Brevet FR2599112A1 — publié le 19871127

Laprésente invention concerne une vanne de distribution de liquide. L'invention s'applique notamment, bien que non exclusivement, au remplissage de poches de perfusion. On connaît des machines pour la réalisation de poches à partir d'un film souple en matière plastique. En particulier, on connaît des machines pour la réalisation de poches à partir d'un film thermoplastique. Ces machines comprennent une série de postes o le film est traité de façon successive. En général, le film est déroulé à partir d'un bobinoir, puis perforé. Au droit des perforations, des embouts sont soudés par une tête de sQudage puis le film est conformé dans un conformateur principalement destiné à replier le film sur lui-même en vue d'effectuer une soudure bord à bord. Le film ainsi soudé bord à bord forme un tube qui est ensuite soudé transversalement à intervalles réguliers, afin de former des poches individuelles, ces poches individuelles étant remplies préalablement à la réalisation de la seconde soudure transversale délimitant la poche. La présente invention concerne plus particulièrement 20 la vanne de distribution de liquide servant au remplissage de la poche. A ce propos, on notera que la poche est généralement remplie à partir d'une cuve à niveau constant ou au moyen d'un circuit d'alimentation à pression constante. Le remplissage de la poche est lui-même effectué selon une durée constante, 25 quelle que soit la quantité de liquide que l'on souhaite introduire dans la poche. Dans ces conditions, la quantité finale de liquide contenu dans la poche dépend de la section d'ouverture de la vanne de distribution. Dans les dispositifs existants, la structure de la vanne de distribution est gëné30 ralement prévue pour permettre un réglage continu de l'ouverture de la vanne de distribution et pour chaque quantité de produit souhaitée dans la poche il est donc nécessaire d'effectuer un nouveau réglage. De tels dispositifs sont incompatibles avec une machine de réalisation en série de poches pou35 vant contenir des quantités variées de liquide. Un but de la présente invention est de proposer une vanne de distribution de liquide permettant de modifier de façon très rapide la quantité de produit distribuée pendant Le temps d'ouverture de La vanne, tout en gardant une bonne précision de la quantité de produit distribué. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention une vanne de distribution de liquide comprenant un corps de vanne ayant un canal d'alimentation, un canal de distribution, et un siège entre Le canal d'alimentation et Le canal de distribution; un obturateur monté de façon mobile en regard du siège et des moyens de commande d'obturateur pour positionner L'obturateur par rapport au siège, dans laquelle les moyens de commande d'obturateur comportent des moyens mobiles par échelon reliés à l'obturateur par une 15 tige de liaison commune. Ainsi, chaque mouvement des moyens mobiles selon un échelon détermine une ouverture précise de la vanne et en conséquence une quantité précise du produit distribué dans chaque poche. Pour chaque quantité de 20 liquide distribué, il suffit donc de régler la vanne sur L'écheLon correspondant à l'ouverture désirée. Selon un mode de réalisation avantageux de L'invention, les moyens mobiles par échelon comportent des moyens d'ouverture maximale associés à la tige de liaison commune, des pistons d'ouverture partielle solidaires de tiges séparées les unes des autres et montées en série dans un boîtier de commande comportant pour chaque piston d'ouverture partielle un orifice d'admission en fluide de commande et une butée de fin de course dans Le sens de la fermeture, la course de chaque pis30 ton allant en croissant depuis le piston d'ouverture partielle le plus éloigné de La tige de Liaison commune. Ainsi, pour obtenir l'ouverture souhaitée de La vanne, il suffit d'alimenter en fluide de commande L'orifice d'admission correspondant au piston d'ouverture partielle 35 requis pour obtenir cette ouverture. Selon un aspect préféré de L'invention, les butées de fin de course et pistons d'ouverture partielle sont amovibles. Ainsi, lorsque l'on souhaite modifier la quantité de produit associée à un échelon, il suffit de remplacer la butée de fin de course du piston correspondant par la butée de fin de course appropriée à la course souhaitée pour le piston d'ouverture partielle, laquelle