Brevet FR2659417A1 — publié le 19910913

DISPOSITIF ROTATIF DE RACCORDEMENT SELECTIF ENTRE UNE SOURCE DE FOURNITURE D'UN FLUIDE SOUS PRESSION RELATIVE ET DES VOIES DE DISTRIBUTION La présente invention est relative aux circuits de circulation de fluides sous pression relative. Par fluides, il convient de considérer les gaz, les liquides, mais aussi les substances ou produits pulvérulents, voire granuleux. L'invention vise, plus précisément, le problème du transfert d'un tel fluide entre un premier circuit et l'un quelconque de plusieurs circuits secondaires devant être alimentes, de façon individuelle ou groupée, selon une loi prédéterminée de répartition, de distribution ou de permutation. Par premier circuit, il convient de considérer toute source de fourniture ou de production d'un fluide sous pression relative, qu'il s'agisse d'un circuit au premier sens du terme, d'un générateur de fluide ou, encore, d'une capacité tampon intermédiaire. Par circuit secondaire, il faut entendre toute gaine, canalisation, manche, conduit, voie d'admission assumant une circulation ou, encore, une sous-distribution ultérieure en direction d'enceintes d'utilisation ou de transformation du fluide. A titre d'application industrielle préférée, il convient de citer les circuits de ventilation de locaux, d'enceintes ou de chambres ou, encore, Le transfert de fluides entre des ensembles de traitement, de réaction ou de mélange entrant dans un processus industriel. Il peut être considéré que la technique antérieure a proposé différents moyens pour assurer la répartition, la distribution sélective ou, encore, la permutation entre différentes voies, d'un fluide issu d'une source. Des commandes manuelles ou hydrauliques font, généralement, intervenir le déplacement de clapets ou de tiroirs interposés entre la source de distribution et les voies à alimenter de façon sélective. Toutes les techniques actuelles ne proposent, en fait, que des unités de distribution sélective particulièrement onéreuses à fabriquer et à entretenir et qui ne sont applicables qu'à des circuits de faibles sections de passage. De tels moyens ne sont pas appropriés au raccordement sélectif, à la distribution ou à la permutation entre des voies, gaines ou canalisations de relativement grande section, telles que celles généralement retenues, notamment pour les circuits de ventilation de Locaux. Par ailleurs, les dispositifs connus engendrent des pertes de charge certaines, nuisibles pour la bonne circulation et le bon usage du fluide transféré. De telles pertes de charges sont aussi, généralement, génératrices d'un bruit parasite qui est rédhibitoire dans de nombreuses applications. La présente invention vise, justement, à résoudre les probLèmes ci-dessus en proposant un nouveau dispositif de raccordement sélectif, entre une source de fourniture d'un fluide sous pression relative et l'une quelconque de plusieurs voies de distribution, à partir desquelles le fluide est, soit utilisé directement, soit transféré pour alimenter des organes d'utilisation, tels que des transformateurs d'énergie éventuels. Un objet de l'invention est de proposer un nouveau dispositif de conception simple, facile à fabriquer, à entretenir et à monter et ne générant que peu ou pas de pertes de charge et de bruits parasites dans la partie de raccordement qu'il établit entre une source et au moins une voie de distribution Un autre objet de l'invention est de proposer un dispositif de raccordement sélectif à même de permettre le raccordement entre une source de fourniture et plusieurs voies de circulation secondaires répondant, éventuelLement, à un critère d'utilisation ou d'affectation commun et devant, en conséquence, être alimentées par groupe simultanément Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le dispositif rotatif de raccordement sélectif, entre une source de fourniture d'un fluide sous pression relative et des voies de distribution, est caractérisé en ce qu'il comprend :: - un plateau répartiteur présentant, pour le montage des voies, des lumières traversantes qui sont pourvues, sur une des faces du plateau, de moyens