autres caractéristiques sont presque identiques à celles du premier mode de réalisation. En conséquence, sidu fluide pénètre par le canal droit 5 ", il circule dans le trou longitudinal - b et repousse le clapet 13 malgré la force du ressort 14 et sort par le canal gauche 51 en s'écoulant librement. Si le fluide est introduit dans le canal ' de gauche, il circule dans les trous 15 d, la chambre a et la gorge 18 du dispositif d'étranglement si bien que le débit est réglé par rotation de l'écrou 8, le fluide sortant par le trou 15 b et le canal 5 " avec un débit réglé. La figure 4 représente un autre mode de réalisation de soupape de régulation de débit selon l'invention. Dans ce cas, un trou formé à l'extrémité gauche de l'obturateur 15 permet le coulissement du manchon 12 et l'étranglement du courant de fluide et le manchon 12 se prolonge vers la droite dahs le trou de l'obturateur et il est fixé entre l'épaulement interne gauche du corps 5 et la tête 9 de raccordement Le clapet 13 est repoussé contre l'extrémité gauche du manchon 12 par le ressort 14 et il ferme le passage de ciculation. Une gorge annulaire 23 est formée à la face externe de l'obturateur 15 et une bille d'acier 17 ' y est logée Cette bille peut coulisser dans la fente 11 dont elle dépasse et elle est disposée dans une gorge annulaire 8 a" formée à la face interne de l'écrou 8 de réglage Une gorge longitudinale 24 est destinée à loger la bille 17 ' placée dans la gorge 8 a" Lors de la miseen place de la bille 17 ', l'écrou 8 est déplacé à peu prés à l'extrémité droite de la fente 11 et la gor- ge 24 est alignée sur celle-ci et la bille 17 ' qui se trouve dans la gorge 23 de l'obturateur 15 est repoussée dans la gorge 8 a" par l'intermédiaire de la gorge 24. L'obturateur 15 est aussi déplacé à ce moment Ainsi, la bille 17 ' se loge dans la gorge 8 a" et l'obturateur 15 peut être déplacé par rotation de l'écrou 8. Le fonctionnement de la soupape est analogue à celui des autres modes de réalisation, c'est-à-dire que, lorsque du fluide pénètre par le canal 5 ", il circule dans le trou du manchon 12 et déplace le clapet 13 puis sort librement par le canal 5 ' Si le fluide pénètre par le canal 5 ', il circule dans un espace 22 délimité entre le corps 5 et le clapet 13, un espace délimité entre le corps et le manchon et la gorge 18 du dispositif d'étranglement si bien que le débit est réglé par rotaticnde l'écrou 8, le fluide sortant par les trous latéraux 26 formés dans le manchon 12 et par le canal 5 " avec un débit réglé. La fente 11 peut être légèrement inclinée afin que l'obturateur 15 tourne pendant la régulation du débit. Comme indiqué précédemment, la soupape de régulation de débit selon l'invention peut être réalisée sous une forme simple et très peu encombrante et le débit peut être réglé finement car l'écrou coopérant avec la face externe du corps est utitlisé pour le réglage à la place de la tige d'une soupape de type classique, cette tige dépassant du corps; le réglage est effectué sur un filetage de diamètre relativement grand. REVENDICATIONS 1 Soupape de régulation de débit, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps ( 5) de forme cylindrique ayant des canaux ( 5 ',5 ") de circulation placés à ses deux extrémités, un filetage formé à sa face externe, et une fente ( 11) formée le long de la surface filetée et dans la paroi du corps, un dispositif à écrou ( 8,8 ') coopérant avec le filetage de la surface du corps, et un obturateur ( 15) de forme cylindrique destiné à coulisser dans le corps et formant, à une première extrémité, un dispositif d'étranglement par coopération avec un partie du corps, l'obturateur ( 15) étant raccordé au dispositif à écrou par un organe de coopération ( 17) destiné à coulisser dans la fente ( 11) du corps et coopérant avec l'obturateur et avec le dispositif à écrou, cet organe de coopération se déplaçant dans le corps et commandant le dispositif d'étranglement afin qu'il règle le débit du fluide circulant dans le corps par rotation du dispositif à écrou. 2 Soupape selon la revendication 1, caracté- risée en ce que l'organe de coopération est un axe ( 17) fixé à l'obturateur à une première extrémité et coopérant avec le dispositif à écrou ( 8) à l'autre extrémité. 3 Soupape selon la revendication 1, caracté- risée en ce que l'organe de coopération est une bille ( 17 ') placée dans des gorges ( 23,8 a") formées à la face externe de l'obturateur et une face interne du dispositif à écrou. 4 Soupape selon la revendication 1, caracté- risée en ce que le dispositif d'étranglement comporte un siège ( 12 a) de forme conique et une tête ( 15 a) de forme correspondant à celle du siège et destinée à limiter le débit du fluide entre le siège et la tête. 5 Soupape selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le dispositif d'étranglement comporte des organes cylindriques coopérant télescopiquement l'un avec l'autre, et un passage de circulation de fluide de petite section formé entre ces organes cylindriques afin que le débit de fluide puisse être régulé par réglage de la profondeur de pénétration mutuelle des organes. 6 Soupape selon la revendication 1, caracté- risée en ce qu'elle comprend un clapet de retenue ( 13) si bien qu'elle régule le débit dans un sens de circulation et permet un passage libre dans l'autre sens de circulation.