Brevet FR2557259A1 — publié le 19850628

L'invention concerne une valve de commutation bistable, qui ferme alternativement des tuyaux flexibles et qui peut être actionnée par des impulsions courtes malgré un mode de contruction simple, et garantit que les deux tuyaux sont fermés dans la position intermédiaire de la commutation. Les propriétés avantageuses mentionnées plus haut peuvent être obtenues par une réalisation adéquate de la forme et de la cinématique du corps d'obturation. Le corps d'obturation de la valve de commutation selon l'invention est muni de deux arêtes de fermeture paral- lèles et décalées latéralement l'une par rapport à l'autre, qui exercent alternativement une pression sur les tuyaux en fonction de la position du corps d'obturation, le côté opposé du corps d'obturation se déplaçant selon une trajec- toire choisie de façon adéquate pour la commutation de la valve. On connaît diverses pinces de tuyaux actionnées mécaniquement ou électromagnétiquement, dans lesquelles la force nécessaire à la prise est exercée en général en oppo- sition contre l'élasticité du tuyau. Les valves de commutation fonctionnant avec un tel mécanisme présentent plusieurs inconvénients. D'une part, la sollicitation permanente du mécanisme d'actionnement est nécessaire pour maintenir les états extrêmes; ainsi, par exemple, en cas d'actionnement électromagnétique, une grande bobine et une alimentation continue de courant sont néces- saires, par ailleurs il est difficile de garantir que les deux tuyaux soient fermés dans l'état intermédiaire, ce qui représente en règle générale une exigence indispensable pour les applications de valves de commutation. Le mécanisme de serrage selon l'invention élimine les inconvénients mentionnés ci-dessus par le fait qu'il est mécaniquement dans un état stable lors de la fermeture de l'un quelconque des tuyaux, c'est-à-dire dans les deux posi- tions extrêmes; de ce fait, le maintien d'une force exté- rieure est superflue après la commutation de la valve et en outre, il est possible d'effectuer un dimensionnement tel que l'ouverture de la section de tuyau fermée ne peut commencer qu'après la fermeture de l'autre tuyau. L'invention est explicitée plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation préférentiel, qui est visible dans ses détails sur le dessin. On a représenté sur: - la figure 1, une vue en perspective du corps d'obturation, - la figure 2, la vue de côté de la valve de com- mutation dans sa place de montage, o le corps d'obturation se trouve dans une position de fonctionnement de la valve, et sur - les figures 3a et 3b, une vue de côté schéma- tique du corps d'obturation pour l'explication de ses dimen- sions. La valve de commutation selon l'invention est munie de deux parties mobiles, un corps d'obturation 1 et une plaque de tension et de basculement 2 qui peuvent être dis- posés selon la figure 2 dans un bottier de valve 5 dans lequel sont également montés les tuyaux élastiques 3, 4 commandés par la valve. La réalisation du corps d'obturation 1 selon la figure 1 et l'utilisation de rapports de dimensions adéquats garantit les caractéristiques attendues de la fonction de la soupape de la valve de commutation. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le corps d'obturation 1 est réalisé globalement sous forme d'une plaque rectangulaire sur la face frontale, supérieure sur la figure, de laquelle sont réalisées les arêtes de ferme- ture la et lb parallèles qui viennent en prise sur les tuyaux à pincer alternativement, sous la forme de l'une des extré- mités de l'une des arêtes latérales de cette face frontale et de l'extrémité opposée à celle-ci de l'autre arête laté- rale de la face frontale. Le long de chacune des arêtes de fermeture la, lb, la face frontale est coupée en biais vers son arête latérale opposée a chacune des arêtes de fermeture la, lb, de sorte qu'un biseau est ménagé latéralement dans le bord frontal de la plaque sur chacune des arêtes de fermeture. Grâce à l'évidement en biseau, on est assuré que, dans chacune des positions de fermeture du corps d'obtura- tion 1, le tuyau correspondant ne peut être fermé qu'au moyen de l'arête de fermeture respective la, lb et que donc un seul des deux tuyaux peut être fermé dans chacune des positions de fermeture. Une entaille longitudinale en V et parallèle aux arêtes de fermeture la, lb, qui sert à recevoir de la plaque de tension et de basculement 2, conformément à la figure 2, est pratiquée transversalement au milieu de la façon infé- rieure frontale, dans la face frontale inférieure sur la figure 1 du corps d'obturation 1 en forme de plaque. Comme on le voit sur la figure 2, le boîtier de valve 5 est réalisé en forme de caisson en forme de tuyau, dont la section libre est composée d'une portion de section inférieure rectangu- laire et d'une portion de section trapézoïdale supérieure s'y raccordant, dont le côté de trapèze le plus petit est limité par la paroi du boîtier 5. Les deux tuyaux élastiques 3, 4 à fermer alternativement traversent les parois latérales à l'extrémité supérieure des parois latérales se rejoignant en angle aifu et en biais vers le haut, selon l'écartement latéral des arêtes de fermeture la, lb du corps d'obturation 1, de telle sorte que les tuyaux 3, 4 viennent en appui contre le dessous plan de la paroi du boîtier en forme de caisson et que cette face de dessous coopère en tant que contre-surface avec chaque arête de fermeture la, lb du corps d'obturation 1 pour le pincement des tuyaux. Une entaille longitudinale en V pour la prise