Brevet FR2623593A1 — publié le 19890526

DESCRIPTION Dispositifs pour distribuer sélectivement un fluide sous pression dans plusieurs conduits successifs. La présente invention a pour objet des dispositifs destinés à distribuer sélectivement un fluide sous pression dans plusieurs conduits successifs. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des distributeurs de fluide. On connaît des distributeurs hydrauliques à tiroir coulissant qui permettent de sélectionner une voie de sortie parmi plusieurs voies possibles. Dans le domaine de l'arrosage, on connatt des vannes à impulsions de pression qui sont associées chacune à une roue à rochet portant une came qui commande la fermeture ou l'ouverture de la vanne. Dans ce cas, chacune des canalisations secondaires doit être équipée d'une telle vanne. Dans le domaine de l'arrosage, on utilise également des réseaux comportant plusieurs canalisations secondaires branchées sur une même canalisation principale par l'intermédiaire d'une électrovanne télécommandée, ce qui nécessite l'installation d'un réseau électrique alimentant toutes les électrovannes. La demande de brevet FR. A. 76/13.228 (2.350.051) (J. OLLIVIER) décrit des dispositifs d'arrosage automatique à partir d'une arrivée d'eau desservant plusieurs canalisations secondaires, lesquels dispositifs comportent plusieurs vannes identiques et accolées qui sont commandées par un programmateur à cames entratné par une turbine à eau qui est mue par l'eau d'arrosage. La demande de brevet FR. A. 76/19.782 (2.356.861) (Société Anonyme Française du FERODO) décrit des distributeurs rotatifs, notamment des distributeurs pneumatiques ou hydrauliques, qui comportent un rotor en forme de platine qui est déplacée pas à pas par rotation indexée. L'objectif de la présente invention est de procurer des dispositifs distributeurs de fluides sous pression qui sont intercalés entre un conduit principal d'arrivée de fluide et plusieurs conduits secondaires et qui permettent d'aiguiller automatiquement et successivement le fluide vers chacun des conduits secondaires uniquement en provoquant des interruptions successives du fluide dans le conduit principal, ces interruptions pouvant être obtenues par des arrêts successifs d'une pompe d'alimentation ou des fermetures successives d'une vanne placée à distance du dispositif distributeur, ce qui permet de télécommander l'aiguillage uniquement en utilisant des variations de pression dans la conduite principale. L'objectif de l'invention est atteint au moyen d'un dispositif distributeur de fluide sous pression, qui comporte - un corps creux cylindrique pourvu d'un couvercle comportant un orifice d'arrivée de fluide sous pression et un fond comportant plusieurs orifices de sortie dudit fluide uniformément répartis; - un piston qui se déplace à l'intérieur dudit corps creux, qui comporte une ouverture, lequel piston porte un tube axial qui porte une tige transversale; - un ressort de rappel qui est placé à l'intérieur dudit tube axial et qui s'appuie sur le fond dudit corps cylindrique et sur ladite tige, de sorte qu'il tend à rappeler ledit piston vers le haut; - et un moyen pour entraîner ledit piston en rotation toujours dans le même sens par pas égaux à la moitié de l'écart angulaire entre deux orifices de sortie, chaque fois que ledit piston parcourt ledit cylindre. Selon un mode de réalisation préférentiel, le moyen d'entraSnement en rotation du piston comporte un corps cylindrique qui porte un passage en dents de scie dans lequel se déplacent les deux extrémités de ladite tige transversale. Avantageusement, le passage en dents de scie est délimité par des découpes en dents de scie des deux extrémités de deux tronçons de cylindre qui sont disposées en regard l'une de l'autre, de telle sorte que les dents d'une découpe s'engagent dans les creux de l'autre découpe, les pointes des dents étant toutes décalées angulairement, dans un même sens par rapport aux creux, de sorte que ladite tige est entraînée en rotation dans le sens allant des pointes vers les creux. L'invention a pour résultat de nouveaux dispositifs permettant de distribuer successivement dans plusieurs canalisations secondaires un fluide sous pression qui arrive par une canalisation principale unique et cela en provoquant uniquement des interruptions de la circulation du fluide dans la canalisation principale. Chaque interruption de la circulation du fluide entraîne une chûte rapide de la pression. De même, chaque reprise de la circulation du fluide entraîne une remontée rapide de la pression. Chaque front descendant et chaque front montant de pression entraîne un déplacement d'un piston sur lequel agit un ressort de rappel dont l'action est antagoniste de celle de la pression. Les mouvements alternatifs du piston sont convertis en mouvements de rotation pas à pas toujours dans le même sens, grâce à un moyen constitué par une tige solidaire du piston qui