Brevet FR2558562A1 — publié le 19850726

Valve pneumatique pilotée La présente invention a trait à une valve pneumatique pilotée comprenant un corps comportant un espace amont pouvant être relié à une source de pression amont et un espace aval pouvant être relié à une utilisation en aval, un clapet pouvant obturer et ouvrir un passage entre l'espace amont et l'espace aval, le clapet étant appliqué sur son siège par un ressort et déplaçable par action d'une tige solidaire d'une membrane disposée dans une chambre intérieure audit corps et séparant ladite chambre en un premier et un second compartiment, ledit premier compartiment comportant un éehappe- ment et ledit second compartiment pouvant être relié à des moyens de pilotage pour y établir une première pression suffisante pour déplacer la membrane dans un premier sens afin d'ouvrir le clapet et une seconde pression pour déplacer la membrane dans l'autre sens afin de fermer le clapet. Dans les valves de ce type, il n'est pas prévu lorsqu'on referme le clapet de vidanger l'espace en aval du clapet pour faire chuter la pression aval. Or une telle mesure peut être nécessaire pour des motifs de sécurité. La valve pilotée selon l'invention ne présentant pas cet inconvénient est caractérisée en ce que la tige est creuse et traverse la membrane et le second compartiment et en ce qu'elle est en communication avec l'extérieur. Ainsi, lorsque la première pression est établie dans le second compartiment, la membrane se soulève et la tige repousse le clapet ouvrant le passage entre l'aval et l'amont ; étant donné que l'extrémité de la tige est au contact du clapet, il n'y a pas d'évacuation du gaz de l'espace aval à travers la tige. Par contre, lorsque la seconde pression est établie, la membrane s'abaisse et le clapet se plaque sur son siège puis la membrane continue à s'abaisser et l'extrémité de la tige s'écarte du clapet mettant l'espace aval en communication avec l'extérieur. Pour établir la première pression, on peut se servir d'une source de pression extérieure, mais selon une réalisation préférentielle de l'invention, on utilise la pression dans l'espace amont à cet effet. La valve selon l'invention utilisant la pression de l'espace amont est caractérisée en ce que les moyens de pilotage comportent une cavité située du même côté de la membrane que le second compartiment et reliée pneumatiquement à la pression amont et des moyens d'obturation pouvant prendre un premier état dans lequel la communication entre la cavité et le second compartiment est interrompue tandis que le second compartiment est relié avec l'extérieur et un second état dans lequel la liaison entre la cavité et le second compartiment est ouverte tandis que le second compartiment est isolé de l'extérieur. Selon une réalisation particulière, la commande peut être électrique ou manuelle. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en se référant à des modes de réalisations particuliers cités à titre d'exemples non limitatifs et représentés par les dessins annexés. La figure 1 représente en coupe une première valve selon l'invention avec commande pneumatique extérieure. La figure 2 représente en coupe une seconde valve selon l'invention avec commande électrique. La figure 3 représente en coupe une troisième valve selon l'invention avec commande manuelle. Dans les trois figures, les références 10 et 30 désignent deux pièces moulées en plastique constituant, avec le couvercle 50, également en plastique moulé, l'ossature de la valve selon l'invention. La pièce 30 et le couvercle 50 sont assemblés par des vis (non représentées) avec un joint d'étanchéité 52 entre les deux. La pièce 10 comporte un espace amont 1 muni d'un orifice 11 relié à la pression amont et un espace aval 2 muni d'un orifice 12 relié à la pression aval. Ces orifices sont munis de brides de raccordement 13 et 14, associées à des joints intérieurs 15 et 16 et extérieurs 17 et 18. Les brides en alliage d'aluminium, sont munies d'un filetage 13A, 14A. Le couvercle porte un clapet 53 mettant en communication, lorsqu'il est ouvert, les espaces amont et aval 1 et 2 de la