Brevet FR2524104A1 — publié le 19830930

- VANNE DE COMMANDE DE L'ECOULEMENT DE LIQUIDES La présente invention concerne une vanne de commande de l'écoulement de liquides, comportant un corps et un organe mobile, le corps comprenant un alésage équipé d'une première et d'une seconde embouchure ménagées dans la paroi latérale et respectivement connectées à une source de pression accrue et à une source de pression réduite, et d'un troisième orifice pouvant être connecté à la première ou la seconde embouchure par un positionnement adéquat de l'organe mobile. Les vannes de vidange comportent habituellement un corps pourvu d'embou- chures d'entrée et d'orifices de sortie ménagés en différents emplace- ments répartis sur la longueur de ce corps Un organe mobile se déplace axialement dans le corps et comporte plusieurs flasques d'étanchéité annulaires coulissant le long de la paroi intérieure pour assurer l'é- tanchéité entre les compartiments ainsi définis Par un positionnement approprié des flasques d'étanchéité, le liquide peut être dirigé autour de l'organe mobile pour relier les embouchures sélectionnées. L'inconvénient de ces vannes est qu'elles sont sujettes à des fuites qui apparaissent entre les flasques d'étanchéité et la paroi latérale du corps Ce phénomène se produit notamment lorsque les liquides sont soumis à des pressions élevées ou lorsque les flasques d'étanchéité - sont usés ou détériorés suite à un usage prolongé. La Présente invention se propose de pallier les inconvénients susmen- tionnés des vannes de l'art antérieur. Dans ce but, la vanne de commande selon l'invention est caractérisée en ce que l'organe mobile comporte trois flasques d'étanchéité qui sont en contact avec la paroi latérale du corps pour constituer un joint étan- che, en ce que les flasques sont disposés de telle manière qu'au moins l'une des deux première et seconde embouchures est isolée du troisième orifice quelle que soit la position de l'organe mobile, en ce que les flasques ont une forme bombée et en ce que le ou les flasques, qui iso- lent la première ou la seconde embouchure du troisième orifice, est ou sont orientés dans un sens tel que la pression appliquée à la vanne de 2 2-2524104 -2- commande tend à solliciter le ou les flasques en contact plus serré avec la paroi latérale du corps. De cette manière, la pression du liquide sous pression qui alimente la vanne contribue à accroître les propriétés d'étanchéité des flasques. L'alésage du corps est de préférence ouvert à une extrémité et fermé à l'autre extrémité, la première embouchure étant disposée à proximité de l'extrémité fermée du corps et la seconde embouchure étant ménagée à proximité de l'extrémité ouverte de ce corps La première embouchure est connectée au troisième orifice lorsque l'organe mobile est disposé de telle manière que la première embouchure et le troisième orifice sont tous deux placés entre le premier et le second flasque adjacents, et la seconde embouchure est connectée au troisième orifice lorsque l'organe mobile est positionné de telle manière que la seconde embou- chure et le troisième orifice sont tous deux disposés entre le premier et le second flasque d'étanchéité Les embouchures d'entrée et les flasques sont disposés de telle manière que le troisième orifice peut être isolé à la fois de la première embouchure et de la seconde lors- qu'on positionne l'organe mobile de telle manière que l'un dés flasques est placé entre la première embouchure et le troisième orifice, un se- cond flasque étant disposé entre la seconde embouchure et le troisième orifice et le troisième flasque étant placé du côté de la seconde em- bouchure, à distance du troisième orifice Le premier et le troisième flasque sont montés au voisinage des extrémités opposées de l'organe mobile et sont bombés de telle manière que leurs bords extérieurs sont plus écartés que leurs bords inférieurs Le premier flasque est monté à l'extrémité de l'organe mobile proche de la première embouchure et le second flasque est monté entre le premier et le troisième flasque, et présente un bord extérieur bombé en direction du premier flasque. Un dispositif de succion et d'irrigation à usage médical comportant une vanne de commande de l'écoulement de liquides selon l'invention, ainsi que son procédé de fabrication, seront décrits plus en détail ci-des- sous en référence au dessin, dans lequel La figure 1 représente une vue de côté en élévation du dispositif de succion et d'irrigation-selon l'invention, La figure 