Brevet FR2638790A1 — publié le 19900511

"Distributeur ou fluide à corps rotatif" La présente invention concerne un distributeur de fluide comprenant un corps rotatif qui est monté en rotation autour d'un axe et présente un canal de fluide communiquant avec une source de fluide ainsi qu'un canal de sortie qui se raccorde audit canal de fluide, qui débouche sur la paroi latérale du corps rotatif et par lequel du fluide sort sous forme de jet de fluide dans une direction ne coupant pas l'axe de rotation du corps rotatif de telle sorte que le corps rotatif soit entratné en rotation, le distributeur comprenant également un dispositif de retenue et de libération du corps rotatif destiné à retenir le corps rotatif dans une position de rotation fixe et à libérer le corps rotatif de cette position de rotation. - r-tel distributeur de f-luide est décrit dans le brevet DR' N 33 17 583. Ce distributeur de fluide présente un corps rotatif qui est monté en rotation autour d'un axe et présente un séparateur de fluide communiquant avec une source de fluide ainsi qu'un canal de sortie qui se raccorde audit séparateur de fluide et débouche sur la paroi latérale du corps rotatif. Le fluide sort de ce canal de sortie sous forme de jet de fluide dans une direction ne coupant pas l'axe de rotation du corps rotatif de telle sorte qu'un moment de rotation soit exercé sur le corps rotatif qui est ainsi entra!né en rotation. Afin de maintenir le corps rotatif dans des positions de rotation fixes et de le faire passer dans d'autres positions de rotation, il est prévu un dispositif de libération et de retenue, sous forme de frein, par exemple. Le distributeur de fluide connu peut être fortement miniaturisé et être utilisé pour le guidage de projectiles de petit calibre, par exemple. Le corps rotatif est alors logé dans le projectile, la paroi latérale de ce dernier présentant plusieurs évidements par lesquels le jet de fluide peut être guidé vers l'extérieur, si bien qu'une force transversale est exercée sur le projectile. Le distributeur de fluide connu peut également être utilisé pour faire fonctionner un moteur Stirling miniature, comme cela est également décrit dans le brevet mentionné. 2 Le distributeur de fluide connu peut en principe fonctionner avec n'importe quel type de fluide, tel que par exemple un gaz, un liquide, un mélange gaz/sdlide, etc. C'est dans ce sens que sera employé par la suite le terme "fluide". On peut imaginer de nombreux cas o un distributeur de fluide de ce type pourrait être utilisé, seules deux positions fonctionnelles du corps rotatif étant toutefois importantes, à savoir la position dite active et la position dite inactive. Le distributeur de fluide connu peut être utilisé dans un système d'injection secondaire, par exemple. Il importe alors uniquement, dans la position active, de guider un carburant réactif dans le jet de poussée d'une tuyère de poussée ou de l'empêcher de passer dans la position inactive. Etant donné que dans la mesure o il ne présente qu'un seul canal de sortie pour le fluide, le distributeur de fluide connu doit toujours effectuer une rotation complète, c'est-à-dire parcourir un angle de rotation de 360 , pour revenir dans la position de départ, le temps nécessaire au mouvement de rotation permettant de passer de la position active dans la position inactive ou inversement, doit être pris en compte comme un temps mort. Ce temps mort peut être réduit lorsque le corps rotatif présente deux canaux de sortie débouchant sur deux côtés opposés de la paroi du corps rotatif, si bien que les jets de fluide sortant des canaux de sortie exercent des moments de rotation opposés sur le corps rotatif. Lorsqu'un canal de sortie est couvert, le corps rotatif se met à osciller dans la mesure o il n'est pas maintenu par le frein dans l'une des deux positions. Un distributeur de fluide de ce type nécessite ainsi un corps rotatif avec deux canaux de sortie et un dispositif de