valve . Ce clapet comprend un piston coulissant de manière étanche grâce à un joint 54 dans un cylindre 55 venu de moulage dans le couvercle. Un ressort 56 applique l'extrémité 53A du clapet 53 sur son siège constitué par l'extrémité 19A d'un cylindre 19 venu de moulage avec la pièce 10 et s'étendant axialement d'une face à l'autre de cette pièce. Un petit orifice 57 est pratiqué dans la partie 53A du clapet. Entre la partie 10 et la partie 30 est disposée une membrane 31 rendue solidaire, par deux plaques circulaires 32 et 33 et un clips 34 d'une tige creuse 35 s'étendant de part et d'autre de la membrane. Cette tige 35 s'étend au-dessus de la membrane avec son extrémité supérieure 35A au voisinage du clapet 53. La tige coulisse de manière étanche dans un trou cylindrique de la pièce 10, grâce à une rondelle 37 et un joint 38. La membrane délimite de part et d'autre deux compartiments, le premier 31A en communication avec la pression aval par un conduit 20, le second 31B. Au-dessous de la membrane, la tige coulisse dans une cavité cylindrique 36, de manière étanche gracie à une rondelle 37' et un Joint 381. La cavité 36 est en communication avec l'extérieur par un conduit 39, venu de moulage, perpendiculaire à l'axe de l'appareil. La pièce 30 comporte à sa partie inférieure une cavité cylindrique 40 débouchant vers le bas, dont l'intérieur est lisse et la partie extérieure est filetée. Le second compartiment 31B est relié au fond de la cavité 40 par un conduit 3. Dans la valve représentée à la figure 1, un manchon lisse 41 s'engage dans la cavité 40. Le manchon 41 est muni d'un conduit 42 qui continue le conduit 3 et débouche sur l'extérieur du manchon par un orifice 43. Le manchon 41 est fixé sur la pièce 30 par un manchon de blocage 44 venant s'y visser. On peut relier à l'orifice 43 des moyens de pilotage schématisés par le rectangle 45 et qui, à partir d'une source de pression extérieure, servent à appliquer dans un premier état une pression P dans le conduit 42 et dans un second état mettre le conduit 42 à la pression extérieure. Le fonctionnement de la valve de la figure 1 est le suivant. Lorsque le conduit 42 est relié à l'extérieur, la pression dans le second compartiment 31B est égale à la pression atmosphérique et la membrane 31 est horizontale, l'extrémité 35A de la tige 35 ne touche pas l'extrémité 53A du clapet 53. L'espace aval 2 est donc relié par la tige 35 à l'extérieur. Le clapet 53 est poussé sur son siège par le ressort 56 si bien que le passage entre espace amont 1 et espace aval 2 est obstrué. Lorsque la pression P est appliquée dans le second compartiment 31B, la membrane 31 se soulève et l'extrémité 35A de la tige 35 vient soulever l'extrémité 53A du clapet 53. L'espace aval 2 est alors en communication avec l'espace amont 1. La pression P doit être suffisante pour ouvrir le clapet 53 et pour le maintenir ouvert. On la choisira donc égale ou supérieure à la pression aval. Lorsqu'on coupe la pression P et que le second compartiment 31B est mis en communication avec l'extérieur, la membrane 31 s'abaisse et le clapet 53 revient sur son siège obstruant le passage entre espace amont 1 et espace aval 2. La membrane 31 continue à s'abaisser Jusqu'à revenir horizontale et l'extrémité 35A de la tige 35 s'écarte de l'extrémité 53A du clapet 53 mettant l'espace aval 2 en communication avec l'extérieur par la tige 35 et la canalisation 39. La valve à commande électrique, représentée à la figure 2, comporte des moyens de pilotage 145 comprenant un manchon lisse 141 qui s'engage dans la cavité 40. Le manchon 141 est muni d'un conduit 142 qui continue le conduit 3. Une cavité 143 est ménagée dans le fond de la cavité 40 et communique avec l'espace amont 1 par deux conduits 20A et 30A venus de moulage dans les pièces 10 et 30 et se reJoignant au niveau d'un trou 31C dans la partie de la membrane 31 immobilisée entre les pièces 10 et 30. Le manchon 141 est muni d'un conduit axial 144 et est fixé dans la cavité 40 par un manchon d'accouplement 155. Un électroaimant 146 est fixé sur le manchon 141. Cet électroaimant comporte un plongeur 147 