Brevet FR2616877A1 — publié le 19881223

Vanne pour enceinte à vide La présente invention concerne une vanne pour enceinte à vide. On connait les vannes à tiroir et les vannes papillons. Les premieres sont à ouverture totale mais relativement encom- brantes, les secondes, d'un encombrement moindre, ont l'inconvénient de n'être pas à ouverture totale; le clapet pivotant restant dans le courant de la veine fluide. La présente invention a pour but de réaliser une vanne de faible encombrement tout en permettant l'ouverture totale de la veine. L'invention a ainsi pour objet une vanne pour enceinte à vide comprenant un corps de vanne, creux, d'axe et débouchant à l'exté- rieur par deux extrémités opposées du corps de vanne permettant de l'introduire dans un circuit de pompage, ledit corps de vanne étant muni en son intérieur d'un moyen d'obturation mobile, actionné par des moyens moteurs, obturant, en position fermée, la communication entre les deux dites extrémités, caractérisée en ce que le moyen d'obtura- - tion mobile est constitué par une bande, mobile dans son propre plan, qui est perpendiculaire à l'axe/\, ladite bande étant munie au moins d'une ouverture et étant associée à deux tambours d'enroulement- déroulement munis de moyens moteurs, ledit corps de vanne étant en outre muni de moyens d'étanchéité situés entre les deux tambours et comprenant un joint fixe solidaire du corps de vanne et situé d'un premier c8té par rapport à la bande et d'un système de joint, mobile parallèlement à l'axeLA, situé de l'autre c8té de la bande par rapport au joint fixe. Selon une réalisation particulière, le système de joint mobile comprend une rondelle, solidaire de deux soufflets d'étanchéité coaxiaux, liés à leur autre extrémité au corps de vanne, ledit corps de vanne étant en outre percé d'un conduit débouchant d'une part dans une chambre située entre les deux dits soufflets et d'autre part à l'exté- rieur du corps de vanne de façon à pouvoir être raccordé à un moyen de mise-en pression et dépression. Selon une autre réalisation particulière., le système de joint mobile comprend une pluralité de billes maintenues espacées les unes -.2 - des autres sur une circonférence par une cage, mobile en rotation, l'ensemble billes et cage étant disposé entre un anneau de serrage mobile axialement et muni d'empreintes coniques pour les billes et une partie plane du corps de vanne munie également d'empreintes coniques pour les billes, ladite cage étant associée à des moyens permettant de l'entrainér en rotation d'un angle"i, l'anneau de serrage étant mobi- le par coulissement axial, d'une manière étanche le long d'une portée cylindrique interne audit corps de vanne. Selon une autre caractéristique et selon cette seconde réalisation, le corps de vanne comprend, situé du même côté que ledit joint fixe par rapport à la bande, un anneau de rappel soumis à l'ef- fort d'un ressort de rappel dirigé vers ladite bande. L'invention va maintenant être décrite en se référant au dessin annexé dans lequel: La figure 1 représente schématiquement en coupe axiale une vanne selon l'invention. Les figures 2 et 3 représentent schématiquement une seconde réalisation d'une vanne selon l'invention dans une application ou la vanne doit être très plate. La figure 4 montre en vue partielle, agrandie et en coupe une vanne conforme à celle des figures 2 et 3. La figure 1 montre ainsi une première réalisation d'une vanne selon l'invention, elle comprend un corps 1, creux, d'axe A. La cavité interne 2 du corps de vanne débouche à l'extérieur par deux extrémités opposées du corps de vanne constituées, dans l'exemple de cette figure 1, par deux portions de conduits 3 et 4 terminés par une bride 5, 6 permettant d'introduire et de fixer la vanne entre deux portions d'un circuit de pompage d'un fluide. L'obturateur, situé à l'intérieur du corps de vanne est consti- tué par une bande d'obturation 7. Cette bande d'obturation peut être constituée par un feuillard métallique ou aussi par une bande en une matière synthétique imperméable ou encore par une bande d'une -matière synthétique recouverte d'un dépSt métallique. On peut encore utiliser des lamelles articulées épaisses, fixées sur les bandes minces dans le cas de - 3 - grandes sections de passage. Cette bande d'obturation 7 comporte une ouverture circulaire 8 dont la dimension est légèrement supérieure à la section interne-des portions de conduits 3 et 4 si l'on souhaite réaliser une vanne à ouverture totale. Pour certaines applications, on peut désirer une vanne dont l'ouverture est à conductance variable en fonction de la position de la bande par rapport à l'axe t. Dans ce dernier cas, on pourra réaliser des bandes comportant plusieurs ouvertures, de forme et de section diverses. La bande d'obturation 7 est mobile dans son propre plan, c'est- à-dire perpendiculairement à l'axe4.. Pour cela, elle est liée à chacune de ses extrémités à un tambour. On a donc deux tambours 9 et 10 situés respectivement dans le corps de vanne de part et