2 représente une vue en plan du dispositif de la fig 1, La figure 3 représente une vue en coupe du dispositif de la fig 1, La figure 4 représente une vue en coupe de cet appareil selon la ligne IVIV, et Les figures 5 a, 5 b et 5 c illustrent la vanne du dispositif des figures précédentes dans différentes positions. En référence aux fig 1 à 3, le dispositif de succion et d'irrigation se compose de deux parties, à savoir un manche 1 et une vanne 2 Le sys- tème de succion et d'irrigation comporte d'autre part un tube double 3 qui connecte le dispositif à un organe d'aspiration 4 et à une source de liquide d'irrigation 5 Une sonde 6 est fixée à la vanne 2, qui peut être actionnée de manière à connecter la sonde soit à l'organe d'aspiration 4, soit à la source de fluide d'irrigation 5. En se référant plus particulièrement à la fig 3, on notera que le manche 1 est réalisé en une matière synthétique rigide au moyen d'un moulage en deux pièces Le manche 1 a une forme générale rectangulaire et comporte deux alésages cylindriques 10 et 11, qui traversent le man- che de son extrémité postérieure jusqu'à son extrémité antérieure et sont logés à l'intérieur de deux pièces tubulaires 12 et 13 A leurs extrémités postérieures, les alésages 10 et 11 sont pourvus de deux em- bouts coniques 14 et 15 destinés à être engagés dans des canaux corres- pondant à l'extrémité antérieure du tube double 3 Les pièces tubulai- res 12 et 13 sont reliées par une barrette plate 16 s'étendant sur la longueur du manche 1 A son extrémité antérieure, la barrette 16 est pourvue d'une entaille 17 qui s'étend parallèlement aux pièces tubu- laires 12 et 13 et qui s'élargit légèrement à son extrémité postérieure 18 Une poignée 19 en forme de losange (voir fig 1) est formée à l'extrémité antérieure du manche 1 et comporte des nervures proéminen- tes 20 disposées en travers des pièces tubulaires 12 et 13 et de la barrette 16 Au-dessus de l'extrémité antérieure de la pièce tubulaire supérieure 12, le manche comporte un petit bec protubérant 21, dont le rôle sera défini plus en détail ci-dessous. 4 2 524104 La vanne 2 est représentée plus en détail par les fig 3 et 5 a à 5 c. Cette vanne se compose de trois parties: un corps extérieur 22, un organe mobile 23 et un ressort 24 Le corps 22 est constitué par une pièce moulée par injection de matière synthétique de forme générale cy- lindrique, comportant une extrémité inférieure fermée 25 et une extré- mité supérieure ouverte 26 D'un côté, le corps 22 comporte deux embou- chures 27 et 28 espacées l'une de l'autre le long du corps, l'embouchu- re inférieure 28 étant conçue pour être ajustée à l'extrémité antérieu- re de l'alésage du conduit d'irrigation 11, tandis que l'embouchure supérieure 27 est conçue pour être adaptée à l'extrémité antérieure de l'alésage d'aspiration 10 Les deux embouchures 27 et 28 sont pourvues de deux conduits courts parallèles sensiblement perpendiculaires au corps 22, dont le premier est rétréci à proximité du corps pour former une partie 29 de diamètre extérieur réduit, renforcée par un doigt 30 qui s'étend le long de son corps inférieur Sur le côté opposé, le corps 22 comporte un orifice de sortie 31, dont la position est sensi- blement intermédiaire entre celle des deux embouchures 27 et 28 L'em- bout de raccordement entourant l'orifice 31 est parallèle aux embouchu- res 27 et 28 La surface extérieure de cet embout de raccordement se présente sous la forme d'un cône bombé destiné à recevoir la sonde 6. Les embouchures 27 et 28 et l'orifice 31 communiquent avec l'intérieur du corps 22 qui est dimensionné de façon précise et de forme cylindri- que L'intérieur du corps 22 contient l'organe mobile 23 et le ressort 24 qui prend appui sur l'extrémité inférieure 25 du corps et repousse l'organe mobile 23 vers le haut, transversalement par rapport aux em- bouchures 27 et 28 et à l'orifice 31. L'organe mobile 23 se compose d'un corps rigide ou fût 40 en matière synthétique, sur lequel sont montés trois flasques d'étanchéité souples 41, 42 et 43 en élastomère, qui prennent appui sur la surface intérieu- re du corps 22 A son extrémité supérieure, le fût 40 porte une plaque horizontale plane 44, sur laquelle l'utilisateur pose son doigt ou son pouce pour repousser l'organe mobile contre l'action du ressort 24. Sous la plaque 44, le fût comporte une partie 45 courte et cruciforme qui se termine par une plaque circulaire plane 46 Sous la plaoue 46. -5- le fût présente une section droite circulaire pourvue