qui peut prendre deux positions à l'intérieur d'une cavité 148. La cavité 148 est reliée à l'extérieur par un conduit vertical 149 débouchant à l'intérieur de la cavité par un ori fice 150 au centre d'un siège 151. De même le conduit axial 144 débouche à l'intérieur de la cavité 148 par un orifice 152 qui est au centre d'un siège 153 situé sur la même verticale que le conduit 144. Par ailleurs le conduit 142 débouche dans la cavité 148. Le plongeur 147 dans sa position repos, lorsque l'électroaimant 146 n'est pas alimenté est appliqué sur le siège 153 par un ressort 154 obstruant l'orifice 152. le second compartiment 31B est donc relié à l'extérieur par le conduit 142, la cavité 148 et le conduit 149. Le clapet 53 est donc fermé. Lorsqu'on alimente l'électroaimant 146 le plongeur 147 se déplace et vient se poser sur le siège 151 obstruant l'orifice 150 et dégageant l'orifice 152. Dès lors la cavité 148 est isolée de l'extérieur et relie pneumatiquement le conduit 142 au conduit 144 mettant ainsi le second compartiment 31B à la pression amont. La membrane 31 monte et la tige 35 soulève le clapet 53. Lorsque l'électroaimant 146 n'est plus alimenté, le second compar- timent 31B est de nouveau relié à l'extérieur et la membrane 31 avec la tige 35 s'abaisse. Le clapet 53 se ferme et l'espace aval 2 est mis à l'extérieur par la tige 35. La valve à commande manuelle, représentée à la figure 3, comprend des moyens de pilotage 245 comportant un manchon lisse 241 qui s'engage dans la cavité 40. Le manchon 241 est muni d'un conduit 242 qui prolonge le conduit 3. Une cavité 243 est ménagée dans le fond de la cavité 40 et communique avec l'espace amont 1 par deux conduits 20A et 30A venus de moulage dans les pièces 10 et 30 et se rejoignant au niveau d'un trou 31C dans la partie de la membrane 31 immobilisée entre les pièces 10 et 30. Le manchon 241 comporte également un conduit axial 244 communiquant avec la cavité 243. La partie inférieure du conduit 244 présente un redant servant de siège 258 à un clapet comprenant un obturateur 247 muni d'un ressort 246 qui s'appuie contre le fond de la cavité 243. Le conduit 244 débouche dans une chambre 248 comprise entre le manchon 241 et une pièce de maintien 249 du manchon dans la cavité 40. Le conduit 242 débouche également dans la chambre 248. Une tige creuse mobile 250 traverse de façon étanche la pièce de maintien 249. L'extrémité 256 de la tige 250 peut venir soulever l'obturateur 247. Cette tige 250 comporte une tête 251 opposée à l'extrémité 256 qui tend à s'écarter de la pièce 249 sous l'effet d'un ressort 252. Un bouton tournant 253 est disposé en dessous de la pièce de maintien 249 et est muni de cames 254 qui servent à déplacer selon l'axe de l'appareil un goujon 255 immobilisé en rotation. La tête 251 de la tige 250 est appliquée par le ressort 252 en permanence contre le goujon 255. Le bouton 253, la pièce de maintien 249 et le manchon 241 sont maintenus en place par un manchon d'accouplement 257. Le fonctionnement du dispositif de la figure 3 est le suivant. Au repos, le bouton 253 étant dans une première position, l'extrémité 256 de la tige 250 est écartée de l'obturateur 247 qui repose donc sur son siège 258. La cavité 243 est donc isolée de la chambre 248. Le second compartiment 31B est alors relié à la chambre 248 par les conduits 3 et 242 et cette chambre 248 est reliée à l'extérieur par le canal interne de la tige creuse 250. La membrane 31 est horizontale et le passage entre espace amont 7 et espace aval 2 est obstrué. Lorsqu'on tourne le bouton 253 pour repousser le goujon 255, la tige creuse 250 vient s'appliquer sur l'obturateur 247 et le soulève de son siège 258. L'extrémité 256 de la tige 250 est alors obturée et la liaison de la chambre 248 avec l'extérieur est supprimée. Par contre, la cavité 243 est en communication avec la chambre 248, si bien que la pression amont P est appliquée dans le second compartiment 31B. La membrane 31 se soulève et ie passage entre espace amont 1 et espace aval 2 est ouvert. Il suffira de remettre le bouton 253 à sa première position pour que -le second compartiment 