d'autre de la section interne 11 de passage du fluide. Ces tambours 9 et 10 assurent l'enroulement et le déroulement de la bande, permettant de faire coin- eider le centre de l'ouverture 8 avec l'axe ou un contraire de déplacer la bande de manière à obturer la section de passage 11. Ces tambours d'enroulement-déroulement sont munis de moyens moteurs non représentés. Les tambours 9 et 10 sont respectivement situés dans des cham- bres 12 et 13 de la cavité générale 2 du corps de vanne 1. Entre les deux chambres 12 et 13, le corps de vanne comporte des moyens d'étanchéité pouvant venir s'appliquer de part et d'autre de la bande d'obturation 7 et assurant d'une part, lorsque la vanne est en position d'obturation, l'étanchéité entre les deux extrémités 3 et 4 du corps de vanne, la section 11 étant bouchée et les moyens d'étanchéité appliqués et d'autre part, si on le désire, par applica- tion des moyens d'étanchéité, l'étanchéité interne de la vanne, c'est- à-dire de la partie 11 de la cavité générale 2 de la vanne par rapport aux chambres 12 et 13 en position ouverte de la vanne lorsque l'ouver- ture 8 de la bande est dans une position n'assurant pas l'obturation du conduit 11, c'est-à-dire lorsque l'on est en cours de pompage. Cette dernière possibilité permet de pomper séparément les chambres 12 et 13. A cet effet le corps de vanne comporte un orifice 14 permettant -4- de raccorder une pompe. Les moyens d'étanchéité mentionnés ci-dessus comprennent un Joint fixe 15 lié au corps de vanne et situé d'un premier côté par rapport à la bande d'obturation 7 et un système de Joint mobile qui peut se déplacer parallèlement à l'axeZ. Ce système de joint mobile est situé de l'autre c8té de la bande d'obturation 7 par rapport au Joint fixe 15 et il comprend une rondelle 16 à laquelle'sont liées deux soufflets d'étanchéité 17 et 18, chacun par une de ses extrémités, dont l'autre est fixée au corps de vanne. Les deux soufflets sont disposés coaxialement de façon à-réaliser une chambre annulaire étan- che 19. Un conduit 20 est percé dans le corps de vanne 1 dont une extrémité aboutit dans la chambre annulaire 19 et dont l'autre aboutit à l'extérieur. Un taraudage 21 permet de visser un raccord de pompe permettant de mettre la chambre en pression ou en dépression pour appliquer la rondelle 16 contre la bande 7 et le Joint fixe 15, ou au contraire de relever la rondelle 16 et permettre ainsi la libre translation de la bande.d'obturation 7. Le fonctionnement est le suivant: L'enceinte à pomper est reliée à la vanne du c8té de la bride 5 et le système de pompage du côté de la bride 6 ou l'inverse. Au cours du pompage, la bande d'obturation 7 est placée de telle sorte que son ouverture 8 soit coaxiale à l'axe t. Si l'on souhaite l'étanchéité interne de la vanne, on applique le système de Joint mobile en mettant en pression la chambre 19. Pour fermer la vanne, on libère le pincement de la bande d'obtu- ration 7 si le système de joint-était appliqué, et on déplace la bande 7 par la rotation motrice du tambour 10 Jusqu'à ce que l'ouverture 8 soit complètement hors de la superficie intérieure du joint 15. On envoie ensuite la pression dans la chambre 19 pour appliquer la rondel- le 16 contre la bande 7 et le Joint fixe 15. Dans la position représentée sur la figure 1, la vanne est ouverte et le système de joint serré, assurant l'étanchéité interne de la vanne, ce qui permet d'éviter le dégazage des compartiments 12 et 13. Par ailleurs, l'orifice 14, lorsque le système de joint est serré, permet de pomper séparément ces compartiments 12 et 13 de façon à avoir un vide absolument propre et d'éviter des remontées de pression significatives lors des déplacements de la bande d'obturation 7. Comme on le voit, la vanne selon l'invention, à obturateur à bande, permet l'ouverture totale du conduit avec une vanne peu encombrante puisque la bande se déplace en s'enroulant sur des tambours. Les figures 2, 3 et 4 décrivent un autre mode de réalisation d'une vanne selon l'invention pouvant s'appliquer pour des vannes extra plates destinées à l'instrumentation dans les techniques utilisant des faisceaux sous vide. Les figures 2 et 3 sont schématiques. Sur la figure 2, on voit la vanne placée entre une enceinte à vide 22 et un appareil 23 tel que par exemple un générateur de faisceaux. La vanne, dans la zone de l'appa- reil 3 est extra plate et ne comporte pas comme dans la figure 1 de tronçon de conduites tels que 3 et 4. Le corps de vanne 1, comme on le voit sur la figure 4, comporte seulement face à face deux ouvertures 24 et 25 respectivement situées de part et d'autre de la bande d'enroulement 7, et sur les bords desquelles peuvent venir s'appliquer des raccords étanches à soufflets 26 et 27 munis de joints 28 et 29 liés respectivement à l'une et à l'autre des parties du circuit à l'intérieur duquelon place la vanne, ici à l'appareil 23 et à l'enceinte à vide 22. Le corps de vanne 1 est plat et allongé et les chambres 12 et 13 contenant les mécanismes à tambour 9 et 