de montage individuel des voies et qui s'ouvrent, sur la seconde face du plateau, dans le plan d'une plage annulaire formant glace, en étant réparties sur tout ou partie d'au moins un lieu géométrique circulaire de rayon R et de centre O, - un conduit de raccordement sélectif possédant une première partie terminale, dite d'entrée, qui est montée tournante dans un palier dont l'axe de rotation x-x' passe par le centre O et qui est raccordée à la source par un joint tournant et une seconde partie terminale, dite de sortie, qui définit au moins un orifice s'ouvrant face à la glace et dont le centre C est décalé par rapport à l'axe de rotation d'une mesure M égale au rayon R, - des moyens adaptés sur la partie terminale de sortie pour son raccordement étanche avec l'une quelconque des lumières, - et des moyens moteurs capables d'entraîner le conduit en rotation sur l'axe du palier. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non Limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe-élévation schématique d'un exemple de réalisation du dispositif selon L'invention. La fig. 2 est une coupe transversale prise sensibteinent selon la ligne Il-Il de la fig. 1. La fig. 3 est une vue en plan partielle prise, à échelle différente, selon la ligne III-III de la fig. 2. La fig. 4 est une coupe-élévation illustrant une variante de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 5 est une coupe-élévation partielle montrant, à plus petite échelle, une autre forme d'exécution de l'un des éléments constitutifs de l'objet de L'invention. La fig. 6 est une coupe transversaLe prise selon la ligne VI-VI de la fig 5. La fig. 7 est une élévation partiel Le, analogue à la fig 6, mais illustrant une variante de réalisation. Selon L'exemple de réalisation, illustré par les fig. 1 et 2, le dispositif rotatif de raccordement sélectif, désigné dans son ensemble par La référence 1, est destiné à être interposé entre une source 2 et au moins deux voies de distribution 3a, 3b. La source 2 peut être constituée par une canalisation principale 4 parcourue par un fluide sous pression quelconque, produit par toute installation appropriée. Cette source 2 peut aussi être constituée, le cas échéant, par une capacité 5, par exemple du type tampon, alimentée par toute installation appropriée et à partir de laquelle le fluide sous pression relative, stocké temporairement, doit être prélevé pour être distribué à l'une ou à l'autre voie 3a, 3b, en vue de son utilisation ou de sa transformation. Pour cette raison, les voies 3a, 3b sont dites secondaires par rapport à l'éventuelle voie principale constituée par la canalisation 4. Il doit être considéré que le dispositif 1 peut être prévu pour assurer le raccordement sélectif entre la source 2 et plus de deux voies 3. Le dispositif rotatif selon l'invention comprend, tout d'abord, un plateau 6 présentant des lumiéres traversantes 7a, 7b qui sont prévues en un nombre égal au nombre de voies 3. Les lumières traversantes 7 présentent, de préférence, une section droite transversale circulaire pour des raisons d'établissement d'un meilleur écoulement du fluide sous pression relative. Le plateau 6 peut être réalisé en toute matière appropriée, tenant compte des caractéristiques de nécessaire compatibilité avec te fluide à distribuer. Le plateau 6 est, généralement, pourvu de moyens de fixation, d'adaptation ou de suspension, à même de lui conférer une position fixe pour des raisons qui ressortent de ce qui suit. Chaque lumière 7 est pourvue, sur l'une des faces du plateau 6, par exemple la face 61 de moyens 8 de montage des voies 3 qui peuvent être constituées par des manches souples, semi-souples ou rigides ou, encore, par des canalisations en toute matière appropriée, préconformées ou non. Les lumières 7 s'ouvrent sur la seconde face 62 du plateau 6, de manière à être situées dans une plage annulaire P, telle que schématisée en traits mixtes à la fig. 2, et qui peut présenter un état de surface poli à la manière d'une glace de distributeur rotatif. Les orifices des lumières 7 sont implantés dans la plage P en étant répartis sur tout ou partie