se déplace dans un passage en dents de scie. Chaque pas de rotation du piston est égal à la moitié de l'écart angulaire entre deux orifices de sortie du fluide, de sorte qu'après chaque aller et retour du piston, un nouvel orifice de sortie se trouve alimenté. Un dispositif selon 1 invention peut être utilisé dans le domaine de l'irrigation et dans toutes les applications industrielles dans lesquelles il est nécessaire d'aiguiller un fluide sous pression successivement dans des canalisation différentes. Les dispositifs selon l'invention permettent de construire des installations de distribution sélective, dans lesquelles les aiguillage du fluide > pour passer d'une canalisation de distribution à une autre, sont obtenues simplement par des interruptions successives de la circulation du fluide dans la conduite principale, ce qui permet de télécommander à distance en utilisant le fluide lui-même comme véhicule des impulsions de commande. La simplicité du dispositif selon l'invention permet la desserte d'un grand nombre de canalisations à partir d'une même canalisation principale. Pour augmenter le nombre de directions desservies, on peut brancher un second appareil selon l'invention sur chaque sortie d'un premier appareil. Le coût d'un appareil selon l'invention est réduit par rapport au coût d'une installation comportant des électrovannes, un réseau électrique, un programmateur etc.... Un appareil selon l'invention peut être construit en grande partie en matière plastique. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'un distributeur de fluides selon l'invention. La figure 1 est une vue en perspective du dispositif avec arrachement partiel. La figure 2 est une coupe axiale. La figure 3 est une vue éclatée du cylindre et de ses accessoires. La figure 4 est une vue développée en plan du passage en dents de scie. La figure 1 représente un corps creux cylindrique 1 d'axe Z Z1, dont les deux extrémités sont obturées par un fond 2 et par un couvercle amovible 3, qui est fixé par exemple par des vis ou des goujons 3a. Le couvercle 3 comporte un orifice 4, qui est connecté par exemple sur un conduit 4a par lequel arrive un fluide liquide ou gazeux sous pression. Le fond 2 comporte plusieurs orifices 5 uniformément répartis avec des écarts angulaires constants, par exemple quatre orifices 5 dans le cas des figures. Chaque orifice 5 est connecté sur un conduit 5a, qui constitue une voie de sortie. La fonction du distributeur selon l'invention est d'aiguiller le fluide arrivant par le conduit 4a successivement vers chacune des voies 5a et ceci en utilisant les variations de pression dans le corps cylindrique dues à des interruptions et à des admissions successives du fluide à l'orifice d'entrée 4a. Les interruptions et admissions du fluide peuvent être commandées localement par une vanne manuelle placée sur le conduit 4a, de sorte qu'un dispositif selon l'invention peut être utilisé dans des régions dépourvues d'une installation électrique. Elles peuvent être commandées au moyen d'une électrovanne placée sur le conduit 4a, laquelle électrovanne peut être télécommandée. Elles peuvent également être consécutives à des arrêts et des- démarrages successifs d'une pompe alimentant le conduit 4a, laquelle pompe peut être commandée périodiquement par une horloge,de sorte que chaque nouveau démarrage de la pompe alimente un conduit 5a de sortie différent. Un distributeur selon l'invention comporte un piston 6 qui coulisse à l'intérieur du corps cylindrique 1. Le piston 6 porte, à sa périphérie, une lèvre souple 7 dirigée vers le haut qui est plaquée contre la paroi du corps cylindrique par la pression du fluide et qui assure l'étanchéité du piston. Le piston 6 comporte une ouverture 8 qui, avantageusement, est d'une section réduite par rapport aux ouvertures 5, mais qui pourrait avoir une section différente. L'ouverture 8 est équipée d'un clapet ou soupape 9, qui est placé au-dessus du piston, de sorte qu'il est fermé automatiquement par la pression du fluide. Le clapet 9 est fixé sur trois tiges 10 qui coulissent librement dans des trous 11 percés dans le piston 6 autour de l'ouverture 8 et qui sont fixées sur une bague 12, qui et placée de l'autre côté du piston. La bague 12 a un diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre de l'orifice 8. Lorsque le piston descend dans le cylindre 1 et arrive à proximité du fond 2, dans la position représentée sur la figure 2, la bague 12 s'appuie sur le fond 2 et repousse le clapet 9 vers le haut, en position d'ouverture, de sorte que le fluide s'écoule vers l'un des conduits 5a à travers l'ouverture 5, qui est placée en regard de l'ouverture 8 du piston. On voit sur les figures 1 et 2 que le cylindre 1 contient un tube de guidage axial 13 qui est fixé au fond 2, qui traverse celui-ci et qui s'étend sur une partie de la hauteur du cylindre. L'extrémité inférieure du tube 13 comporte un filetage mâle 13a, sur