Brevet FR2561345A1 — publié le 19850920

VANNE A PLUSIEURS VOIES L'invention concerne une vanne à plusieurs voies, comportant un corps ayant au moins trois orifices de raccordement dont deux se trouvent sur un axe commun et sont associés chacun à un élément obturateur et à un siège pour cet élément obturateur, ces éléments étant commandés par un mécanisme, au moyen d'un arbre traversant la paroi du corps de la vanne, de façon que le premier élément obturateur ne puisse être actionné que si l'autre élément obturateur est en position de fermeture. Une telle vanne ou valve est connue par le brevet allemand PS 882 930. Cette vanne présente un entraînement axial pour les deux éléments obturateurs et est spécifiquement apte à être utilisée en combinaison avec des station de pompes à vide, comportant une pompe de diffusion et une pompe à vide préliminaire. Comme, du fait de cette utilisation, un troisième raccord à grande ouverture nominale débouche dans l'espace situé entre les deux obturateurs, et comme le mécanisme d'entraînement doit être agencé audessus de l'obturateur supérieur, la vanne présente une grande hauteur, ce qui est indésirable dans les installations de vide dans lesquelles la place disponible est souvent restreinte. Du fait de cette structure spécifique, la vanne connue est en outre peu appropriée à une utilisation générale dans la technique du vide. Par le brevet allemand PS 501 348, on connait en outre un robinet-vanne dans lequel la broche de fermeture est couplée aux plaques-coulisseaux d'étanchéité, avec interposition de ressorts à lame, de façon que ces ressorts soient utilisés en tant que ressorts d'expansion de manière que leurs extrémités 3J appuient sur les plaques-coulisseaux et que leurs milieux appuient sur la broche du robinet-vanne, ou encore sur le corps. En combinaison avec ce robinet-vanne est aussi décrite l'utilisation d'une douille dans laquelle les pièces servant à l'entraînement sont agencées, l'arbre d'entraînement pour les deux plaques-coulisseaux étant agencé transversalement à l'axe d'écoulement. La présente invention a pour but de réaliser une vanne du genre mentionné au début en lui conférant une construction compacte telle qu'elle puisse être utilisée dans les domaines d'application les plus divers, notamment dans la technique du vide. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le premier élément obturateur est lié à un cylindre creux ouvert d'un côté et le deuxième obturateur est lié à un piston qui pénètre dans le cylindre creux et qui est guidé par celui-ci, et en ce que le mécanisme est agencé à l'intérieur du cylindre creux, entre les deux éléments obturateurs et est aménagé de manière à pouvoir être actionné au moyen d'un arbre disposé transversalement à l'axe de la vanne. Une telle configuration offre en même temps divers avantages. En premier lieu, on obtient une construction très compacte et particulièrement robuste puisque le cylindre creux et le piston, respectivement liés aux éléments obturateurs et coopérant mutuellement, se guident mutuellement, l'agencement du mécanisme à l'intérieur de la cavité du cylindre laissant à l'extérieur de ce cylindre la place pour une chambre annulaire permettant l'écoulement des fluides que la vanne doit conduire. Cette chambre d'écoulement est simplement traversée par l'arbre d'actionnement du mécanisme, cet arbre étant disposé -transversalement et traversant la paroi du corps de vanne. Il est particulièrement avantageux que la face terminale fermée du cylindre creux et la face terminale - du piston éloignée de ce cylindre creux puissent être elles-mêmes aménagées en tant qu'éléments obturateurs, et que le cylindre creux et le piston qu'il guide n'aient pas à être mutuellement étanchés. Il est recommandable de donner au corps de la vanne des dimensions telles que l'espace annulaire intérieur libre pour l'écoulement de liquides ou de gaz présente une section transversale au moins égale à celle des deux orifices de raccordement situés sur un axe commun. On décrira maintenant plus en détail une forme de réalisation particulière de l'invention qui en fera mieux comprendre les caractéristiques essentielles et les avantages, étant entendu toutefois que cette forme de réalisation est choisie à titre d'exemple et qu'elle n'est nullement limitative. Sa description est illustrée par les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'une vanne ou valve selon l'invention, les deux éléments