pivotante du bord inférieur de la plaque de tension et de pivotement rectangulaire 2 est pratiquée dans le milieu trans- versal de la paroi de fond du boîtier 5, plaque qui vient en prise pivotante par son arête supérieure dans l'entaille longitudinale sur le côté inférieur du corps d'obturation 1. Par le pivotement de la plaque de tension et de basculement 2 sur son arête inférieure, son arête supérieure décrit un arc de basculement correspondant, de sorte que le côté inférieur du corps d'obturation -1 est entratné selon cet arc de basculement et que le corps d'obturation 1 est basculé initialement autour de son arête de fermeture la, lb qui est appuyée contre la paroi de couverture du boîtier 5 par l'intermédiaire de la paroi de tuyau pincée du tuyau corres- pondant 3, 4. Les deux positions de basculement du corps d'obturation 1 sont limitées chaque fois par l'une ou l'autre portion de paroi latérale en biais des parois latérales du boîtier 5. Le corps d'obturation 1 se trouve chaque fois dans une position mécanique stable dans les deux positions de basculement. Au domaine de protection de l'invention appartien- nent aussi les applications dans lesquelles le but est de ne pincer ou serrer qu'un seul tuyau, ou dans lesquelles chaque section d'arête de fermeture du corps d'obturation 1 ferme simultanément plusieurs tuyaux, ou dans lesquelles les arêtes de fermeture se suivent à plusieurs reprises de façon entrecoupée de n'importe quelle façon. Y appartiennent également les formes de réalisation obtenues par exemple à partir de plaques:repliées, assurant la disposition ci- dessus des arêtes de fermeture. On revient ci-après sur les rapports dimensionnels optimaux du corps d'obturation 1 de la plaque de tension et de basculement 2 en référence à la figure 3. La figure 2 montre le mode de fonctionnement de la valve de commutation. Le boîtier de valve 5 doit être dimen- sionné de telle façon que le tuyau 3, 4 concerné soit mainte- nu fermé dans les deux positions de basculement du corps de fermeture 1. L'autre arête de fermeture se trouve donc chaque fois dans les deux positions de basculement du corps d'obtu- ration 1 à une distance Ah sous la première arête de ferme- ture et libère, de ce fait, le serrage de l'autre tuyau, de sorte qu'elle dégage pour ce dernier une section de tuyau correspondante. Il faut limiter le mouvement du corps d'obtu- ration 1 de telle sorte que son point désigné par C sur la figure 2, ou la plaque de tension et de basculement 2 vient en prise avec l'entaille longitudinale du corps d'obturationl se trouve un peu en dehors du triangle ADB dans les deux posi- tions de basculement, D étant le point de projection de l'axe de la plaque de tension et de basculement 2, dans lequel celle-ci vient en prise dans l'entaille longitudinale de la paroi de fond du boîtier 5, et A et B étant les points de projection des arêtes de fermeture la respectivement lb sur le plan de déplacement de la plaque de tension et de bascule- ment 2. Le dimensionnement optimal de la construction est représenté sur les figures 3:a,b, o le corps d'obturation 1 a une section triangulaire. Sur la figure, on a: Ah la hauteur d'ouverture de la valve de commutation, Ax le domaine de déplacement du point d'articulation C du corps d'obturation 1 et de la plaque de tension et de basculement 2, m la distance entre les arêtes de fermeture la et lb, mesurée perpendiculairement entre elles, 1 la longueur du corps d'obturation 1, c'est-à-dire la distance de chaque arête de fermeture la, lb du point d'articulation C, et k la longueur de la plaque de tension et de basculement 2, c'est-à-dire la distance entre les points C et D. La troisième dimension de la valve, non représentée sur cette figure, peut être choisie à volonté. Sur la figure 3b, on a représenté les lignes prin- cipales de la valve dans la position intermédiaire entre les deux positions de basculement du corps d'obturation. Sur la base des figures 3a et 3b, on peut établir un optimum des dimensions de la valve tel que la condition de la fermeture simultanée des deux tuyaux dans cette posi- tion intermédiaire-du corps d'obturation 1 soit remplie. Exemple Sur la base de calculs et d'expérimentations, il a été reconnu pour l'emploi par des laboratoires, qu'une telle valve à commande électromagnétique était la plus adaptée dont les dimensions sont les suivantes: Ah = 0,4 mm Ax = 2 - 2,5 mm m= 5 - 6 mm 1 = 9 -12 mm k = 6 - 7 mm L'encombrement d'une telle valve de commutation, y compris l'aimant d'actionnement pour le basculement de la plaque de tension et de basculement 2, est de x 20 x 50 mm. On a utilisé une impulsion de tension de 10V x 100 ms pour cette commutation. REVENDICATIONS 1. Valve de commutation bistable pour la ferme- ture alternée de tuyaux à déformation élastique, caracté- risée en ce que son corps d'obturation (1) est muni de deux arêtes de fermeture (la, lb) parallèles entre elles, grâce auxquelles on exerce sur les tuyaux une pression en fonction de la position du corps de fermeture (1), pression qui est réglable par le fait que le côté opposé du corps d'obturation (1) se déplace sur une portion de trajectoire radiale finie ou infinie choisie de façon appropriée. 2. Valve de commutation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur (1) du corps d'obturation (1), l'écartement réciproque (m) des arêtes de fermeture (la, lb) ainsi que la longueur de la plaque de tension et de basculement (2) sont telles que les deux tuyaux sont fermés par le corps d'obturation lorsque le point central de sa trajectoire est atteint.