10 d'enroulement-déroulement sont reportées plus loin, au-delà de l'en- combrement de l'appareil 23. Sur la figure 4, les tambours 9 et 10 ne sont pas représentés et les chambres 12 et 13 ne sont qu'amorcées. Sur cette figure également, dans la demi-partie de gauche, la vanne est représentée en position ouverte et avec le système de joint appliqué, assurant l'étanchéité interne de la vanne et dans la demi-partie de droite, le système de joint est desserré et la bande d'obturation 7 a été déplacée en position d'obturation du conduit 11, le joint doit ensuite être resserré. Dans cette figure, le système de joint mobile est différent de celui de la figure 1. On retrouve le joint fixe 15 mais le système de - 6 - joint mobile comprend une pluralité de billes 30, par exemple trois, maintenues espacées à 1200 les unes des autres sur une circonférence, par le moyen d'une cage 31. Cette cage 31 est mobile en rotation et comporte un levier 32 (voir fig.3) relié à une tige de manoeuvre 33. Les billes 30 et la cage 31 sont placées entre un anneau de serrage 34, muni d'empreintes coniques 35 pour le positionnement des billes et une partie plate 36 du corps de vanne 1 portant également des empreintes coniques 37 pour les billes. Les empreintes coniques 35 sont situées en face des empreintes coniques 37. Lorsque la cage 31 est en position telle que les billes 30 sont positionnées dans les empreintes 35 et 37, l'anneau de serrage 34 n'est pas plaqué contre le joint fixe 15 et un anneau de rappel 38 muni d'un ressort de rappel 39 écarte même l'anneau de serrage 34 du joint fixe 15. Lors du déplacement de la bande d'obturation 7, celle-ci est donc légèrement pincée entre l'anneau de serrage 34 et l'anneau de rappel 38. Cependant, l'effort du ressort de rappel 39 est choisi de façon à ce que ce pincement soit faible. Par la rotation d'un angleo de la cage 31, celle-ci entraîne les billes hors des empreintes coniques 35 et 37 ce qui a pour effet, comme *on le voit sur la demi-partie gauche de la figure, de soulever l'anneau de serrage 34 et d'appliquer la bande 7 contre le joint fixe 15. Lors des déplacements de l'anneau de serrage 34, il coulisse axialement d'une manière étanche le long d'une portée cylindrique 40 interne au corps de vanne 1. Un joint d'étanchéité frottant, non représenté, peut être disposé entre l'anneau 34 et la partie 40. Un ergot 41 empêche la rotation de l'anneau de serrage 34. Sur la figure 3, on a représenté en 42 un moteur d'entraînement du tambour 9. 6 16877 - 7 - REVENDICATIONS 1/ Vanne pour enceinte à vide comprenant un corps de vanne (1), creux d'axe a, et débouchant à l'extérieur par deux extrémités opposées (3, 4, 24, 25) du corps de vanne, permettant de l'introduire dans un circuit de pompage, ledit corps de vanne étant muni en son intérieur d'un moyen d'obturation mobile (7), actionné par des moyens moteurs, obturant, en position fermée, la communication entre les deux dites extrémités, caractérisée en ce que le moyen d'obturation mobile est constitué par une bande (7), mobile dans son propre plan, qui est perpendiculaire à l'axe, ladite bande étant munie au moins d'une ouverture (8) et étant associée à deux tambours d'enroulement- déroulement (9, 10) munis de moyens moteurs, ledit corps de vanne étant en outre muni de moyens d'étanchéité situés entre les deux tam- bours et comprenant un joint fixe (15) solidaire du corps de vanne et situé d'un premier cté- par rapport à la bande et d'un système de joint, mobile, parallèlement à l'axeL t, situé de l'autre côté de la bande par rapport au joint fixe. 2/ Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le système de joint mobile comprend une rondelle (16) solidaire de deux soufflets d'étanchéité (17, 18) coaxiaux, liés à leur autre extrémité au corps de vanne, ledit corps de vanne étant en outre percé d'un conduit débouchant d'une part dans une chambre (19) située entre les deux dits soufflets et d'autre part à l'extérieur du corps de vanne de façon àa pouvoir être raccordé à un moyen de mise en pression et dépression. 3/ Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le système de joint mobile comprend une pluralité de billes (30) maintenues espacées les unes des autres sur une circonférence par une cage (31) mobile en rotation, l'ensemble billes et cage étant disposé entre un anneau de serrage (34) mobile axialement et muni d'empreintes coniques (35) pour les billes et une partie plane (36) du corps de vanne munie également d'empreintes coniques (37) pour les billes, ladite cage (31) étant associée à des moyens (32, 33) permettant de l'entraîner en rotation d'un angleoz, l'anneau de serrage étant mobile par coulissement axial d'une manière étanche le long d'une portée cylindrique (40) interne audit corps de vanne. 8 - 4/ Vanne selon la revendication 3, caractérisée en ce que le corps de vanne comprend, situé du même c8té que ledit Joint fixe par rapport à la bande, un anneau de rappel (38) soumis à l'effort.d'un ressort de rappel (39) dirigé vers ladite bande.