31B soit remis à la pression atmosphérique entraînant l'abaissement de la membrane 31, la fermeture du clapet 53 et la mise à l'atmosphère de l'espace aval 2. Dans les valves représentées, pour permettre l'échappement, le premier compartiment 31A est relié par une communication 20 avec l'espace aval 2. On pourrait également relier le premier compartiment 31A avec l'extérieur. Le fonctionnement des valves n'est pas modifié, que le premier compartiment 31A soit à la pression aval ou à la pression atmosphérique. REVENDICATIONS 1/ Valve pneumatique pilotée comprenant un corps (10, 30) comportant un espace amont (1) pouvant être relié à une source de pression amont et un espace aval (2) pouvant être relié à une utilisation en aval, un clapet (53) pouvant obturer et ouvrir un passage entre l'espace amont (1) et l'espace aval (2), le clapet (53) étant appliqué sur son siège (19A) par un ressort (56) et déplaçable par action d'une tige (35) solidaire d'une membrane (31) disposée dans une chambre intérieure (31A, 31B) audit corps (10, 30) et séparant ladite chambre (31A, 31B) en un premier et un second compartiment (31A, 31B), ledit premier compartiment (31A) comportant un échappement et ledit second compartiment (31B) pouvant être relié à des moyens de pilotage (45, 145, 245) pour y établir une première pression suffisante pour déplacer la membrane (31) dans un premier sens afin d'ouvrir le clapet (53) et une seconde pression pour déplacer la membrane (31) dans l'autre sens afin de fermer le clapet (53), caractérisée en ce que la tige (35) est creuse et traverse la membrane (31) et le second compartiment (31B) et en ce qu'elle est en communication avec l'extérieur. 2/ Valve pneumatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de pilotage (145, 245) comportent une cavité (143, -243) située du même côté de la membrane (31) que le second compartiment (31B) et reliée pneumatiquement à la pression amont et des moyens d'obturation (147, 247) pouvant prendre un premier état dans lequel la communication entre la cavité (143, 243) et le second compartiment (31B) est interrompue tandis que le second compartiment (31B) est relié avec l'extérieur et un second état dans lequel la liaison entre la cavité (143, 243) et le second compartiment (31B) est ouverte tandis que le second compartiment (31B) est isolé de l'extérieur. 3/ Valve pneumatique selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de pilotage (147) comportent une cavité (1113) située du même côté de la membrane (31) que le second compartiment (31B) et reliée pneumatiquement à la pression amont, ladite cavité (143) étant reliée au second compartiment (31B) par un premier conduit (144) pouvant être obs trué par le plongeur (147) d'un électroaimant (146), ledit second compartiment (31B) étant relié à l'extérieur par un second conduit (149) pouvant être obstrué ledit plongeur (147), ledit plongeur (147) pouvant prendre une première position dans laquelle ledit premier conduit (144) est ouvert et ledit second conduit (1493 obstrué et une seconde position dans laquelle ledit premier conduit (144) est obstrué et ledit second conduit (149) ouvert 4/ Valve pneumatique selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de pilotage (245) comportent d'une part ure cavité (243) située du même côté de la membrane (31) que le second compartiment (31B) et reliée pneumatiquement à la pression amont, ladite cavité (243) étant en communication avec un conduit (244) muni d'un obturateur (247) appliqué sur son siège (256) par un ressort (246), ledit conduit (244) débouohant dans une chambre (248) reliée avec le second compartiment (31B) et d'autre part une tige creuse (250) en relation pneumatique avec l'exté- rieur déplaçable par un bouton réglable (253) de fagon à soulever l'obturateur (247) afin de mettre le second compartiment (31B) en liaison avec la cavité (243) ou bien dans une autre position du bouton (253) pour rétracter la tige (250) de façon à isoler la cavité (243) de ladite chambre (248) et à mettre ladite chambre (248) et le second comparti- ment (31B) en liaison pneumatique avec l'extérieur.