d'au moins un lieu géométrique circulaire L, caractérisé par un rayon R de centre 0.Dans le cas présent, les orifices des lumières 7a et 7b sont implantés sur un seul lieu géométrique circulaire qu'elles occupent sur une plage angulaire or voisine de 1200. IL doit, bien entendu, être considéré que des lumières 7 pourraient être ménagées dans le plateau 6, de manière que les orifices correspondants soient répartis sur toute la longueur du lieu géométrique circulaire L en étant équidistants ou non. Le dispositif rotatif de raccordement sélectif 1 comprend, par ailleurs, un conduit de raccordement sélectif 10, de préférence de forme générale cylindrique. Le conduit 10 comprend une première partie terminale 11, dite d'entrée, qui est montée, par l'intermédiaire d'un palier 12, sur un support 13 constitutif ou non de la source 2 et qui occupe une position fixe par rapport au plateau 6 lié au support 13 par une ou des joues entretoises 13'. Le palier 12 est placé de telle manière que son axe de rotation x-x' passe par le centre 0 du lieu géométrique circulaire L. La partie terminale d'entrée Il est montée de manière à pouvoir tourner dans le palier 12 qui est associé à un joint tournant 14 assurant le raccordement entre la partie terminale Il et la source 2.Le joint tournant 14 peut donc être porté par la canalisation principale 4 ou, encore, par la paroi ou La structure de l'enceinte 5. Le conduit de raccordement 10 comporte une seconde partie terminale 15, dite de sortie, qui définit au moins un orifice 16 s'ouvrant face à la glace ou plage annulaire P. A cette fin, l'orifice 16 possède un centre C qui est décalé latéralement, par rapport à l'axe x-x', d'une mesure M égale au rayon R définissant le lieu géométrique circulaire L. Le conduit 10 possède une longueur axiale I choisie pour que L'orifice 16 soit placé parallèlement à très faible distance de la face 6z pour affleurer la plage P, une telle distance axiale l étant, de préférence, au moins égale au rayon R.Un tel rapport de longueur permet de réaliser le conduit de raccordement en lui imposant, entre les parties terminales 11 et 15 et la partie centrale commune 17, deux angles d'inflexion alternés de valeur acceptable pour l'établissement et le maintien de conditions de circulation réduisant, sinon supprimant, les bruits parasites découlant du passage d'un fluide à travers le dispositif 1. Le conduit 10 comporte, en relation avec sa partie terminale de sortie 15, des moyens de raccordement étanche entre l'orifice 16 et l'une quelconque des lumières 7a et 7b. Ces moyens 18 peuvent consister en un joint annulaire 19 gonflable à distance par commande manuelle ou automatique et dont la section est amenée à se développer entre une collerette 20 de La partie terminale 15 et la face 62, plus particulièrement la plage P de cette dernière. A cette fin, le joint 19 peut donc être porté par la collerette 20 ou, encore, par la plage 62. Un autre exemple de réalisation des moyens d'étanchéité 18 est illustré par la fig. 1. Selon cette variante, la collerette 20, qui porte le joint 19, est solidaire d'un manchon 21 monté mobile sur La partie terminale 15. Des moyens 22 sont associes au manchon 21 pour commander, en synchronisme avec la rotation possible du conduit 10 sur l'axe x-x', le déplacement du manchon 21, pour éloigner ou rapprocher le joint 19 de la plage P. De tels moyens 22 font, par exemple, intervenir, tel qu'illustré par les fig. 1 et 3, une clavette ou une goupille 23 coopérant avec une rainure 24 présentée par Le manchon 21 qui est ainsi immobiLise angulairement, mais libre de coulisser axialement sur La partie terminale 15.Les moyens 22 comprennent, également, au moins un organe éLastique 25 agissant sur le manchon 21, de manière à provoquer toujours le déplacement de ce dernier dans le sens où le joint 19 est pressé contre la plage P. Les moyens 22 comprennent, également, une barrette suiveuse 26 destinée à coopérer, de façon constante sous l'action du ressort 25, avec une came 27 portée par la face 62 du plateau 6. La came 27 constitue un chemin concentrique au lieu géométrique circulaire