lequel vient se visser un manchon fileté 14 solidaire d'une tête polygonale 15 (figures 2 et 3). Le tube 13 contient un ressort hélicoïdal dont l'extrémité inférieure prend appui sur la tête polygonale 15. Le ressort 16 sert à repousser le piston 6 vers le haut, comme on l'expliquera ci-après. Le tube de guidage 13 traverse le piston 6 qui coulisse librement sur ce tube. Un joint torique 17 assure l'étanchéité entre le piston et le tube 13 lorsque le piston est en position basse. Le piston 6 porte un tube de guidage axial 18 qui est fixé au centre du piston et qui a une longueur inférieure à la hauteur du cylindre 1. Le tube 18 a un diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur du tube 13, de sorte qu'il peut coulisser autour de ce dernier qui le.guide intérieurement. Le tube 18 coulisse à l'intérieur d'une bague de guidage 19 qui est fixée au couvercle 3 au centre de celui-ci. Le tube 18 suit les mouvements du piston 6. Le cylindre 1 contient un dispositif qui fait tourner pas à pas le piston 6 toujours dans le même sens, par exemple dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans le cas de la figure. Ce dispositif comporte un corps cylindrique 20 qui est fixé au couvercle 3 et qui est placé à l'intérieur du cylindre 1, coaxialement à celui-ci. Le corps cylindrique 20 est composé de deux tronçons superposés 20a et 20b reliés entre eux par des barres verticales. Les extrémités des deux tronçons qui se font face sont découpées en dents de scie, de telle sorte qu'elles délimitent entre elles un passage en dents de scie 22, qui comporte un nombre de points hauts et un nombre de points bas égal au nombre d'orifices de sortie 5. Le tube 18 est traversé de part en part par une tige 23 qui déborde de chaque côté du tube et qui est engagée dans le passage ; dents de scie 22. Chaque tronçon rectiligne du passage 22 situé entre deux sommets consécutifs forme une rampe inclinée qui guide la tige 23 lorsque le piston monte ou lorsqu'il descend ce qui a pour effet d'obliger le piston à tourner chaque fois d'un pas égal à l'écart angulaire entre deux sommets successifs, qui est égal à la moitié de l'écart angulaire entre deux ouvertures 5. Ainsi, lorsque le piston partant d'une position basse a fait un aller-retour, il a tourné d'un angle égal à l'écart angulaire entre deux orifices de sortie 5 et l'ouverture 8 du piston est passée d'une ouverture 5 à celle qui la suit. La figure 4 est une vue développée en plan montrant les deux tronçons 20a, 20b du cylindre 20, le passage en dents de scie 22 et la tige 23. La flèche F représente le sens de déplacement de la tige. On voit clairement sur cette figure la forme particulière du passage en dents de scie 22. On voit que chaque pointe 24 d'une dent de scie, qui est dirigée vers le haut pour le tronçon 20b ou vers le bas pour le tronçon 20b est décalée en arrière dans le sens de la flèche F par rapport aux creux 25 de la découpe située dans l'autre tronçon. On voit également que chaque creux 25 comporte un logement en creux 25a, dans lequel vient se loger la tige 23 lorsque le piston 6 est en position haute ou en position basse. Ainsi, lorsque le piston se déplace vers le haut ou vers le bas, la tige 23 quitte deux logements 25a diamétralement opposés et elle est guidée par une rampe inclinée montante 30 ou descendante 31, formée par les tronçons rectilignes du passage en dents de scie 22 et grâce au décalage des sommets 24 par rapport aux creux 25 le déplacement de la tige et la rotation du piston ont lieu toujours dans le même sens représenté par la flèche F. On voit sur les figures 2 et 3 que la tige 23 est engagée à travers une bague 26 et est fixée à celle-ci par une vis 27, par exemple une vis pointeau. L'extrémité supérieure du ressort 16 s' appuie sur une bille 28 qui est située à l'intérieur du tube 18 et qui s'appuie contre la tige 23. Les extrémités de la tige 23 débordent légèrement à l'extérieur du corps cylindrique 20 et les barres 21 comportent sur leur face interne des encoches 29, qui sont située à cheval sur le passage en dents de scie 22 pour permettre la circulation de la tige 23. Le fonctionnement est le suivant. Au départ, l'arrivée du fluide sur l'entrée 4a est interrompue, soit par une vanne située en amont, soit par l'arrêt d'une pompe d'alimentation. Le piston 6 est repoussé en position haute par le ressort 16 par l'intermédiaire de la bille 28, de la tige 23 et du tube 18. La tige 23 se trouve dans le fond d'une encoche 25a correspondant à un point haut du passage en dents de scie 22. Lorsqu'on envoie le fluide sous pression sur l'arrivée 4a, il repousse le piston 6 vers le bas. La tige 23 descend en suivant une rampe inclinée 31 pour venir se loger dans le premier point bas de ce passage qui suit le point haut où elle se trouvait, ce qui a pour effet de faire tourner automatiquement le piston d'un pas égal à la moitié de l'écart angulaire entre deux orifices, par