Brevet FR2557949A1 — publié le 19850712

La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux vannes à commande par piston. On sait que de telles vannes comportent un corps de vanne muni des voies d'admission et d'évacuation, dont la commu- nication peut être interrompue par un clapet solidaire d'une tige reliée à un S piston sur lequel s'exerce la pression de pilotage de la vanne. Dans un tel type de vanne, il existe principalement deux variantes: a) les vannes "normalement fermées", dans lesquelles, au repos, le piston de commande, sous l'effet d'un ressort, applique le clapet sur son siège, la vanne ne s'ouvrant que lors de l'admission de la pression de pilotage; b) les vannes "normalement ouvertes", dans lesquelles, au repos, le piston de commande, sous l'effet d'un ressort, maintient le clapet dégagé de son siège, la vanne ne se fermant que lors de l'admission de la pression de pilotage. En outre, il existe des vannes à commande par piston, normalement ouvertes ou normalement fermées, fonctionnant sous pression de pilotage nor- male ou sous basse pression. L'utilisateur doit donc disposer d'un nombre relativement important de vannes pour ses différentes applications. L'invention se propose, en conséquence, d'apporter une vanne à com- mande par piston pouvant fonctionner soit en mode normalement fermé, soit en mode normalement ouvert, avec des pressions de pilotage normales ou faible s. L'invention concerne donc une vanne à commande par piston caracté- risée en ce qu'elle comporte: une tête réversible munie d'un orifice d'admis- sion pour la pression de pilotage, un piston de commande, placé, de façon connue, dans ladite tête et sur lequel est monté le clapet de la vanne; un pre- mier ressort de rappel, dit ressort basse pression, venant prendre appui di- rectement sur ledit piston de commande; un second ressort de rappel, dit ressort forte pression, interposé entre deux pièces dites ponts tareurs, l'ef- fet de ce ressort pouvant s'exercer sur le piston de commande; et des moyens pour annuler l'action du second ressort de rappel sur le piston de commande. On comprend que, grâce à la tête réversible, la pression de pilotage peut s'exercer sous le piston de commande, assurant un mode de fonctionne- ment normalement fermé, ou sur le piston de commande, assurant ainsi un mode de fonctionnement normalement ouvert, comme on le verra ci-après. Par ailleurs, le fait de prévoir un second ressort de rappel permet d' assurer 2 2557949 un fonctionnement sous pression de pilotage normale, et la mise en action des moyens annulant l'effet de ce second ressort permettant un fonctionnement sous faible pression de pilotage. Selon l'invention, l'un des ponts tareurs est mobile par rapport à l'autre, de manière à pouvoir l'écarter du piston de commande afin d'annuler l'action du second ressort de rappel sur ledit piston, et de permettre un fonc- tionnement sous basse pression de pilotage. A cet effet, le pont tareur mobile comporte des ergots pouvant coulisser le long de rampes inclinées, prévues dans une pièce du corps, dite chapeau sélecteur, lors de la rotation de ce dernier, pour écarter ce pont tareur du piston de commande. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en regard des dessins annexés, qui en il- lustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les dessins, qui représentent la tête de pilotage en position sous tension: - la Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une vanne selon l'invention, en mode de fonctionnement "normalement fermé" et pression nor- male - la Figure 2 est une vue en coupe, similaire à la Figure 1, montrant la vanne en mode de fonctionnement "normalement fermé" et basse pression; - la Figure 3 est une vue partielle, en élévation, représentant la dis- position du pont tareur mobile dans le corps - la Figure 4 est une vue similaire aux Figures 1 et 2, représentant la vanne selon l'invention en mode de fonctionnement "normalement ouvert"; et, - la Figure 5 est une vue de détail, en coupe verticale, illustrant la fixation du presse-étoupe sur le corps de la vanne. En se référant aux