L, couvrant au moins la plage angulaire a et pouvant être situé extérieurement ou intérieurement audit lieu géométrique. La came 27 comporte un profil rectiligne 28, dit d'effacement, et un profil rectiligne 29, dit d'extension, lesquels sont raccordés par des rampes inclinées 30. La barrette 26 assume une fonction de patin amené, par l'action de l'organe 25, à suivre le profil 28 ou 29 et/ou les rampes 30.De préférence, comme cela est illustré par la fig. 3, la barrette 26 s'étend sur une longueur supérieure au diamètre de ta partie terminale 15, de manière à pouvoir anticiper la commande d'effacement du joint 19, chaque fois que Le conduit 10 est déplacé angulairement, en vue d'être permuté d'une voie 3 à l'autre ou à une autre. Le dispositif 1 comporte, par ailleurs, des moyens moteurs 31 capables d'entraîner le conduit 10 en rotation angulaire sur la plage a. Ces moyens moteurs comprennent, par exemple, une commande manuelle 32 pouvant être portée par le plateau 6, de manière à engager une prise d'entraînement 33 montée sur le conduit 10, de façon à être coaxiale à l'axe x-x'. Les moyens moteurs 31 peuvent aussi comporter un moteur électrique ou analogue 34, éventuellement pourvu d'une roue codeuse 35 contrôlant l'alimentation du moteur 34 en fonction de positions angulaires prédéterminées devant être conférées au conduit 10 pour qu'il soit immobilisé dans l'une ou l'autre de deux positions dans lesquelles L'orifice 16 est en exacte coincidence avec l'une ou L'autre des lumières 7. Le moteur 34 peut attaquer directement la prise d'entraînement 33 ou, encore, être monté en satellite sur la commande manuelle, par l'intermédiaire d'un train d'engrenages 36 notamment. Une disposition, comme décrite en référence aux fig 1 et 2, peut être envisagée lorsque le nombre de Lumières 7 ou de voies 3 limite la plage angulaire a d'amplitude de déplacement du conduit 10. Lorsque des lumières 7 sont établies pour couvrir toute la circonférence du lieu géométrique circulaire L, les moyens 31 peuvent, par exemple, consister en un moteur électrique 34 attaquant, par un pignon 37 d'entraînement et un pignon 38 intermédiaire, une prise d'entrainement 331 constituée par une couronne montée à la manière d'une frette sur la partie terminale 11. Par les moyens ci-dessus, il devient ainsi possible de déplacer angulairement le conduit 10, toujours en relation avec la source 2, pour placer L'orifice de sortie 16 en relation avec l'une des deux lumières 7a ou 7b, afin de raccorder la source 2 à la voie 3a ou 3b correspondante. Une permutation ou un raccordement sélectif peut intervenir par commande à distance en agissant sur les moyens moteur 31. La description qui précède et l'analyse des figures annexées, permettent de constater que le dispositif rotatif est de construction simple, autorisant un montage, un démontage et un entretien aisés. La commande automatique des moyens d'étanchéité 18 permet, en outre, de procéder à une commande de permutation sans intervenir sur les moyens 18 dont le joint 19 est préservé dans son intégrité, en étant soustrait à un glissement relatif par rapport au plateau 6 immobile. Dans l'exemple de réalisation selon la fig. 1, la plage annulaire P est comprise dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation x-x' et constituant le plan du plateau 6. La fig. 4 met en évidence une variante de réalisation consistant à conformer le plateau 6 de manière que la plage P constitue une portée annulaire de forme tronconique, d'angle au centre situé sur l'axe x-x' et ouvert en direction de la source 2. Une telle conformation permet de simplifier la forme de réalisation du conduit 10 en supprimant la zone d'inflexion entre la partie terminale 15 et la partie commune 17. Une telle forme de construction est avantageuse pour l'établissement et le maintien d'un régime de circulation plus laminaire, ainsi que pour L'atténuation, sinon la suppression, des bruits de circulation parasites. Les fig. 5 et 6 montrent une autre forme de réalisation dans laquelle les voies 3 sont établies en ensembles groupés en raison de critères d'alimentation communs. Selon