Brevet FR2558560A1 — publié le 19850726

Vanne de mise en pression progressive La présente invention a trait à une vanne de mise en pression progressive 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 des moyens de mise en pression de l'espace aval comportant un dispositif d'étran- glement. Dans les vannes connues la montée en pression cesse d'etre progressive lorsque la pression aval a atteint une certaine valeur et que le clapet s'ouvre. D'autre part, lorsque la pression aval n'a pas encore atteint cette valeur et qu'il y a un fort appel de débit, la pression aval chute car le débit amont aval est constitué par le débit du dispositif d'étranglement. La vanne de mise en pression selon l'invention permettant d'éviter ces inconvénients est caractérisée en ce que lesdits moyens comportent 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 étant en liaison pneumatique avec l'espace aval et ledit second compartiment pouvant être relié à une source de pression par le dispositif d'étranglement, ladite tige servant à déplacer le clapet. La montée en pression est progressive puisque la pression aval est toujours égale à la pression dans le second compartiment qui monte progressivement, et cette montée progressive n'est pas interrompue en cas de fort appel de débit aval. Selon un perfectionnement de l'invention, on dispose entre la source de pression et le dispositif d'étranglement des moyens de commande permettant de démarrer la montée de la pression aval indépendamment de la source de pression. Selon un second perfectionnement de l'invention, la source de pression est l'espace amont ce qui permet d'éviter l'emploi d'une source de pression indépendante. Selon un troisième perfectionnement de l'invention, le dispositif d'étranglement comporte un pointeau réglable, ce qui permet de régler facilement la pente de la montée en pression. Selon un quatrième perfectionnement de l'invention, pour permettre la vidange aisée de l'espace aval, la tige solidaire de la membrane est creuse et coulisse à sa partie située sous la membrane dans une cavité cylindrique reliée à l'extérieur du corps par un conduit. Selon un cinquième perfectionnement de l'invention, pour permettre que cette vidange soit rapide, la vanne comporte un clapet anti-retour dont la sortie est reliée au second compartiment et l'entrée est reliée à la source de pression, ledit clapet étant fermé lorsque la pression à l'entrée est supérieure ou égale à la pression de sortie. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en se référant à des modes de réalisations particuliers cités à titre d'exemple et représentés par les dessin annexés. La figure 1 représente une première réalisation de la vanne selon l'invention. La figure 2 représente une partie de la vanne de la figure 1. La figure 3 représente une partie de la vanne de la figure 4. La figure 4 représente une deuxième réalisation de la vanne selon l'invention. La figure 5 représente une troisième réalisation de la vanne selon l'invention. Dans les figures 1, 3, 5, les références 10 et 30 désignent deux pièces moulées en plastique constituant, avec le couvercle 50, également en plastique moulé, l'ossature de la vanne 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, associés 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 vanne. 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 grâce à une rondelle 37' et un joint 38'. 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 vient prolonger le conduit 3 et débouche sur l'extérieur du manchon par un orifice 43. Le conduit 42 est muni d'un étranglement 60 et comporte à l'intérieur un pointeau 61 coopérant avec l'étranglement 60. Le conduit 42 est relié par un conduit 62 à un orifice 63 débouchant sur l'extérieur du manchon 41. Le conduit 62 relie également l'orifice 63 à une cavité 64 reliée par une canalisation 65 au conduit 3. La cavité 64 est munie d'un clapet anti-retour 66 poussé par un ressort 67 pour venir obstruer la canalisation 65 lorsque la pression dans la cavité 64 est supérieure ou égale à la pression dans le second compartiment 31B (voir figure 2). 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 63 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 62 et, dans un second état, mettent le conduit 62 à la pression extérieure. Le fonctionnement de la valve de la figure 1 est le suivant. Lorsque le conduit 62 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 à l'orifice 63, le clapet anti-retour est fermé, l'air passe dans l'étranglement plus ou moins obstrué par le pointeau 61. La pression monte donc progressivement dans le second compartiment 31B. Lorsque la pression 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 mettant ainsi en communication l'espace aval 2 avec l'espace amont 1. Le clapet 53 reste soulevé tant que la pression dans le second compartiment 31B est supérieure à la pression dans le premier compartiment 31A (à la force du ressort près). A chaque instant, on a ainsi l'égalité entre la pression aval et la pression dans le second compartiment 31B. Lorsqu'on coupe la pression P, l'orifice 63 est mis en relation avec l'extérieur et le clapet anti-retour 67 s'ouvre