course détermine le degré d'ouverture de la vanne. Selon un autre aspect avantageux de l'invention, 10 la vanne de distribution comporte des moyens de réglage de l'ensemble des moyens mobiles par rapport au corps de vanne. Ainsi, lorsque l'on souhaite ajuster globalement le réglage de l'ouverture qui correspond à chacun des échelons, il suffit d'effectuer un seul réglage. Selon un mode de réalisation avantageux Lié à cet aspect de l'invention, les moyens de réglage comportent un écrou relié au corps de vanne pour tourner par rapport à celui-ci, un filetage externe réalisé sur une partie du boîtier de commande coaxialement aux tiges des pistons d'ouverture partielle 20 et engagé dans l'écrou, et des moyens pour empêcher le boîtier de commande de tourner avec l'écrou. Ainsi, la rotation de l'écrou entraîne un déplacement de l'ensemble du boîtier, et donc des pistons d'ouverture partielle, selon une direction parallèle aux tiges des pistons d'ouverture partielle, et provoque 25 donc une modification de l'ouverture de la vanne. Selon encore un autre aspect avantageux de l'invention, celle-ci comporte des moyens de fermeture de vanne en absence de fluide de commande. En particulier, les moyens de fermeture de vanne en l'absence de fluide de commande comprennent un piston d'ouverture maximale associé à la tige de liaison commune, un ressort agissant sur le piston dans le sens de la fermeture de La vanne, et une chambre d'ouverture en liaison avec une face du piston d'ouverture maximale opposée à l'action du ressort, la chambre d'ouverture ayant 35 un orifice d'alimentation en fluide de commande. Ainsi, en l'absence de fluide de commande, la vanne est maintenue complètement fermée par le ressort. Selon un aspect préféré associé à cette réalisation, le piston d'ouverture maximale a une section efficace infé5 rieure auxpistonsd'ouverture partielle. Ainsi, en utilisant le même fluide de commande pour la chambre d'ouverture et pour l'orifice d'admission associé auxpistonsd'ouverture partielle, on obtient un équilibre du dispositif qui dépend uniquement du piston d'ouverture partielle soumis au fluide de 10 commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit en liaison avec les dessins ci-joints, parmi lesquels: la figure 1 est une vue en élévation partiellement 15 en coupe d'un dispositif de distribution de Liquide comportant une vanne de distribution selon l'invention, - la figure 2 est une vue partielle en coupe agrandie de la vanne de distribution de l'invention, - les figures 3 à 5 sont des vues en coupe schéma20 tique illustrant le fonctionnement de la vanne de distribution selon l'invention. En référence aux figures, la vanne de distribution de liquide selon l'invention comprend un corps de vanne 1, ayant un canal d'alimentation 2, un canal de distribution 3 25 et un siège 4 entre le canal d'alimentation 2 et le canal de distribution 3. Un obturateur 5 est monté de façon mobile en regard du siège 4. Par ailleurs, la vanne comporte des moyens de commande d'obturateur généralement désignés en 6, comprenant des pistons d'ouverture partielle 7.1, 7.2, 7.3 30 solidaires de tiges, respectivement 8.1, 8.2, 8.3, séparées les unes des autres et montées en série dans un boitier de commande 9 comportant, pour chaque piston d'ouverture partielle, un orifice d'admission en fluide de commande, respectivement 9.1, 9.2, 9.3, et une butée de fin de course dans le sens de la fermeture, respectivement 10.1, 10.2, 10.3. Les butées de fin de course 10.1, 10.2, 10.3 sont réalisées sous forme de bagues amovibles reposant sur des épaulements internes du boîtier 9, respectivement 11.1, 11.2, 11.3. Bien entendu, les épaulements 11.1, 11.2, 11.3 seraient difficilement réalisa5 bles dans un boîtier en une seule pièce et le boitier 9 est donc réalisé en plusieurs parties réunies entre elles d'une façon classique (non représentée), par exemple au moyen de boulons s'étendant longitudinalement dans la paroi du boitier et vissés dans la tête de boitier 12. La vanne comprend en outre une tige de liaison commune 13, coaxiale aux tiges 8.1, 8.2, 8.3 des pistons d'ouverture partielle et fixte à l'une de ses extrémités à l'obturateur 5. La vanne comporte enfin des moyens d'ouverture maximale associés à la tige de liaison commune 13.Dans le mode de réalisation illustré, les moyens d'ouverture maximale sont combinés avec des moyens de fermeture de vanne en l'absence de