Brevet FR2606095A1 — publié le 19880506

-1- 2606095 La présente invention concerne des systèmes de com- mande de fluide et plus particulièrement un appareil à clapet à battant destiné à être utilisé dans de tels systè- mes. Les servomécanismes hydrauliques sont très utilisés dans les systèmes de-commande de fluide en combinaison avec des commandes électriques. Ces commandes électriques détec- tent des variations du passage d'un courant électrique afin de commander des mouvements physiques relativement impor- tants qui sont effectués par le servomécanisme. Un inconvé- nient de tel systèmes de commande de fluide est leur inapti- tude à répondre à de très faible variations du passage du courant électrique. Le dispositif suivant le brevet US-3446229 vise à résoudre ces problèmes. suivant la tech- nique antérieure, par suite de la mise en place d'un clapet à battant entre deux buses afin de répartir la proportion de l'écoulement du fluide entre les deux buses (système connu sous le nom de système à "écoulement inverse"). Dans ce dispositif on utilise l'effet élastique du fluide hydrauli- que qui est appliqué dans la même direction que le mouvement du clapet à battant, afin de permettre à un actionneur élec- tromagnétique plus petit et plus précis d'être utilisé pour mettre en position le clapet à battant. Cqpendant un tel dispositif est inefficace parce que si une particule ou toute autre impureté vient à se coincer elle-même entre une buse et le clapet à battant, ce clapet à battant perd son aptitude au contrôle de l'écoulement en direction des deux buses. L'actionneur électromagnétique n'a généralement pas la puissance suffisante pour pouvoir écraser la particule ou pour pouvoir l'éjecter et libérer la buse. D'autres systèmes utilisent une paire de clapets à battant flexibles afin d'établir la proportion de la répar- tition de l'écoulement entre les deux buses. Chaque clapet à battant est fixé à un levier s'étendant à partir d'un moteur et il se trouve en général en regard d'une buse respective. Le moteur met en position le levier, en déplaçant l'un des clapets à battant vers une buse et en déplaçant simultané- ment l'autre clapet à battant pour l'écarter de l'autre buse, de manière à faire varier ainsi proportionnellement l'écoulement entre les buses. Si une particule ou autre impureté vient à être piégée entre une buse et un clapet à battant tandis que ce clapet à battant se déplace en direc- tion de la buse, la nature flexible du clapet à battant permet à ce clapet à battant de fléchir, ce qui autorise le levier à poursuivre son mouvement en direction de cette buse, tandis que l'autre clapet à battant continue à s'écar- ter de l'autre buse. Le taux de répartition de l'écoulement du fluide est ainsi maintenu jusqu'à un certain degré. Cependant un. moteur plus important est exigé pour fléchir le clapet à battant lorsqu'une particule est piégée. En outre les clapets à battant flexibles peuvent être fléchis en direction des buses par suite des pressions relativement basses à l'intérieur de celles-ci et ils exigent par consé- quent un moteur plus puissant pour les déplacer en les écar- tant des buses. On peut remédier à cette flexion en direc- tion des buses en utilisant la solution décrite dans la demande de brevet américain No 638 338 déposée le 4 Aout 1984. Suivant l'invention un système de commande de fluide à écoulement inverse comporte un clapet à battant monté sur un levier pour pouvoir se déplacer conjointement avec celui- ci. Le levier est monté mobile par rapport au clapet à bat- tant et d'une manière indépendante de celui-ci si bien que le levier peut continuer à se déplacer en direction de la buse si le clapet à battant rencontre un obstacle alors qu'il se déplace vers la buse conjointement avec le levier. Suivant une forme d'exécution de l'invention une paire de clapets à battant sont montés sur le levier de manière à répartir l'écoulement du fluide vers une paire de buse, chaque clapet à battant étant en regard d'une buse respective. Le levier fait pivoter les clapets à battant de manière qu'ils s'approchent d'une buse tout en s'écartant