dessins, on voit qu'une vanne selon l'invention comprend un corps de vanne 10 muni des deux voies 12, 14 dont la communi- cation peut être interrompue par le clapet 16, dont la tige 18 est solidaire d'un piston de commande Z0, rappelé par ressort et actionné par une pression de pilotage admise par un orifice de pilotage 22, ménagé dans la tête 24 de la vanne. Selon l'invention, la tête 24 est réversible (les Figures 1 et 2 montrent la tête dans une position, et la Figure 4 montre la tête dans une autre position), et elle est traversée par une tige 18' sur laquelle est montée, à son extrémité inférieure, la tige 18 du clapet 16, par l'intermédiaire d'un manchon d'atte- 3 2557949 lage 26. Sur l'autre extrémité de la tige 18' peut être fixée une indication op- tique 28 de la position du clapet 16. La tête 24, protégée à sa partie supérieure par un capot 30, comporte, à ses parties supérieure et inférieure, des moyens 32, 32' pour assurer sa fixation sur le corps 10. La Figure 5 illustre le mode de fixation de la tête 24 sur le presse-étoupe 10' du corps 10, par l'intermédiaire de la pièce de fixa- tion 32. Dans la tête réversible 24 est disposé un premier ressort de rappel, dit ressort de basse pression 34, qui appuie directement sur le piston de com- mande 20, et un second ressort de rappel, dit ressort forte pression 36, qui est interposé entre deux pièces dites ponts tareurs 38 et 39, la disposition étant telle que le pont tareur 39 peut venir appuyer sur le piston de commande 20 sous l'effet du ressort 36 (position de la Figure 1) , ou peut être maintenu écarté du piston 20 (Figure 2). A cet effet, (Figure 3), le pont tareur est mobile dans la tête 24, et il comporte des tétons tels que 40, pouvant glisser le long des surfaces inclinées 44 de lumières telles que 42, prévues dans la partie supé- rieure ou chapeau sélecteur Z4' de la tête 24. On comprend que la rotation de ce chapeau sélecteur 24' fait coulisser les tétons 40 du pont tareur 39 le long des rampes 44, ce qui amène le pont tareur en position haute (Figure 2), dé- gageant ainsi le piston 20 de l'action du ressort 36, qui appuie sur le pont ta- reur 39. On décrira maintenant les divers modes de fonctionnement de la vanne selon l'invention. 1 - _Fonctionnement en mode "normalement fermé" et pression de pilotage normale ou élevée, c'est-à-dire avec les deux ressorts de rappel en action (Figure 1: Dans ce mode de fonctionnement, le pont tareur 39 occupe la position représentée sur la Figure 1 (position basse), et il appuie sur le piston de commande 20, qui est donc soumis à la pression des deux ressorts de rappel 34 et 36. Au repos, le clapet 16 est donc fermé, sous l'effet exercé par les deux ressorts sur le piston 20. Lors de l'admission de la pression de pilotage par l'orifice 22, le piston de commande 20 et le pont tareur 39 se soulèvent à l'encontre de l'effort de rappel des res- sorts 34 et 36, et le clapet 16 s'ouvre. Dès que cesse l'admission de la pression de pilotage, les ressorts ramènent le piston de commande en position de fermeture du clapet. 4 2557949 2 - Fonctionnement en mode "normalement fermé" et faible pression de pilotage (Figure 2): Dans ce mode de fonctionnement, un seul ressort de rappel, le res- sort basse pression 34, doit agir sur le piston 20. Pour annuler l'effet du ressort forte pression 36, l'utilisateur fait tourner le chapeau sélec- teur 24' (Figure 3). On a vu ci-dessus que cette rotation provoque le dé- placement vers le haut de la tête du pont tareur 39, qui cesse alors d'ap- puyer sur le piston de commande 20. Il en résulte que, seul le ressort 34 agit sur le piston. Au repos, c'est-à-dire en l'absence de pression de pilotage, la vanne est normalement fermée, le clapet 16 étant appliqué sur son siège sous l'effet de rappel du ressort 34. Si l'on admet une faible pression de pilo- tage par l'orifice 22, celle-ci repousse le piston de commande à l'en- contre de l'action du ressort 34, et le clapet s'ouvre. Dès que la pression de pilotage cesse, le clapet 16 se referme sous l'action du ressort de rappel 34. On remarque que l'indicateur optique 28 permet de contrôler l'état de fonctionnement (ouvert ou fermé) du clapet 16. 