obturateurs se trouvant en position de fermeture; - la figure 2 représente une vue en coupe faite le long de la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 représente une vue en coupe longitudinale, comme dans le cas de la figure 1, toutefois avec l'élément obturateur inférieur en position de fermeture; et - la figure 4 est une vue d'une coupe identique lorsque l'élément obturateur supérieur est en position de fermeture. Sur les figures, La référence 1 désigne le corps de la vanne ou valve qui peut être réalisé en une alliage d'aluminium et qui comporte trois orifices de raccordement, A, B et C; La référence la désigne le couvercle du corps de vanne, ce couvercle présentant l'orifice de raccordement B et étant fixé de manière étanche à la partie cylindrique du corps de vanne au moyen d'un joint d'étanchéité torique lb et de vis lc; La référence 2 désigne un cylindre creux ouvert d'un côté, aménagé en tant qu'élément obturateur supérieur (premier élément obturateur), ou lié à celui-ci; La référence 3 désigne un piston aménagé en tant qu'élément obturateur inférieur (deuxième élément obturateur), ou lié à celui-ci; La référence 4 désigne un arbre disposé transversalement pour actionner un mécanisme se trouvant à l'intérieur du cylindre creux 2, le bout 4a de cet arbre tourillonnant dans un évidement 4b, de la partie cylindrique de la paroi du corps; La référence 5 désigne un mécanisme, réalisé par exemple en tant que vilebrequin en une ou plusieurs parties, ou en tant que mécanisme à came, provoquant le déplacement axial nécessaire pour l'ouverture et la fermeture des soupapes; La référence 6 désigne un organe entraîné par le vilebrequin; La référence 7 désigne un levier d'actionnement, pour actionner manuellement la vanne; Les références 8a et 8b désignent des joints d'étanchéité des sièges de soupape, par exemple des joints toriques en élastomère ou des anneaux d'étanchéité métalliques; La référence 9 désigne un ressort de compression dont le rôle est de produire, sous l'effet du déplacement provoqué par le mécanisme 5, la force d'appui nécessaire pour la fermeture étanche; et La référence 10 désigne les moyens d'étanchéité de l'arbre traversant la paroi du corps, ces moyens d'étanchéité étant réalisés, dans le mode le plus simple, sous la forme d'un joint d'étanchéité torique. Sur la figure 1, la vanne est représentée à une position dans laquelle les deux éléments obturateurs sont en condition de fermeture, c'est-à- dire qu'il n'existe, dans cette condition, aucune communication allant de A ou de B vers C. Ceci étant, s'il s'agit d'établir une telle communication, par exemple entre A et C avec fermeture de l'orifice de raccordement B, on actionne le mécanisme de manière correspondante, mettant ainsi les éléments obturateurs à la position représentée sur la figure 3. Cette position de la vanne peut être utilisée, par exemple dans le cas d'une station de pompe à vide, pour réaliser une communication pour passage de gaz entre un récipient raccordé en A et une pompe à vide préliminaire raccordée en C, l'établissement du vide préliminaire dans le récipient s'effectuant dans cette position, alors que le côté B est fermé (la pompe à diffusion d'une station de pompes à vide pouvant être par exemple raccordée à ce côté B). La vanne peut aussi, à l'aide du levier d'actionnement 7, être amenée à la position de la figure 4 dans laquelle, comme on peut le voir, l'orifice de raccordement A est fermé, la communication entre B et C étant par contre ouverte. A cette position, dans le cas de la station de pompes à vide mentionnée, la pompe à diffusion serait sous vide préliminaire et serait donc prête à réaliser un vide poussé dans le récipient. Ce vide poussé est réalisé dès qu'une vanne principale se trouvant entre le côté aspiration de la pompe à diffusion et le récipient est ouverte. Le mécanisme 5 est avantageusement constitué de façon que le levier d'actionnement 7 établisse la condition de communication désirée, selon la figure 3 ou la figure 4, par une simple rotation de 90 dans l'une ou l'autre direction, à partir d'une position zéro. Ainsi, l'actionnement est particulièrement bien visible, ce qui est important en premier lieu dans le cas d'une manoeuvre manuelle. Bien entendu, au lieu d'un simple levier d'actionnement, on peut aussi prévoir d'autres entraînements quelconques connus. Par exemple, on pourrait utiliser pour cela un entraînement pneumatique à piston tournant