de trois gorges annulaires 47, 48 et 49 dans lesquelles sont res Dectivements montés les flasques d'étanchéité 41 à 43 Les flasques 41 à 43 sont bombés, de telle manière que les bords extérieurs des flasques central et infé- rieur 42 et 43 soient disposés sous leurs bords intérieurs, c'est-b- dire présentent une forme convexe vue de dessus; le flasque supérieur 41 est monté dans l'autre sens, de telle manière que son bord extérieur se trouve au-dessus de son bord intérieur, c'est-à-dire présente une forme concave vue de dessus Le flasque supérieur 41 et le flasque cen- tral 42 sont séparés par un court tronçon cylindrique 50 du fût 40. Le flasque central 42 et le flasque inférieur 43 sont séparés par une section rétrécie 51 de profil concave A son extrémité inférieure, le fût 40 présente un évidement central 62, dans lequel s'engage l'extré- mité supérieure du ressort en acier 24. A l'autre extrémité du fût 40, la plaque supérieure 44 est équipée d'un organe d'arrêt 52 s'étendant vers le bas et présentant une forme de U inversé (voir fig 4) Lorsque le fût 40 est logé dans le corps 22, l'organe d'arrêt 52 est disposé entre l'extérieur du corps et l'extré- mité antérieure du manche 1 L'organe d'arrêt 52 comporte deux bras 53 et 54 qui s'étendent vers le bas, le long des deux côtés latéraux de l'embouchure 27, àcalifourchon sur la partie 29 de diamètre réduit. Les surfaces arrières des bras 53 et 54 sont toutes deux pourvues d'une dent 55 prévue pour contacter le bord inférieur du bec protubérant 21, de manière à limiter la course vers le haut de l'organe mobile 23. Le dispositif de succion et d'irrigation est entièrement assemblé lors- que le corps 22 est relié au manche 1 A cet effet, on peut utiliser une colle ou un solvant appliqué sur la surface extérieure des embou- chures 27 et 28 ou sur l'extrémité antérieure des alésages 10 et 11 de manière à assembler les deux parties L'organe mobile 23 et le ressort 24 peuvent être montés préalablement dans le corps 22, mais peuvent également être introduits après que le manche 1 ait été fixé au corps, vu que l'élasticité de l'organe d'arrêt 52 lui permet d'être repoussé vers le bas par-dessus le bec protubérant 21. Le dispositif de succion et d'irrigation est utilisé normalement en 6 2 524104 liaison avec une sonde amovible 6 Cette sonde 6 est constituée par un tube à canal unique pourvu d'un connecteur conique qui autorise son raccordement autour de l'orifice 31 La sonde 6 peut avoir différentes formes et différentes dimensions selon son utilisation De préférence, le diamètre intérieur de la sonde est inférieur au diamètre de l'orifi- ce 31, de telle manière qu'une éventuelle obturation ait lieu à l'inté- rieur même de la sonde Dans ce cas, la sonde peut être aisément rem- placée en supprimant la cause de l'obturation. Dans sa position normale, le fût 40 est repoussé vers sa position li- mite supérieure par l'action du ressort 24, cette position limite étant définie par l'engagement réciproque du bec 21 et de l'organe d'arrêt 52. Cette position est représentée par la fig 5 a, et l'on constate que le flasque inférieur 43 du fût est disposé entre l'orifice 31 et l'embou- chure d'irrigation 28, ce qui interrompt la communication de ces deux ouvertures Le flasque central 42 est disposé juste au-dessus de l'em- chure d'aspiration 27, de sorte qu'un fluide puisse circuler entre l'o- rifice 31 et l'embouchure d'aspiration, autour du tronçon rétréci 51 du fût de la vanne Dans cette position, le dispositif engendre une suc- cion et aspire des fluides à travers la sonde 6 et l'orifice 31. Lorsque l'organe mobile 23 est complètement repoussé vers le bas par une pression exercée sur la plaque 44 comme le montre la fig 5 b, le flasque central 42 se déplace vers une position intermédiaire entre l'orifice 31 et l'embouchure d'aspiration 27, le flasque inférieur 43 étant disposé juste en-dessous de l'orifice d'irrigation 28 De ce fait, dans cette position, le liquide d'irrigation peut librement cir- culer de l'embouchure 28 à l'orifice 31 et à travers la sonde 6. Il est également possible de positionner l'organe mobile 23 de telle manière que l'embouchure 31 ne soit en liaison ni avec l'organe d'aspi- ration, ni avec la source d'irrigation Cette position est représentée par la fig 5 c et correspond au positionnement du flasque central 42 immédiatement en-dessous de l'embouchure d'aspiration 27, et à une po- sition du flasque inférieur situé immédiatement en-dessous de l'em- bouchure d'irrigation 28. 