recouvrement entourant le corps rotatif et comportant deux évidements associés aux canaux de sortie du corps rotatif. L'invention a pour objet d'indiquer un distributeur de fluide du type mentionné qui, avec un travail constructif réduit, peut être déplacé dans deux positions de rotation définies, un bon comportement dynamique, c'està-dire des temps de commutation et des temps morts réduits, devant être obtenu. Le distributeur de fluide doit en outre pouvoir être largement miniaturisé. Selon l'invention, cet objectif est atteint en ce que: a) deux butées sont prévues pour limiter la zone de rotation du corps rotatif, le corps rotatif en appui sur la première butée effectuant une rotation en direction de la deuxième butée lorsqu'il est libéré par le 1 dispositif de retenue et de libération (frein); b) il est prévu un dispositif de déviation de jet qui n'est pas relié au corps rotatif, qui se trouve en face du canal de sortie du corps rotatif, dans la direction d'écoulement du fluide, lorsque le corps rotatif est en appui sur la deuxième butée, et qui dévie dans le sens de la rotation la majeure partie du jet de fluide sortant du canal de sortie. c) il est prévu sur le corps rotatif une surface d'appui sur laquelle le jet de fluide dévié prend appui directement après sa sortie du canal de sortie, si bien que le corps rotatif libéré par le frein se déplace par rotation de la deuxième butée en direction de la première butée et y prend appui. En conséquence, dans les deux positions de rotation du corps rotatif, des moments de rotation opposés sont exercés sur ledit corps rotatif, ce moment de rotation étant, dans la deuxième position, produit par un guidage externe de l'écoulement du jet de fluide sortant du corps rotatif. Cette solution est très simple du point de vue de la construction, elle peut être très largement miniaturisée et réalisée avec peu de pièces légères, si bien qu'au total, on obtient un distributeur de fluide qui peut pivoter entre deux positions et présente un bon comportement dynamique, c'est-à-dire des temps de commutation et des temps morts courts. Le distributeur de fluide selon l'invention peut avoir de multiples applications; il peut entre autres être utilisé pour le guidage d'un missile ou le fonctionnement d'un moteur Stirling, comme cela a été dit ci-dessus ainsi que pour la commutation de valves puissantes, telles que des valves de poussée pour le guidage des missiles. Selon d'autres configurations avantageuses de 1 l'invention: - la surface d'appui est formée par une paroi du canal de sortie prolongée unilatéralement au-delà de l'orifice du canal de sortie, du c8té de la première butée; - le dispositif de déviation est réalisé sous forme de plaque de déviation; - le dispositif de déviation est réalisé sous forme de chambre devant être remplie avec le fluide sortant du corps rotatif; un actionneur (piston) devant être déplacé par le fluide sortant du corps rotatif est monté dans la chambre; - l'actionneur fait partie d'un actionneur (piston différentiel) d'une valve; - la valve est une valve à gaz chaud. Il convient à présent d'expliquer l'invention plus en détail à l'aide d'exemples de mise en oeuvre représentés sur les dessins, sur lesquels: la figure 1 représente une vue schématique, partiellement coupée d'un distributeur de fluide selon l'invention comprenant un corps rotatif pouvant pivoter entre deux positions de rotation; Les figures 2a et 2b représentent une vue en coupe du corps rotatif dans les deux positions de rotation; les figures 3a, 3b et 4a, 4b représentent schmtiqument et en coupe une valve de poussée avec un distributeur de fluide selon l'invention dans différentes positions de rotation du corps rotatif. La figure 1 représente un distributeur de fluide 1 comprenant un corps rotatif 2, un dispositif de retenue et de libération réalisé sous forme de frein 3 pour le corps rotatif 2, un générateur de gaz 4 comme source de 1 fluide et un dispositif de