Brevet FR2574003A1 — publié le 19860606

Soupape de commande pour bol centrifuge à vidange automatique. L'invention concerne une soupape de commande pour bols centrifuges à vidange automatique, pour décharger le liquide de fermeture à partir d'une chambre de fermeture disposée au-dessous d'un piston-vanne pouvant se déplacer axialement, comprenant un piston de soupape qui ferme par la force centrifuge les alésages de décharge destinés au liquide de fermeture et ouvre, par amenée de liquide de commande dans une première chambre de commande munie d'une entrée et d'une sortie, les alésages de décharge destinés au liquide de fermeture. Une soupape de commande de ce type est connue par exemple par le DE- U 73 06 879. Pour amorcer une vidange du bol centrifuge, on envoie par l'intermédiaire d'une canalisation d'eau de commande du liquide de commande dans la chambre de commande de la soupape. La pression élevée du liquide provoquée par la force centrifuge agit sur la surface correspondante du piston de la soupape et y exerce une force supérieure à la force centrifuge agissant sur le piston de la soupape et détermine de ce fait un mouvement du piston de la soupape dirigée vers le centre du bol centrifuge. Il en résulte que les alésages de décharge de la chambre de fermeture sont libérés, que la chambre se vide et qu'il en découle un abaissement axial du piston-valnne. Pour mettre fin à l'opération de vidange ou pour réaliser la fermeture du piston- Vdnne il faut mettre fin à l'amenée d'eau de commande, suite à quoi la chambre de commande se vide par une décharge, le piston de la soupape ferme à nouveau les alésages de décharge de la chambre de fermeture et la chambre de fermeture du piston-vanne se remplit à nouveau. Pour réaliser ce mode de fonctionnement optimal, on utilise de préférence des bols centrifuges à vidange automatique comportant des vidanges partielles. Pour réaliser dans ce cas une extraction parfaite, même quand il s'agit de matières solides lourdes, il faut que la course du piston-vanne que l'on peut réaliser soit aussi importante que possible. Ceci n'est possible qu'avec une soupape de commande fonctionnant rapidement. Il est vrai que les soupape de commande connues peuvent s'ouvrir rapidement par une application importante et appropriée du liquide de commande d'alimentation, mais pendant l'opération de fermeture on dépend d'un processus plus lent de la vidange de la chambre de commande. De m9me, il convient que la capacité de reproduction des quantités de matières solides extraites lors de la vidange partielle soit aussi forte que possible pour maintenir les pertes de produits à un faible niveau et obtenir des matières solides compactes. Comme la durée d'ouverture du piston-vanne dépend, avec les soupape de commande connues, de la quantité et de la durée de l'alimentation du liquide de commande, une reproductibilité suffisante est souvent impossible. L'invention a pour but de perfectionner la soupape de commande connue de manière qu'elle se ferme plus rapidement et que la reproductibilité des quantités de matières solides extraites soit augmentée. Ce but est atteint du fait que l'on prévoit une seconde chambre de commande munie d'une amenée et d'une sortie pour le liquide de commande, chambre dans laquelle la surface active du piston de la soupape est plus importante que la surface active du piston dans la première chambre de commande, les volumes des chambres de commande ainsi que les sections des conduites d'amenée et de décharge étant choisies pour que la première chambre de commande soit d'abord remplie et que la seconde chambre de commande ne soit remplie qu'après un certain retard. Grâce à la seconde chambre de commande, il est possible d'amorcer le processus de fermeture de la soupape de commande bien que la pression totale du liquide de commande continue de régner dans la première chambre de commande. La durée des processus d'ouverture et de fermeture est alors déterminée par les volumes prédéterminés des deux chambres de commande et par les sections des conduites d'amenée et de décharge, le liquide de commande étant amené en même temps aux deux chambres de commande. Le processus de fermeture se déroule alors en fonction de la durée de l'amenée du liquide de commande, dès que la seconde chambre de commande est remplie du liquide de commande. 