mettant le second compartiment en liaison avec l'extérieur. La membrane 31 s'abaisse et le clapet 53 revient sur son siège obstruant le passage entre l'espace amont 1 et l'espace aval 2. La membrane 31 continue à s'abaisser jusqu'à revenir horizontale et l'extrémité 35A de la tige 35 8'écarte de l'extrémité 53A du clapet 53 mettant l'espace aval 2 en communication avec ltextérieur par la tige 35 et la canalisation 39. La valve à commande électrique représentée à la figure 4 comporte des moyens de pilotage 145 comprenant un manchon 141 qui s'engage dans la cavité 40. Le manchon 141 est muni d'un conduit 142 qui prolonge 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 20t et 30t 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 électro-aimant 146 est fixé sur le manchon 141. Cet électroaimant comporte un plongeur 147 qui peut prendre deux positions à l'xnte- rieur 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 orifice 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 sur la même verticale que le conduit 144. Le conduit 142 est muni d'un étranglement 160 et comporte à l'intérieur un pointeau 161 coopérant avec l'étranglement 160. Le conduit 142 est relié par un conduit 162 à la cavité 148. Le conduit 162 sert également à relier la cavité 148 à une cavité 164 reliée par une canalisation 165 au conduit 3. la cavité 164 est munie d'un clapet anti-retour 166 poussé par un ressort 167 pour venir obstruer la canalisation 165 lorsque la pression dans la canalisation 162 est supérieure ou égale à la pression dans le second compartiment 31B (figure 3). 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'électro-aimant 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, appliquant ainsi la pression amont du second compartiment 313 par l'intermédiaire de ltétranglement 160 plus ou moins obstrué par le pointeau 161. La membrane 31 monte et la tige 35 soulève le clapet 53 comme indiqué lors de la description du fonctionnement de la vanne de la figure 1. Lorsque l'électro-aimant 146 n'est plus alimenté, le second compartiment 31B se trouve relié à l'extérieur par la cavité 164 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 vanne de la figure 4 présente l'avantage de ne pas nécessiter une source de pression spéciale. La vanne représentée à la figure 5 est semblable à celle représentée à la figure 4, mais elle ne comprend plus de commande par éleotro-aimant et la cavité 143 est reliée directement au conduit 142 par un conduit 170. Ce conduit 142 est relié à la cavité 164 muni du clapet anti-retour 166 (voir figure 3). Le fonctionnement de cette vanne est semblable au fonctionnement des vannes précédentes. Dès que la pression amont est mise dans l'espace amont 1, la pression est mise progressivement dans le second compartiment 31B entraînant l'élévation progressive de la pression aval. Dans les vannes décrites, on peut en tournant le pointeau 61, 161 avec un tournevis, agir sur la vitesse avec laquelle la pression monte dans le second compartiment 31B et donc régler la vitesse de montée de la pression aval. HSVENDICATIONS 38 Vanne de mise en pression progressive comprenant un corps (10, 30) comportant un espace amont (1) pouvant hêtre relie 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 des moyens de mise en pression de l'espace aval (2) comportant un dispositif d'étranglement (60, 61, 160, 161), caractérisée en ce que lesdits moyens comportent une tige (35) solidaire d'une membrane (31) disposée dans une chambre intérieure (31A, 31B) audit corps (13, 30) et séparant ladite chambre (31A, 31B) en un premier et un second compartiment (31A, 31B), ledit premier compartiment (31A) étant en liaison pneumatique avec l'espace aval (2) et ledit second compartiment (31B) pouvant etre relié à une source de pression par le dispositif d'étranglement (60, 61, 160, 161), ladite tige (35) servant à déplacer le clapet (53). 2/ Vanne de mise en pression progressive selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'entre la source de pression et le dispositif d'étranglement (60, 61, 160, 161) sont disposés des moyens de commande (45, 145) servant à ouvrir ou fermer la liaison entre source de pression et dispositif d'étranglement (60, 61, 160, 161). 3/ Vanne de mise en pression progressive selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la source de pression est l'espace amont (1). 4/ Vanne de mise en pression progressive selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif d'étranglement (60, 61, 160, 161) comporte un pointeau réglable (61, 161). 5/ Vanne de mise en pression progressive selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tige (35) solidaire de la membrane (31) est creuse et coulisse à sa partie située sous la membrane dans une cavité cylindrique (36) reliée à l'extérieur du corps par un conduit (39). 6/ Vanne de mise en pression progressive selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un clapet anti-retour (66, 166)dont la sortie est reliée au second compartiment (31B) et l'entrée est reliée à la source de pression, ledit clapet (66, 166) étant fermé lorsque la pression à l'entrée est supérieure ou égale à la pression de sortie.