déviation réalisé sous forme de plaque de déviation 5. Le corps rotatif 2 est monté mobile en rotation autour d'un axe A à l'aide d'un roulement à billes 6, le roulement à billes 6 entourant un collet supérieur 7 du corps rotatif 2. Ce collet 7 est guidé dans le frein et y est relié à une plaque de friction 8 qui coopère avec des mâchoires de freinage 9. La configuration du dispositif de montage et du frein est uniquement indiquée à titre d'exemple. Un canal de fluide 10 qui dans ce cas est coaxial à l'axe de rotation A et communique sur le côté inférieur du corps rotatif 2 avec une ouverture 11 du générateur de gaz 4 est prévu dans le corps rotatif 2. Ce canal de fluide 10 se prolonge au-dessous du collet 7 du corps rotatif 2 par un canal de sortie 12 qui s'étend à peu près perpendiculairement à l'axe de rotation A et débouche sur la paroi latérale du corps rotatif 2 dans une ouverture 13. Comme le montre les figures2aet 2b,deux butées 14 et 15 qui limitent la zone de rotation du corps rotatif, sont en outre prévues pour le corps rotatif 2. Dans le cas présent, le corps rotatif a une section transversale qui a la forme d'un oval allongé coupé, si bien que les butées 14 et 15 coopèrent directement avec la paroi latérale du corps rotatif. Bien entendu, d'autres solutions peuvent être ici également envisagées. Il convient d'expliquer plus en détail le mode de fonctionnement du distributeur de fluide 1àl'ai desffires 2a et 2b. Sur la figure 2a, le corps rotatif 2 est représenté dans la première position de rotation dans laquelle il est en appui sur la première butée 14. Le gaz chaud qui sort du générateur de gaz 4 est acheminé par le canal de fluide 10 dans le canal de sortie 12 et il sort par l'ouverture 13 à peu près perpendiculairement à l'axe de rotation A en direction de la flèche P1 dont la direction est déterminée par l'axe longitudinal du canal de sortie 12. Comme il ressort des figures 2a et 2b., cet axe longitudinal ne coupe pas l'axe de rotation A du corps rotatif, si bien qu'il est exercé sur le corps rotatif 2 un moment de rotation qui oblige le corps rotatif à effectuer une rotation sur la figure dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, comme l'indique la flèche P2. Toutefois, si le corps rotatif 2 est retenu par le frein 3, il reste dans la position représentée sur la figure 2a. Si le frein 3 est relâché, le corps rotatif 2 tourne en direction de la deuxième butée 15 jusqu'à ce qu'il prenne appui sur cette dernière et y soit encore une fois retenu par le frein 3 de nouveau actionné. Cette position de rotation est représentée à la figure 2b. Dans cette position, le jet de fluide sortant du canal de sortie 12 rencontre la plaque de déviation 5 et est dévié dans ce cas approximativement de 90 , comme l'indique la flèche P3. Le corps rotatif 2 est réalisé de telle sorte que le jet dévié puisse prendre appui sur une surface d'appui 16 qui se raccorde à l'ouverture 13 du canal de sortie 12 sur le c8té tourné vers l'axe de rotation A. Le jet de gaz chaud sortant le long de la flèche P3 exerce maintenant un moment de rotation sur le corps rotatif 2 dans le sens des aiguilles d'une montre, comme l'indique la flèche P4. Si le frein 3 est alors relâché, le corps rotatif 2 pivote du fait de ce moment de rotation en direction de la première butée 14. La disposition et la configuration de la plaque de déviation 5, les dimensions de la surface d'appui 16 et de la zone de rotation du corps rotatif 2 sont calculées de telle sorte que du fait de ce moment de rotation dans 1 le sens des aiguilles d'une montre, le corps rotatif 2 effectue une rotation jusqu'à la première butée 14 o il est de nouveau retenu à l'aide du frein 3. Ce jeu alternatif peut alors être répété à volonté. Le fluide sortant du canal de sortie 12 peut être utilisé dans les deux positions de rotation du corps rotatif, par exemple pour le guidage d'un missile, pour le déplacement d'un actionneur ou analogue. Sur les