7 2 52 410 4 7 -2240 Les flasques d'étanchéité 41 à 43 sont orientés de telle manière qu'ils assurent l'étanchéité avec les parois du corps 22, plus particulière- ment de telle manière que la pression exercée de n'importe quel côté du flasque engendre une poussée qui les amène en contact étroit avec la paroi du corps Dans la position d'aspiration représentée par la fig. a, la pression du liquide d'irrigation, amené par l'embouchure infé- rieure 28, repousse le bord extérieur du flasque inférieur 43 vers le haut pour lui donner une forme plus plate L'aplanissement du flasque 43 tend à accroître son diamètre extérieur, ce qui amène son bord exté- rieur en contact plus étroit avec la paroi du corps 22 La succion ap- pliquée à l'embouchure inférieure 27 tend également à aplanir le flas- que inférieur 43, mais, étant donné que l'embouchure 27 est en contact avec l'atmosphère au travers de l'orifice 31, la pression au-dessus du flasque 43 est sensiblement égale à la pression atmosphérique La suc- cion tend à diminuer l'efficacité de l'étanchéité du flasque central 42, mais toute fuite passant par ce flasque est arrêtée par le flasque supé- rieur 41 orienté de façon à renforcer l'étanchéité lorsqu'une succion est appliquée en-dessous de lui. Dans la position d'irrigation représentée par la fig 5 b, le flasque inférieur 43 se déplace en-dessous de l'embouchure d'irrigation 28 et le liquide emprisonné sous le flasque, dans la partie inférieure du corps-22, tend à forcer le flasque en appui serré contre la surface du corps L'efficacité de l'étanchéité, réalisée par le flasque inférieur 43, n'est toutefois pas aussi importante lorsque le dispositif est uti- lisé en moded'irrigation, étant donné que toute fuite au niveau du flas- que est cantonnée à l'intérieur du corps de la vanne Dans cette posi- tion, l'embouchure d'aspiration 27 est obturée en-dessous du flasque central 42 et au-dessus par le flasque supérieur 41 Ces flasques 41 et 42 présentent tous deux des surfaces convexes en direction de l'orifice 27, de sorte que la pression réduite dans la chambre ménagée entre les deux flasques tend à les déformer et à les repousser davantage en con- tact avec les parois du corps 22. Dans la position neutre représentée par la fig 5 c, le conduit d'aspi- ration 27 est également scellé entre les flasques supérieur et central 41 et 42, tandis que le flasque inférieur est situé juste au-dessus du 8 2524104 conduit d'irrigation 28, de sorte qu'il obture également le conduit d'irrigation de la même manière que pendant le mode de succion. Pendant l'aspiration, l'utilisateur place simplement l'extrémité de la sonde 6 à proximité de la matière à retirer, qui est aspirée à travers la sonde et l'alésage de succion 10 vers le canal approprié du tube double 3 Pour irriguer, l'utilisateur enfonce totalement l'organe mo- bile 23, et le liquide d'irrigation, provenant par exemple d'une poche suspendue 60 de solution saline, est refoulé à l'extrémité de la sonde. Dans certaines circonstances, le positionnement de l'extrémité de la sonde est rendu plus aisé lorsqu'on l'applique partiellement sur l'orga- ne mobile amené dans sa position neutre représentée par la fig 5 c, dans laquelle l'orifice 31 est obturé. Le dispositif de succion et d'irrigation peut être utilisé pour préle- ver des matériaux tels que des tissus A cet effet, il est utilisé en mode de succion et l'extrémité de la sonde 6 est placée en contact avec le matériau à transférer qui est attiré par la sonde Ce matériau peut être soulevé et amené dans sa nouvelle position Lorsque ce maté- riau est correctement placé, l'organe mobile 23 est repoussé de sorte que le dispositif est commuté dans son mode d'irrigation, le matériau étant refoulé à l'extrémité de la sonde 6 par la pression exercée par le liquide d'irrigation Des obturations mineures, qui peuvent avoir lieu lorsque le dispositif fonctionne en mode de succion, sont résor- bées lorsqu'on change de mode, les matières à l'origine de l'obstruc- tion étant refoulées de force hors de la sonde 6. Etantdonnéquel'onn'utilisequ'unseul orifice de sortie et qu'une seule sonde, ceux-ci peuvent être plus étroits que les dispositifs à double conduit, ce dispositif étant de ce fait d'une utilisation plus simple et moins encombrante. La vanne de commande décrite ci-dessus pourrait être utilisée pour d'au- tres applications et ne se limite pas à une application dans un dispo- sitif de succion et d'irrigation à usage médical En outre, le nombre et la forme des embouchures d'arrivée, des orifices de sortie et des flasques n'est pas limité. 