fluide de commande et comprennent un piston d'ouverture maximale 14 fixé sur la tige de liaison commune 13. Le piston d'ouverture maximale 14 est sollicité dans le sens 20 de la fermeture de la vanne par un ressort 15 coaxial à la tige de liaison commune 13 et ayant une extrémité s'appuyant sur le piston 14 et une autre extrémité s'appuyant sur un couvercle 16 de la tête de boitier 12. Le couvercle 16 est relié à la partie de boîtier portant l'épaulement interne 11.1 par des colonnettes 17. Une chambre d'ouverture maximale 18 est ménagée dans la tête de boitier 12 et est en liaison avec une face du piston d'ouverture maximale 14 opposée au ressort 15. La chambre d'ouverture maximale 18 est pourvue d'un orifice 30 d'alimentation en fluide de commande 19. La tête de boîtier 12 comporte des moyens de réglage de l'ensemble des moyens mobiles par rapport au corps de vanne. Ces moyens de réglage comportent un écrou 20 dont le filetage interne coopère avec un filetage externe 21 réalisé 35 sur la tête de boitier 12 coaxialement aux tiges des pistons d'ouverture partielle. L'écrou 20 est relié au corps de vanne 2 5 9 9 1 12 1 par une pièce tubulaire 22 fixée au corps de vanne 1 par une bride 23. La pièce tubulaire 21 sert également de guide pour la tige de liaison commune 13. L'écrou 20 est maintenu axialement en position par un clip 24 engagé dans une rainure circulaire de la pièce tubulaire 22 et séparé de l'écrou 20 par une rondelle 25. Des moyens sont en outre prévus pour empêcher le boîtier 9 de tourner avec l'écrou 20. Ces moyens comprennent une vis 26 fixée transversalement à la tête de boîtier 12 et 10 prise entre les dents d'une fourchette 27 solidaire d'une potence 28, elle-même fixée sur la pièce tubulaire 22 par une vis 29. L'écrou 20 est entraîné en rotation par des moyens de commande comprenant un premier pignon conique 30 fixé sur 15 L'écrou 20 et un second pignon conique 31 associé à un mécanisme de commande à distance comprenant un câble flexible 32 dont la gaine 33 est fixée à la potence 28. Le corps de vanne 1 est relié à une tubulure d'admission 34 et à une tubulure de distribution 35 par des bri20 des, respectivement 36 et 37. La tubulure d'admission 34 est elle-même raccordée à une cuve à niveau constant 38 équipée d'une façon classique d'un flotteur 39 relié à un clapet 40 par une tringlerie 41. Le fonctionnement du dispositif est le suivant 25 Lorsqu'aucun fluide de commande n'est fourni à La vanne de distribution, le ressort 15 repousse le piston d'ouverture maximale 14 qui entraîne la tige-de liaison commune 13, et par conséquent l'obturateur 5, vers la position de fermeture totale. Lorsque du fluide de commande est fourni à l'orifice 30 d'admission 19, le piston 14 est repoussé à l'encontre de l'action du ressort 15 et vient en butée sur le couvercle 16, provoquant ainsi l'ouverture maximale de la vanne. On remarque sur les figures 1 et 2 que le piston d'ouverture maximale 14 a une section efficace inférieure auxpistons d'ouverture 35 partielle 7.1, 7.2, 7.3; en conséquence, lorsque le même fluide de commande est admis simultanément dans la chambre 18 et à l'orifice d'admission 9.3, le piston 7.3 est repoussé dans le sens de la fermeture et vient en butée sur la butée de fin de course 10.3 dont l'épaisseur détermine donc le degré d'ouverture de la vanne. Lorsque du fluide de commande est admis simultanément dans la chambre 18 et à l'orifice d'admission 9.2, la vanne prend la position d'équilibre présentée sur la figure 4, c'est-à-dire que le piston 7.3 est repoussé vers l'extrémité du boîtier 9 tandis que le piston 10 7.2 est lui-même repoussé dans le sens de la fermeture et vient en butée contre la butée de fin de course 10.2. On remarque à ce propos que la course despistons7.1, 7.2 et 7.3 est croissante depuis le piston d'ouverture partielle 7.3 le plus éloigné de la tige de liaison commune 13. En effet, si 15 le piston 7.3 avait une course supérieure à celle du piston 7.2, lors de la manoeuvre du piston 7.3, le piston 7.2 viendrait en butée sur la butée 10.2 avant que le piston 7.3 n'ait parcouru l'ensemble de sa course. La figure 5 illustre la position d'équilibre prise 20 dans le cas o le fluide de commande est admis simultanément dans la chambre 18 et à l'orifice d'admission 9.1. Le piston 7.1 est alors en butée sur la butée de fin de course 10.1 et la vanne est dans sa position d'ouverture partielle minimale. Lorsque l'on désire effectuer un réglage fin de l'ensemble des ouvertures partielles, on fait tourner l'écrou au moyen des pignons coniques 30 et 31 et l'ensemble du boîtier 9 se déplace parallèlement à son axe, provoquant ainsi le déplacement correspondant de l'obturateur 5. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode 30 de réalisation décrit ci-dessus et on peut y apporter des variantes de réalisation qui apparaîtront à l'homme de métier. En particulier, on peut réaliser une vanne ne comportant pas de dispositif de fermeture en l'absence de fluide de commande, par exemple en disposant un ressort agissant sur la tige de 35 liaison 13 dans le sens de l'ouverture de celle-ci et en prévoyant une vanne d'arrêt sur la tubulure d'admission 34. - De même on peut remplacer l'obturateur coulissant 5 illustré par un obturateur pivotant, la tige de liaison commune 13 étant alors reliée par une tringlerie à l'axe de pivotement de l'obturateur. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Vanne de distribution de liquide comprenant un corps de vanne (1) ayant un canal d'alimentation (2), un canal de distribution (3) et un siège (4) entre le canal d'alimenta5 tion et le canal de distribution; un obturateur (5) monté de façon mobile en regard du siège (4); et des moyens de commande d'obturateur pour positionner l'obturateur par rapport au siège; caractériséeen ce que les moyens de commande d'obturateur (6) comportent des moyens mobiles par échelons (7.1, 7.2, 10 7.3), reliés à l'obturateur par une tige de liaison commune (13). 2. Vanne de distribution selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens mobiles par échelons comportent des moyens d'ouverture maximale (14) associés à la tige 15 de liaison commune (13), des pistons d'ouverture partielle (7.1, 7.2, 7.3) solidaires de tiges (8.1, 8.2, 8.3) séparées les unes des autres et montées en série dans un boîtier de commande (9) comportant pour chaque piston d'ouverture partielle un orifice d'admission en fluide de commande (9.1, 9.2, 9.3) et une butée 20 de fin de course(10.1, 10.2, 10.3)dans le sens de la fermeture, la course de chaque piston allant en croissant depuis le piston d'ouverture partielle(7.3)le plus éloigné de la tige de liaison commune (13). 3. Vanne de distribution selon la revendication 2, caractérisée en ce que les butées de fin de course (10.1, 10.2, 10.3) des pistons d'ouverture partielle sont amovibles. 4. Vanne de distribution selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de réglage (20, 21) de l'ensemble des moyens mobiles par rapport au corps de 30 vanne (1). 5. Vanne de distribution selon les revendications 2 et 4 prises en combinaison, caractérisée en ce que les moyens de réglage comportent un écrou (20) relié au corps de vanne (1) pour tourner par rapport à celui-ci, un filetage externe (21) réalisé sur une partie du boîtier de commande (9) coaxialement 1 0 aux tiges des pistons d'ouverture partielle et engagé dans l'écrou, et des moyens (26,28) pour empêcher le boîtier de commande de tourner avec l'écrou. 6. Vanne de distribution selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de commande de La rotation de l'écrou comprenant un premier pignon conique (30) associé à l'écrou (20) et un second pignon conique (31) associé à un mécanisme de commande à distance (32) 7. Vanne de distribution selon la revendication 6, 10 caractérisée en ce que Le mécanisme de commande à distance comporte un câble flexible (32). 8. Vanne de distribution selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce qu'elLe comporte des moyens de fermeture de vanne (15) en l'absence de fluide de comman15 de. 9. Vanne de distribution selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens de fermeture de vanne en l'absence de fuite de commande comprennent un piston d'ouverture maximale (14) associé à la tige de liaison commune (13), 20 un ressort (15) agissant sur le piston d'ouverture maximale (14) dans le sens de la fermeture de la vanne, et une chambre d'ouverture maximale (18) en liaison avec une face du piston d'ouverture maximale (14) opposée à l'action du ressort (15), la chambre d'ouverture maximale ayant un orifice d'alimenta25 tion en fluide de commande. 10. Vanne de distribution selon la revendication 9, caractérisée en ce que le piston d'ouverture maximale (14) a une section efficace inférieure auxpistonsd'ouverture partielle (7.1, 7.2, 7.3).