fige, 3a,3bet4a, 4b, le distributeur de fluide décrit est utilisé en liaison avec une valve de poussée puissante 21 pour le guidage d'un missile. Cette valve de poussée présente un bottier 22 avec une chambre de piston 23 dans laquelle un piston différentiel 24 composé d'un piston 25 et d'une tige de piston 26 est monté de manière à pouvoir être déplacé. La chambre de piston 23 est composée d'une chambre de piston inférieure et supérieure 27 et 28, le piston 25 étant placé dans la chambre inférieure de piston 27 et la tige de piston 26 dépassant dans la chambre supérieure de piston 28. La tige de piston 26 comme le pistpn 25 glissent dans des guidages d'étanchéité 29 et 30.I La chambre inférieure de piston 27 est prolongée par un collet 31 muni d'un alésage 32 qui fait directement face au canal de sortie 12 du corps rotatif 2 lorsque le corps rotatif 2 prend appui sur la deuxième butée 15. L'axe médian de l'alésage 32 se trouve dans l'axe longitudinal L du piston différentiel 24 qui est simultanément l'axe de glissement. Cet axe longitudinal est également l'axe médian d'une tuyère de poussée 33 qui débouche dans la chambre supérieure de piston 28. L'ouverture de la tuyère de poussée 33 dans la chambre de piston 28 est entourée par un renflement d'appui 34 sur lequel la surface terminale de la tige de piston 26 peut prendre appui, comme le montre la figure 3, si 1 bien qu'une surface annulaire libre 35 subsiste encore à l'extérieur du renflement d'appui 34. Un alésage 36 par lequel du gaz chaud G est introduit dans la chambre supérieure de piston 38, débouche latéralement dans ladite chambre. Le dispositif représenté fonctionne comme suit: Lorsque le corps rotatif 2 est dans la position de la figure 3a, du fluide est injecté à partir du canal de sortie du corps rotatif 2 par l'alésage 32 dans la chambre inférieure de piston 27, le piston différentiel 24 étant ainsi poussé vers le haut jusqu'à ce que sa surface terminale libre repose contre le renflement d'appui 34. Le gaz chaud G est ainsi bloqué et il ne peut pas sortir de la tuyère de poussée 33, étant donné que la force qui agit sur la surface annulaire 35 du piston différentiel par l'intermédiaire du gaz chaud G est inférieure à la force qui est exercée par le fluide sur la surface de fond inférieure du piston 25. Lorsque la chambre de piston 27 est remplie, du fluide supplémentaire ne peut pas y entrer. Comme le montre la figure 3b, le jet de fluide est ensuite dévié de 90 le long de la flèche P3'. La chambre de piston 27 remplie et le collet 31 assurent ainsi la fonction de la plaque de déviation 5 représentée à la figure 2. Le jet de fluide dévié s'appuie de nouveau sur la surface d'appui 16 du corps rotatif 2 et exerce sur ledit corps rotatif un moment de rotation agissant dans le sens des aiguilles d'une montre. Lorsque le corps rotatif est libéré par le frein non représenté, il effectue une rotation jusqu'à la butée 14 o il est de nouveau retenu. Cette position est représentée à la figure 4a. Dans cette position, le fluide sortant du corps rotatif 2 le long de la flèche Pi' passe sur le c8té du collet 31. 1 Dès que pendant le pivotement du corps rotatif 2, la force exercée par le fluide sur le piston 25 devient plus faible que la force qui agit par l'intermédiaire du gaz chaud G sur la surface annulaire libre 35, le piston différentiel 24 est poussé vers le bas sur la figure 4. Le fluide se trouvant dans la chambre de piston 27 est expulsé de la chambre de piston et il s'écoule vers l'extérieur par l'alésage 32 le long de la flèche P5. Cet écoulement peut en outre être utilisé pour soutenir le mouvement pivotant du corps rotatif 2. Sa paroi latérale qui fait face à l'ouverture du collet 31 est munie à cet effet d'une surface de guidage 37 sur laquelle passe le fluide expulsé de la chambre de piston 27 en exerçant ainsi un moment de rotation sur le corps rotatif qui soutient son mouvement pivotant en direction de la première butée 