9 _ Revendications 1 Vanne de commande de l'écoulement de liquides, comportant un corps et un organe mobile, le corps comprenant un alésage équipé d'une pre- mière et d'une seconde embouchure ménagées dans la paroi latérale et respectivement connectées à une source de pression accrue et à une source de pression réduite, et d'un troisière orifice pouvant être con- necté à la première ou la seconde embouchure par un positionnement adé- quat de l'organe mobile, caractérisée en ce que l'organe mobile ( 23) comporte trois flasques d'étanchéité ( 41, 42 et 43) qui sont en contact avec la paroi latérale du corps ( 22) pour constituer un joint étanche, en ce que les flasques ( 41, 42 et 43) sont disposés de telle manière qu'au moins l'une des deux première et seconde embouchures ( 28 ou 29) est isolée du troisière orifice ( 31) quelle que soit la position de l'organe mobile ( 23), en ce que les flasques ( 41, 42 et 43) ont une forme bombée et en ce que le ou les flasques ( 42, 43), qui isolent la première ou la seconde embouchure du troisième orifice ( 31), est ou sont orientés dans un sens tel que la pression appliquée à la vanne de commande ( 2) tend à solliciter le ou les flasques ( 42, 43) en contact plus serré avec la paroi latérale du corps ( 22). 2 Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'alésage du corps ( 22) est ouvert à l'une ( 26) de ses extrémités et fermé à son au- tre extrémité ( 25), en ce que la première embouchure ( 28) est disposée. à proximité de l'extrémité fermée ( 25) du corps ( 22), et en ce que la seconde embouchure ( 27) est disposée à proximité de l'extrémité ouverte ( 26) du corps ( 22). 3 Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le troisième orifice ( 31) est disposé à un niveau intermé- diaire entre la première et la seconde embouchure ( 28 et 27). 4 Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac- térisée en ce que la première embouchure ( 28) est connectée au troisiè- me orifice ( 31) lorsque l'organe mobile ( 23) est positionné de telle manière que la première embouchure et le troisième orifice ( 28 et 31) sont tous deux localisés entre les premier et second flasques adjacents ( 43 et 42), et en ce que la seconde embouchure ( 27) est connectée au troisième orifice ( 31) lorsque l'organe mobile ( 23) est positionné de telle manière que la seconde embouchure et le troisième orifice ( 27 et 31) sont tous deux disposés entre les premier et second flasques ( 43 et 42). Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac- térisée en ce que les embouchures ( 27, 28), l'orifice ( 31) et les flasques ( 41, 42 et 43) sont disposés de telle manière que le troisième orifice ( 31) peut être isolé à la fois des première et seconde embou- chures ( 28 et 27) lorsque l'organe mobile ( 23) occupe une position tel- le que le premier des flasques ( 43) est disposé entre la première em- bouchure ( 28) et le troisième orifice ( 31), le second flasque ( 42) é- tant disposé entre la seconde embouchure ( 27) et le troisième orifice ( 31), et le troisième flasque ( 41) étant disposé du même côté de la se- conde embouchure ( 27), éloigné du troisième orifice ( 31). 6 Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac- térisée en ce que les premier et second flasques ( 43 et 41) sont ména- gés à proximité des extrémités opposées de l'organe mobile ( 23) et sont bombés de telle manière que la distance qui sépare leurs bords exté- rieurs est plus grande que celle qui sépare leurs bords intérieurs. 7 Vanne selon la revendication 6, caractérisée en ce que le premier flasque ( 43) est disposé à l'extrémité de l'organe mobile ( 23) voisin de la première embouchure ( 28), et en ce que le second flasque ( 42) est disposé entre le premier et le troisième flasque ( 43 et 41) et présente un bord extérieur bombé en direction du premier flasque ( 43). 8 Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac- térisée en ce que l'élément mobile ( 27) comporte un membre ( 40) ayant une forme sensiblement cylindrique qui présente une zone usinée de dia- mètre réduit ménagée entre les premier et second flasques ( 43 et 42). 9 Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac- térisée en ce qu'elle comporte un ressort ( 24) ménagé entre l'organe mobile ( 23) et le corps ( 22) de la vanne ( 2), agencé pour solliciter il - l'organe mobile ( 23) dans une direction qui tend à le faire sortir du corps ( 22).