de l'autre buse, en répartissant ainsi l'écoulement du fluide vers une buse ou vers l'autre. Chaque clapet à battant est en forme de rivet et il comporte un fût s'étendant à coulissement à travers une plaque qui le fixe au levier. Une première extrémité de ce fût commande la répartition de l'écoulement en direction d'une buse. Une seconde extrémité du fût est fixée à une tête qui tend à maintenir la première extrémité du fût à proximité immédiate de sa buse respective. Grâce au montage des clapets à battant leur permet- tant un mouvement indépendant par rapport au levier, on peut utiliser un moteur plus petit et plus efficace pour mettre en position le clapet, même si un obstacle vient à être piégé entre un clapet et une buse. On décrira ci-après,à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est un schéma d'un système de commande de fluide. La figure 2 est une vue en coupe. à plus grande échelle, du dispositif à clapet à battant de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle encore, d'un clapet à battant de la figure 2. La présente invention sera décrite présentement, dans sa forme d'exécution préférée, en référence à un servo- mécanisme hydraulique utilisable dans une commande de carbu- rant hydromécanique pour des moteurs à turbine à gaz. Un tel servomécanisme peut commander la chute de pression du carbu- rant à travers une vanne de dosage de telle façon qu'un débit volumétrique désiré puisse être établi dans la com- mande de carburant. Si on se réfère à la figure 1, on voit que cette figure représente schématiquement un système de commande de fluide 10. Un servomécanisme hydraulique 12 est commandé par un moteur couple 14 qui entraîne le dispositif 16 à clapet à battant suivant l'invention, par l'intermédiaire d'un levier 18. Un conduit 20 dirige un fluide, provenant d'une source de fluide sous pression 22, vers une chambre de fluide 24 qui enferme le dispositif à clapet à battant. Un filtre 26 qui élimine les particules et autres impuretés, est monté dans le conduit 20. Une première buse 28 et une seconde buse 30 sont en communication avec la chambre de telle façon que du fluide puisse être dirigé, à travers un premier orifice 32 dans la première buse, par l'intermé- diaire d'un conduit 36, vers une chambre 38 à une extrémité 39 du servomécanisme 12 et que du fluide puisse être dirigé, à travers un second orifice 40 dans la seconde buse, par l'intermédiaire d'un conduit 42, vers une seconde chambre 43 à une autre extrémité 44 du servomécanisme. Le dispositif à clapet à battant est disposé entre les deux buses. Le servo- mécanisme commande un débit de fluide plus important du conduit 46 au conduit 47. Le fluide est dirigé, à partir des chambres 38,43, vers un réservoir 48, par l'intermédiaire de conduits 49 à étranglements. Si on se réfère à la figure 2, on voit que cette figure représente les détails des clapets à battant de la figure 1. Le levier 18 est adapté de manière à pouvoir pivo- ter autour d'un axe 50, sous la commande d'une liaison 52 avec le moteur couple. Une première plaque 54 et une seconde plaque 56 sont fixées chacune rigidement à une portion mé- diane 58 du levier, en dessous de l'axe de pivotement. Ces plaques peuvent être fixées sur le levier par n'importe quel moyen connu, tel que les rivets 60 représentés. Chaque plaque s'étend sur la même longueur jusqu'à une extrémité 62 du levier et elle comporte une zone d'épaisseur réduite 64. Un trou 66 de forme générale carrée s'étend dans chaque plaque à travers la zone d'épaisseur réduite, en regard d'une buse respective. Le levier est monté dans la chambre 24 au moyen d'un collier 68. La chambre est étanchée à l'égard des fuites au moyen d'un joint torique 70 disposé autour du levier. Le moteur 14 est conçu de manière à limi- ter la course du levier 18 pour empêcher que chaque clapet à battant 72 ne viennent trop près des orifices des buses, comme il sera précisé plus loin. Si on se réfère maintenant à la figure 3. on voit que cette figure représente plus clairement les détails d'un clapet à battant. Chaque clapet à battant 72 a la forme générale d'un