14. Lorsque le piston 25 touche le fond de la chambre de piston 27, la tuyère de poussée 33 est complètement libérée, si bien que du gaz chaud G sort de la chambre supérieure de piston 28 pour pénétrer dans la tuyère de poussée 33 d'o il ressort. Le jet de poussée peut ensuite être utilisé pour le guidage d'un missile. Lorsque le frein du corps rotatif 2 est de nouveau relâché, le corps rotatif pivote de nouveau dans la position représentée à la figure 3a et le jeu alternatif peut être répété. Le soutien mentionné du mouvement pivotant du corps rotatif 2 par le fluide sortant de la chambre inférieure de piston 27 peut également être obtenu par une arête de retenue 38 qui est représentée en trait interrompu sur la figure 4b. Pendant le pivotement du corps rotatif 2, le fluide sortant du canal de sortie 12 heurte cette arête de retenue, si bien que le moment de rotation agissant sur la surface d'appui 16 est maintenu plus longtemps. Une arête de retenue 38 de ce type peut également être prévue lorsque le mouvement pivotant du corps rotatif n'est pas soutenu par le reflux du fluide, ce qui est possible dans d'autres cas. REVENDICATIONS 1. Distributeur de fluide comprenant un corps rotatif qui est monté en rotation autour d'un axe et présente un canal de fluide communiquant avec une source de fluide ainsi qu'un canal de sortie qui se raccorde audit canal de fluide, qui débouche sur la paroi latérale du corps rotatif et par lequel du fluide sort sous forme de jet de fluide dans une direction ne coupant pas l'axe de rotation du corps rotatif de telle sorte que le corps rotatif soit entratné en rotation, le distributeur comprenant également un dispositif de retenue et de libération du corps rotatif destiné à retenir le corps rotatif dans une position de rotation fixe et à libérer le corps rotatif de cette position de rotation, caractérisé par le fait que: a) deux butées (14, 15) sont prévues pour limiter la zone de rotation du corps rotatif (2), le corps rotatif (2) en appui sur la première butée (14) effectuant une rotation en direction de la deuxième butée (15) lorsqu'il est libéré par le dispositif de retenue et de libération (frein 3); b) il est prévu un dispositif de déviation de jet (5, 31) qui n'est pas relié au corps rotatif, qui se trouve en face du canal de sortie (12) du corps rotatif (2), dans la direction d'écoulement du fluide, lorsque le corps rotatif (2) est en appui sur la deuxième butée (15), et qui dévie dans le sens de la rotation la majeure partie du jet de fluide sortant du canal de sortie (12). c) il est prévu sur le corps rotatif (2) une surface d'appui sur laquelle le jet de fluide dévié prend appui directement après sa sortie du canal de sortie (12), si bien que le corps rotatif (2) libéré par le frein (3) se déplace par rotation de la deuxième butée (15) en direction de la première butée (14) et y prend appui. 2. Distributeur de fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'appui est formée par une paroi du canal de sortie (12) prolongée unilatéralement au-delà de l'orifice (13) du canal de sortie (12), du c8té de la première butée (14). 3. Distributeur de fluide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de déviation est réalisé sous forme de plaque de déviation (5). 4. Distributeur de fluide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de déviation (31, 27) est réalisé sous forme de chambre (27, 31) devant être remplie avec le fluide sortant du corps rotatif (2). 5. Distributeur de fluide selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un actionneur (piston 25) devant être déplacé par le fluide sortant du corps rotatif (2) est monté dans la chambre (27). 6. Distributeur de fluide selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'actionneur (25) fait partie d'un actionneur (piston différentiel 24) d'une valve (21). 7. Distributeur de fluide selon la revendication 6, caractérisé en ce que la valve (21) est une valve à gaz chaud.