exemple d'un huitième de tour dans le cas des figures. Le trou 8 du piston vient se positionner en regard de l'un des orifices de sortie 5. Le clapet 9 est repoussé vers le haut par l'action de la bague 12 qui s'appuie contre le fond 2. Le fluide est donc aiguillé vers l'un des conduits de sortie 5a. Lorsqu'on interrompt l'arrivée du fluide par l'orifice d'entrée 4a, le piston 6 remonte sous l'action du ressort 16. La tige 23 remonte en suivant la rampe montante 30 qui suit immédiatement la rampe descendante précédente. Le piston 6 tourne à nouveau d'un pas égal à la moitié de l'écart angulaire entre deux orifices de sortie 5. Lorsqu'on admet à nouveau le fluide sous pression dans le cylindre 1, le piston redescend en tournant à nouveau d'un pas et lorsqu'il est arrivé en fin de course, le trou 8 du piston se trouve placé en regard de l'orifice de sortie 5a qui suit, de sorte que le fluide est distribué automatiquement vers un autre conduit 5a. On voit donc qu'il suffit de couper et de rétablir périodiquement la circulation du fluide pour distribuer automatiquement ledit fluide dans plusieurs conduits successifs. Un dispositif selon l'invention peut être utilisé par exemple dans le domaine de l'irrigation pour arroser successivement plusieurs parcelles à partir d'une canalisation d'alimentation commune. I1 peut être également utilisé dans l'industrie pour distribuer des fluides de lavage, de refroidissement, de séchage etc.... REVENDICATIONS 1. Dispositif pour distribuer sélectivement un fluide sous pression dans plusieurs conduits successifs, caractérisé en ce qu'il comporte - un corps creux cylindrique (1) pourvu d'un couvercle (3) comportant un orifice (4) d'arrivée de fluide sous pression et un fond (2) comportant plusieurs orifices (5) de sortie dudit fluide uniformément répartis; - un piston (6) qui se déplace à ltintérieur dudit corps creux (1), qui comporte une ouverture (8), lequel piston porte un tube axial (18) qui porte une tige transversale (23); - un ressort de rappel (16) qui est placé à l'intérieur dudit tube axial (18) et qui s'appuie sur le fond (2) dudit corps cylindrique et sur ladite tige (23), de sorte qu'il tend à rappeler ledit piston (6) vers le haut;; - et un moyen (20, 21, 22) pour entraîner ledit piston en rotation toujours dans le même sens par pas égaux à la moitié de l'écart angulaire entre deux orifices de sortie (5), chaque fois queledit piston parcourt ledit cylindre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen d'entraînement en rotation du piston comporte un corps cylindrique (20), qui porte un passage en dents de scie (22) dans lequel se déplacent les deux extrémités de ladite tige transversale (23). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit passage en dents de scie (22) comporte un nombre de points hauts et un nombre de points bas égal au nombre d'orifices de sortie (5). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit passage en dents de scie (22) est délimité par des découpes en dents de scie de deux tronçons de cylindre (20a, 2Ob),qui sont disposées en regard l'une de l'autre, de telle sorte que les dents d'une découpe s'engagent dans les creux de l'autre découpe, les pointes (24) des dents étant toutes décalées angulairement, dans un même sens par rapport aux creux (25), de sorte que ladite tige (23) est entraînée en rotation dans le sens allant des pointes vers les creux. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications à 4, caractérisé en ce que ledit corps creux (1) comporte un deuxième tube axial (13) qui passe à travers ledit piston (6) et qui est engagé à l'intérieur dudit tube creux (18) fixé audit piston. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit tube axial (13) est fixé au fond (2) dudit corps creux (1) et comporte une extrémité inférieure filetée (13a) sur laquelle est vissé un manchon fileté (14) pourvu d'une tête polygonale (15). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit ressort de rappel (16) est logé à l'intérieur dudit tube axial (13) et son extrémité inférieure prend appui sur ladite tête polygonale (15). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte une bille (28) qui est logée à l'intérieur dudit tube creux (18) entre l'extrémité supérieure dudit ressort de rappel (16) et ladite tige transversale (23). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications à 8, caractérisé en ce que ledit piston( 6) est pourvu d'une lèvre périphérique souple (7). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite ouverture (8) dudit piston est équipée d'un clapet (9) qui est placé au-dessus de ladite ouverture (8) et qui est monté sur des tiges (10) qui coulissent dans des trous (11) percés dans ledit piston, lesquelles tiges sont fixées sur une bague (12) située au-dessous dudit piston, de sorte que ledit clapet s'ouvre automatiquement lorsque ledit piston est à proximité du fond (2) dudit corps cylindrique (1).