3- La durée d'ouverture de la soupape de commande est déterminée, selon un mode de réalisation de l'invention, du fait que le volume de la seconde chambre de commande est plus important que celui de la première chambre de commande pour des sections égales des conduites d'amenée et de décharge des deux chambres de commande. La durée d'ouverture peut alors être calculée à partir de la différence des durées de remplissage différentes des deux chambres de commande. Mais il est également possible de choisir des conduites d'amenée et de décharge des chambres de commande de section différente, soit seulement soit en combinaison avec des chambres de commande d'importance différente. On réalise d'une façon particulièrement simple l'alimentation régulière des chambres de commande en liquide de commande en reliant les conduites d'amenée des chambres de commande à la mime canalisation à liquide de commande. Selon un mode de réalisation préféré, la sortie de la première chambre de commande débouche dans la seconde chambre de commande et présente une section plus importante que la sortie de la seconde chambre de commande. Dans ce mode de réalisation, c'est la première chambre de commande qui commence par se remplir et qui détermine l:ouverture du piston-vanne. La seconde chambre de commande est également remplie par l'intermédiaire de la sortie de la première chambre de commande, la durée de remplissage dépendant des sections des deux conduites de décharge et du volume de la seconde chambre de commande. Dès que la seconde chambre de commande est pleine, la surface active de son piston qui est plus importante détermine la fermeture de la soupape de commande. On peut également augmenter la vitesse du processus de fermeture en prévoyant dans la seconde chambre de commande un piston auxiliaire qui est pressé par la force centrifuge contre la surface du piston de la soupape munie d'une chambre d'accumulation et qui ferme alors des canalisations de liaison entre les chambres de commande qui sont disposées dans le piston de la soupape. Dans ce cas, la chambre d'accumulation est d'abord remplie par l'intermédiaire de la conduite de décharge de la première chambre de commande. Quand la chambre 25740O3 d'accumulation est pleine, le piston auxiliaire est soulevé de la surface du piston et libère alors les canalisations de liaison entre les chambres de commande. La seconde chambre de commande se remplit alors brusquement et détermine la fermeture instantanée du piston de la soupape. Un mode de réalisation de l'invention va maintenant être expliqué plus en détail avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe transversale de la soupape de commande, avec des conduites d'amenée séparées pour les chambres de commande, la figure 2 est une vue en coupe de la soupape de commande dans laquelle la sortie de la première chambre de commande est reliée à la seconde chambre de commande, la figure 3 représente la soupape de commande avec un piston auxiliaire dans la seconde chambre de commande avant l'amenée du liquide de commande, la figure 4 représente la soupape de commande selon la figure 3, après l'amenée du liquide de commande, en position ouverte, la figure 5 représente la soupape de commande de la figure 3, immédiatement après la fermeture. A la figure 1, la référence 1 désigne la-partie inférieure du bol centrifuge dans lequel sont montés le logement 2 de la soupape et le piston 3 de la soupape avec ses surfaces de piston 4, 5 de grandeur différente en direction radiale. Une canalisation de vidange 8 part de la chambre de fermeture 6 au-dessous du piston-vanne 7 et va aux alésages de décharge 9 disposés dans le logement de la soupape, qui sont fermés par le piston 3 de la soupape. Entre le logement 2 et le piston 3 de la soupape est constituée une première chambre de commande qui est reliée par l'intermédiaire d'une conduite d'amenée 11 à la canalisation à liquide de commande 12. Une seconde chambre de commande 13 associée au piston 3 de la soupape est reliée, également par l'intermédiaire d'une conduite d'amenée 14, à la canalisation à liquide de commande 12. Les chambres de commande 10, 13 sont munies de sorties , 16 destinées au liquide de commande. En fonctionnement du bol centrifuge, le piston 3 de la soupape 74003 ferme d'abord les alésages de décharge 9 et le piston-vanne 7 est maintenu en position de fermeture par la pression du liquide qui règne dans la chambre de fermeture 6. Pour réaliser une vidange du bol, on remplit la canalisation à liquide de commande 12 par l'intermédiaire d'un dispositif d'alimentation en liquide de commande qui n'est pas représenté, et les deux chambres de commande 10 et 13 se remplissent de liquide de commande.