avec soupape pilote, ou par exemple un moteur pas-à-pas, l'agencement pouvant aussi être conçu pour une régulation d'écoulement. on peut en outre prévoir des butées pour limiter le mouvement de rotation lors de l'actionnement de la vanne, et des cames ou des mentonnets de commande, par exemple pour transmetteur de position. La forme de réalisation spécifique des moyens d'entraînement ne constitue pas l'objet de la présente invention, et l'homme de l'art peut les réaliser de manières très diverses s'ils sont nécessaires. Un avantage particulier de la vanne selon l'invention réside dans le fait qu'au contraire des vannes en équerre habituelles aucun soufflet d'étanchéité n'est nécessaire, de sorte que le domaine d'utilisation de la vanne selon l'invention est sensinblement plus étendu, grâce à la plus grande liberté de choix des matières utilisables pour la construire. Par exemple, elle peut, sans grande difficulté, être conçue et réalisée pour utilisation en combinaison avec des gaz corrosifs. Le nombre minime des pièces mobiles la rend robuste et peu sujettes aux pannes. De plus, grâce à son principe de fonctionnement clair, les fausses manoeuvres sont pratiquement exclues, et les recouvrements de fonctions sont impossibles. Aucun composant n'a besoin d'être ajustable, de sorte que le coût de fabrication est sensiblement réduit. Par exemple, le corps peut être très simplement fabriqué à partir de profilés extrudés. Ainsi que l'homme de l'art peut le voir, la vanne selon l'invention, avec les différentes positions possibles de ses élément obturateurs, peut notamment etre utilisée à différentes tâches de commande du courant de gaz dans les installations de vide. Elle offre des avantages particuliers grâce à sa construction ramassée et symétrique qui facilite son montage et son utilisation. Sa compacité permet même de la réaliser dans la série de dimensions normalisées avec petites brides et autorise aussi son montage dans des sytèmes normalisés préexistants, et permet d'une manière générale son montage dans des installations o la place disponible est restreinte. Naturellement, l'invention n'est en rien limitée par les particularités qui ont été spécifiées dans ce qui précède ou par les détails du mode de réalisation particulier choisi pour illustrer l'invention. Toutes sortes de variantes, peuvent être apportées à la réalisation particulière qui a été décrite à titre d'exemple et à ses éléments constitutifs sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Cette dernière englobe ainsi tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Vanne à plusieurs voies, comportant un corps ayant au moins trois orifices de raccordement dont deux se trouvent sur un axe commun et sont associés chacun à un élément obturateur et à un siège pour cet élément obturateur, ces éléments étant commandés par un mécanisme, au moyen d'un arbre traversant la paroi du corps de la vanne, de façon que le premier élément obturateur ne puisse être actionné que si l'autre élément obturateur est en position de fermeture, caractérisée en ce que le premier élément obturateur est lié à un cylindre creux (2) ouvert d'un côté et le deuxième obturateur est lié à un piston (3) qui pénètre dans le cylindre creux et qui est guidé par celui-ci, et en ce que le mécanisme (5) est agencé à l'intérieur du cylindre creux (2), entre les deux éléments obturateurs et est aménagé de manière à pouvoir être actionné au moyen d'un arbre (4) disposé transversalement à l'axe de la vanne. 2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face terminale fermée du cylindre creux (2), située à l'extérieur, est aménagée en élément obturateur. 3. Vanne à plusieurs voies selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston (3) pénétrant dans le cylindre creux (2) a sa face terminale éloignée de ce cylindre (2) aménagée en élément obturateur. 4. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un ressort de compression (9) pour produire la force de fermeture est prévu dans la cavité du cylindre creux (2), entre la face terminale intérieure de celui-ci et un organe (6) du mécanisme. 5. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'espace intérieur libre du corps (') de la vanne présente au moins la même section que chacun des orifices de raccordement (A,B) situés sur l'axe commun. 6. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les organes (6) du mécanisme sont en matières ayant des propriétés autolubrifiantes.