3 - Fonctionnement en mode "normalement ouvert" (Figure 4) Pour ce mode de fonctionnement, la tête réversible 24 doit 8tre re- tournée par rapport à la position qu'elle occupe en fonctionnement nor- mnalement ferméi (Figures 1 et 2), de manière que la pression de pilotage s'exerce au-dessus du piston de commande 20. L'utilisateur place donc la tête dans la position illustrée par la Figure 4, la tête étant maintenue sur le presse-étoupe 10' du corps de vanne 10 par les moyens de fixation 32'. Au repos, en l'absence de pression de pilotage, le clapet 16 est ou- vert, car le piston de commande est rappelé vers le haut sous l'effet du ressort de rappel 34, auquel s'ajoute éventuellement l'action du ressort 36, de la même façon que précédemment. Lors de l'admission de la pres- sion de pilotage par l'orifice 22 (cette pression peut être une pression normale, si les deux ressorts 34 et 36 agissent sur le piston de com- mande, ou une faible pression, si seul le ressort 34 est en action, ce qui est le cas de la Figure 4), le piston de commande 20 est repoussé 2557949 vers le bas, et le clapet 16 se ferme. Dès que cesse l'admission de la pression de pilotage, le clapet s'ouvre, sous l'effet du rappel du ressort 34, et éventuellement du ressort 36. Ici encore, l'état du fonctionnement de la vanne est contrôlé par l'indicateur 28', solidaire de la tige 18' du piston. Il résulte de la description qui précède que l'invention apporte une vanne perfectionnée permettant, avec un minimum de pièces, de résoudre de nombreux problèmes d'application. Bien entendu, cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisa- tion décrit et représenté ici, mais elle en englobe toutes les variantes. 6 2557949 REVENDICATIONS 1 - Vanne à commande par piston, du type comportant un corps de vanne muni des voies d'admission et d'évacuation, dont la communication peut être interrompue par un clapet solidaire d'une tige reliée à un piston sur lequel s'exerce la pression de pilotage de la vanne, celle-ci étant caractérisée en ce qu'elle comporte: une tête réversible (24) munie de l'orifice (22) d'admission de la pression de pilotage; un piston de commande (20), placé de façon connue dans ladite tête réversible, et sur lequel est monté le clapet (16) de la vanne un premier ressort (34), dit ressort basse pression, venantprendre directe- ment appui sur ledit piston de commande; un second ressort de rappel (36), dit ressort forte pression, interposé entre deux pièces dites ponts tareurs (38, 39), l'effort de ce second ressort pouvant s'exercer sur le piston de com- mande, et des moyens pour annuler l'action dudit second ressort sur le piston de comrnmande, afin de permettre un fonctionnement avec une faible pression de pilotage. 2 - Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite tête réversible (24) comporte, à ses parties supérieure et inférieure, des moyens de fixation (32, 32'), permettant son montage dans un sens ou dans l'autre sur ledit corps de vanne (10), afin d'obtenir une position de fonctionne- ment en mode "normalement fermé", dans laquelle la pression de pilotage s'exerce sous le piston de commande, et une position de fonctionnement en mode "normalement ouvert", dans laquelle la pression de commande s'exerce au-dessus du piston de commande. 3 - Vanne selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'un des ponts tareurs (38, 39) est mobile par rapport à l'autre, de ma- nière à l'écarter du piston de commande et annuler l'effet du second ressort de rappel. 4 - Vanne selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit pont tareur mobile (39) comporte des ergots (40) pouvant coulisser le long de rampes (44), ménagées dans une pièce du corps, dite chapeau sélecteur (24'), lors de la rotation de ce dernier, pour écarter ledit pont tareur du piston de com- mande (20). - Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tige (18') du piston de commande est munie d'un in- dicateur optique (28, 28') qui permet de contrôler le mode de fonctionnement de la vanne.