rivet comportant un fût 74 de section carrée et une tête 76 en forme de disque. Chaque fût a une première extrémité 78 disposée en regard d'une buse correspondante 28,30 et une seconde extrémité 80 fixé a la tête 76. La forme du fût s'adapte d'une manière générale à celle du trou 66 et le fût est adapté de manière à s'engager dans ce trou tout en ayant un périmètre de dimension réduite comparative- ment à celle du trou, comme il sera précisé plus loin. La tête du clapet à battant peut avoir n' importe quelle forme plus grande que celle du trou, afin d'empêcher que le fût du clapet à battant ne s'échappe à travers le trou. Un inter- valle 82 existe entre la tête 76 et le levier, comme il sera précisé plus loin (voir la figure 2). Chaque plaque 64 comporte une pluralité de saillies, 84 disposées autour du trou 66. Ces saillies s'étendent jusqu'à une certaine distance 86 de la plaque, cette dis- tance étant supérieure à la dimension de la plus grande particule attendue, afin d'empêcher qu'une telle particule ne vienne se loger entre la tête et la plaque. En fonctionnement la source de fluide sous pression 22 dirige du fluide en direction de la chambre sous pression 24 o les clapets à battant 72 répartissent le débit en direction de la première ou de la seconde des buses 28,30. Le levier 28 est conçu de manière à se déplacer entre les buses en étant dirigé par le moteur couple 14. La course des clapets à battant est limitée par le moteur couple de telle façon que les clapets à battant ne viennent pas en contact avec les buses. Si un clapet à battant venait en contact avec une buse, la différence de pression entre la chambre de fluide 24, qui est à une pression élevée, et l'orifice 32 ou de la buse, qui est à une pression relative extrêmement basse, rendrait difficile le déplacement, par le moteur, du clapet à battant pour l'écarter de la buse. La première extrémité 78 de chaque clapet à battant fait varier l'aire de section droite d'un orifice de buse respectif 32 ou 40 tandis que le clapet à battant se déplace en direction de cet orifice ou en s'éloignant de celui-ci, en réglant ainsi le pourcentage de l'écoulement dirigé vers l'orifice. L'effet élastique du fluide hydraulique réagit sur la tête 76 de chaque clapet à battant 72 dans l'intervalle 82 entre chaque clapet à battant et le levier 58, de manière à appliquer la tête de chaque clapet à battant contre sa plaque respective 64. L'intervalle est suffisamment grand pour que chaque clapet à battant soit appliqué contre la plaque mais il n'est pas suffisamment grand pour qu'un clapet à battant puisse s'échapper du trou 66. La pression relativement basse dans chaque orifice de buse contribue également à maintenir la tête de chaque clapet à battant contre sa plaque respective. En déplaçant alternativement le levier en direction d'une buse ou de l'autre, le fluide peut être efficacement fourni dans la proportion désirée à chaque buse afin de mettre en position le servomécanisme 12 ainsi qu'il est requis. Si une particule qui peut avoir un diamètre allant de quelques millième de millimètre à quelques dixièmes de millimètre, suivant la finesse du filtre 26, arrive à se loger entre un clapet à battant 72 et sa buse respective, tandis que le levier 58 se déplace en direction de cette buse, le clapet à battant s'écarte de la plaque 24 en direc- tion du levier, ce qui permet au levier de continuer à se déplacer et à l'autre clapet à battant de continuer à régler la répartition du débit vers l'autre buse. Etant donné que le clapet à battant qui est bloqué par la particule, est monté indépendamment de la plaque 54, cette plaque glisse le long du fût du clapet à battant sans exiger de l'énergie additionnelle de la part du moteur 14. Chaque fût 74 des clapets à battant a un périmètre plus petit que celui du trou 66 dans chaque plaque respective, afin d'empêcher que des particules ne viennent se coincer entre le clapet à battant et la plaque. Sans cela les particules pourraient empêcher que chaque clapet à battant se déplace par rapport à sa plaque respective. Par conséquent la présente invention permet d'obte- nir un dispositif à clapet à battant amélioré qui répartit l'écoulement d'un fluide en direction d'une paire de buses d'une manière simple, efficace et sans bourrage. Ainsi qu'il est évident pour l'homme de l'art, les saillies 84 pourraient être placées sur la tête du clapet à battant au lieu de l'être sur la plaque, afin d'empêcher que des particules ne viennent se coincer entre la tête du clapet à battant et la plaque. 