%En raison du volume sensiblement plus réduit de la première chambre de commande 10, cette dernière est d'abord remplie et fait passer de ce fait le piston 3 de la soupape en position ouverte. Quand la seconde chambre de commande 13 est pleine, le processus de fermeture est amorcé directement car la pression du liquide est la même et une force sensiblement plus élevée est exdrcée sur la surface de piston 5 que sur la surface de piston 4. Il en résulte que la durée pendant laquelle les alésages de décharge 9 sont ouverts est déterminée de façon reproductible par les durées de remplissage différentes des deux chambres de commande 10, 13, ce qui fait que la même quantité de liquide de fermeture s'écoule toujours de la chambre de fermeture 6 et qu'il en résulte qu'exactement la même quantité de matières solides est déchargée du bol centrifuge. Ce n'est qu'après la fermeture du piston 3 de la soupape que l'alimentation en liquide de commande est arrêtée et que les deux chambres de commande 10, 13 sont vidées par l'intermédiaire de leurs sorties 15, 16. Dans le mode de réalisation de la figure 2, il faut que la première chambre de commande 10 soit d'abord complètement pleine avant qu'ait lieu une alimentation notable de la seconde chambre de commande 13 par l'intermédiaire de la sortie 15. Il en résulte que la durée du remplissage des deux chambres de commande 10, 13 est encore plus précise. En outre, la seconde chambre de commande 13 peut être plus petite que lorsque l'alimentation en liquide de commande s'effectue de façon parallèle dans les deux chambres de commande 10, 13. Dans le mode de réalisation de la figure 3, on obtient un processus de fermeture accéléré. Pour ce faire, une chambre d'accumulation 17 et des canalisations de liaison 18 sont prévues dans le piston 3 de la soupape, ces canalisations étant fermées par un piston auxiliaire 19 prévu dans la seconde chambre de commande. Après remplissage de la première chambre de commande 10, le piston 3 de la soupape parvient en même temps que le piston auxiliaire 19 dans la position représentée à la figure 4 et ouvre de ce fait les alésages de décharge 9, en même temps que la chambre d'accumulation 17 se remplit par l'intermédiaire de la sortie 15. Dès que la chambre d'accumulation 17 est pleine, le piston auxiliaire 19 est soulevé de la surface 5 du piston par la pression du liquide régnant dans la chambre d'accumulation 17 et libère les canalisations de liaison 18, ce qui fait qu'a lieu un remplissage accéléré de la seconde chambre de commande 13 et de ce fait également une fermeture accélérée du piston 3 de la soupape. Les chambres de commande 10, 13 se vident ensuite par l'intermédiaire de la sortie 16. La position du piston auxiliaire 19 alors que la pression du liquide de commande continue de s'exercer et celle du piston 3 de la soupape qui se trouve déjà en position de fermeture sont visibles à la figure 5. REVENDICATIONS 1. Soupape de commande pour bols centrifuges à vidange automatique, pour décharger le liquide de fermeture à partir d'une chambre de fermeture disposée au-dessous d'un piston-vanne pouvant se déplacer axialement, comprenant un piston de soupape qui ferme par la force centrifuge les alésages de décharge destinés au liquide de fermeture et ouvre par amenée de liquide de commande dans une première chambre de commande munie d'une entrée et d'une sortie les alésages de décharge destinés au liquide de fermeture, caractérisée en ce que l'on prévoit une seconde chambre de commande (13) munie d'une amenée (14) et d'une sortie (16) pour le liquide de commande, chambre dans laquelle la surface active (5) du piston (3) de la soupape est plus importante que la surface active (4) du piston dans la première chambre de commande (10), les volumes des chambres de commande (10, 13) ainsi que les sections des conduites d'amenée et de décharge (11, 14, 15, 16) étant choisies pour que la première chambre de commande (10) soit d'abord remplie et que la seconde chambre de commande (13) ne soit remplie qu'après un certain retard. 2. Soupape de commande selon la revendication 1, earactérisée en ce que le volume de la seconde chambre de commande (13) est plus important que le volume de la seconde chambre de commande- (iO). 3. Soupape de commande selon l'ensemble des revendications let2 caractéSrisêe en ce que les conduites d'amenée (11, 14) des chembres de commande (10, 13) sont reliées à la même canalisation à liquide de commande (12). 4. Soupape de commande selon l'ensemble des revendications let2, caractérisée en ce que la sortie (15) de la première chambre de comnande (10) débouche dans la seconde chambre de commande (13) et préssente une section plus importante que la sortie (16) de la seconde chambre de commande (13). 5. Soupape de commande selon la revendication 4, cearactérisée en ce que l'on prévoit dans la seconde chambre de commande (13) un piston auwiliaire (19) qui est pressé par la force centrifuge contre la surface (5) du piston de la soupape (3) munie d'une chambre d'accumulation (17) et ferme alors des canalisations de liaison (18) entre les chambres de commande (10, 13) qui sont disposées dans le piston (3) de la soupape.