2606095- REVENDICATIONS 1.- Appareil pour faire varier une aire de section droite d'un orifice dans une buse afin de proportionner un écoulement d'un fluide en direction de cet orifice, carac- térisé en ce qu'il comprend des moyens motorisés (18) se déplaçant sélectivement en direction de cette buse ou s'éloignant de celle-ci, une plaque (54,56) montée sur ces moyens motorisés (18) de manière à se déplacer conjointement avec ceux-ci, et un clapet à battant (72) monté dans cette plaque (54,56) pour faire varier l'aire de la section droite de l'orifice, cette plaque (54,56) étant montée mobile par rapport au clapet à battant (72), et indépendamment de celui-ci, afin de permettre à la plaque (54,56) de conti- nuer à se déplacer en direction de l'orifice (32,40) d'une manière libre, si le clapet à battant (72) rencontre un obstacle au cours de son déplacement en direction de l'ori- fice (32,40). 2.- Appareil disposé entre une première buse comportant un premier orifice ayant une aire de section droite donnée et une seconde buse comportant un second ori- fice ayant une aire de section droite donnée, afin de régler la proportion de l'écoulement d'un fluide sous pression en direction de chacun de ces premier et second orifices, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens motorisés (18) se déplaçant sélectivement en direction de l'une ou l'autre des première et seconde buses (28,30), une première plaque (54) montée sur les moyens motorisés (18) pour se déplacer conjointement avec ceux-ci et comportant un premier moyen (72), monté dans cette plaque, pour faire varier l'aire de section droite du premier orifice (32), cette première pla- que étant mobile par rapport au premier moyen (72), indépen- damment de celui-ci, pour permettre à la première plaque (54) de continuer à se déplacer en direction du premier orifice (32), d'une manière libre, sans être bloquée, si le premier moyen (72) vient à rencontrer un obstacle tandis qu'il se déplace vers le premier orifice (32) et une secon- de plaque (56) montée sur les moyens motorisés (18) pour se déplacer conjointement avec ceux-ci et comportant un second moyen (72), monté dans cette plaque, pour faire varier l'aire de section droite du second orifice (40), cette seconde plaque étant mobile par rapport au second moyen (72), indépendamment de celui-ci, pour permettre à la second plaque (56) de continuer à se déplacer en direction du second orifice (40), d'une manière libre, sans être bloquée, si le second moyen (72) vient à rencontrer un obstacle tandis qu'il se déplace vers le second orifice (40). 3.- Appareil suivant la revendication 2 caractéri- sé en ce que chaque plaque (54,56) est percée de part en part d'un trou (66) ayant une forme donnée et chacun des premier et second moyens (72) comporte un fût (74) ayant une forme de section droite généralement semblable à ladite forme donnée, ce fût (74) étant monté dans le trou (66) de manière à pouvoir se déplacer longitudinalement dans celui- ci. 4.- Appareil suivant la revendication 3 caractérisé en ce que chacun des premier et second moyens (72) comprend un fût (74) ayant une première partie extrême (78) destinée à faire varier l'aire de section droite d'un orifice respectif parmi les premier et second orifices (32,40), et une seconde partie extrême (80) s'étendant à travers le trou (66), et une tête (76) fixée à la seconde partie extrême (80) pour maintenir la première partie extrême à proximité immédiate d'un orifice parmi les premier et second orifices (32,40). 5.- Appareil suivant la revendication 4 caractérisé en ce que la forme donnée est un carré et la tête (76) a un périmètre qui est supérieur à un périmètre de cette forme.