l'exemple illustré, le plateau 6 présente trois ensembles E1, E2 et E3 comprenant chacun deux lumières 7a1 et 7b1 raccordées à deux voies 3a et 3b. Les différents ensembles E sont composes de semblable manière et couvrent une plage angulaire a de 1800. Une disposition différente pourrait, bien entendu, être retenue, en fonction du nombre d'ensembles E. Dans l'exemple illustré, chaque ensemble E est composé de deux lumières 7 qui sont alignées radialement en étant disposées sur deux lieux géométriques La et Lb concentriques au centre 0. Dans un tel exemple, la partie terminale 15 du conduit 10 est alors conformée pour comporter deux branches 40a et 40b dont les orifices 41a et 41b sont disposés en respect des règles de construction précédentes, mais de telle manière qu'ils correspondent à l'implantation des lumières 7 de chaque ensemble E. Ainsi, sur la base de l'exemple illustré par les fig. 5 et 6, un seul conduit 10 est à même d'assurer le raccordement sélectif entre deux lumières 7a et 7b d'un même ensemble E et d'autoriser une permutation d'un ensemble à un autre par rotation sur l'axe x-x'. La fig. 7 montre une variante de réalisation dans laquelle chaque ensemble E est constitué par n lumières 7, par exemple deux, qui sont établies sur un même lieu circulaire L. Dans un tel cas, les branches 40a et 40b du conduit 10 sont réalisées pour que les orifices 41a et 41b s'ouvrent sur le ême lieu géométrique circulaire. Il doit être considéré qu'outre la fonction de permutation ou de distribution sélective, le dispositif rotatif de L'invention peut assumer une fonction de sectionneur. En effet, il est possible de commander la rotation angulaire du conduit 10, de manière à placer le ou les orifices 16 ou 41 face au plateau 6, en dehors des lumières 7, de telle manière qu'après application et écrasement des joints 19 une étanchéité de fermeture soit établie pour isoler la source 2. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Dispositif rotatif de raccordement sélectif, entre une source de fourniture d'un fluide sous pression relative et des voies de distribution, caractérisé en ce qu'il comprend - un plateau répartiteur (6) présentant, pour le montage des voies (3), des lumières traversantes (7) qui sont pourvues, sur une des faces du plateau, de moyens (8) de montage individuel des voies et qui s'ouvrent, sur la seconde face du plateau, dans le plan d'une plage annulaire (P) formant glace, en étant réparties sur tout ou partie d'au moins un lieu géométrique circulaire CL) de rayon (R) et de centre (0), - un conduit de raccordement sélectif (10) possédant une première partie terminale (11), dite d'entrée, qui est montée tournante dans un palier (12) dont l'axe (x-x') de rotation passe par le centre (0) et qui est raccordée, par un joint tournant (14), à la source (2) et une seconde partie terminale (15), dite de sortie, qui définit au moins un orifice (16) s'ouvrant face à la glace et dont le centre (c) est décalé par rapport à l'axe d'une mesure () égale au rayon (R), - des moyens (18) adaptés sur la partie terminale de sortie pour son raccordement étanche avec L'une quelconque des lumières, - et des moyens moteurs (31) capables d'entraîner le conduit en rotation sur L'axe du palier. 2 - Dispositif rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les Lumières (7) sont groupée en au moins deux ensembles (E) comprenant chacun au moins deux lumières et en ce que le conduit comporte une partie terminale de sortie (15) définissant au moins deux orifices (41) disposés relativement pour correspondre à l'implantation des Lumières groupées de chaque ensemble. 3 - Dispositif rotatif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les lumières (7) s'ouvrent sur la glace en étant implantées sur tout ou partie d'au moins deux lieux géométriques circulaires concentriques (La, Lb). 4 - Dispositif rotatif selon L'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que te conduit présente une longueur (L) au moins égale au rayon (R) du plus grand lieu géométrique circulaire (L) d'implantation des lumières, une telle longueur (L) est voisine, par défaut, de la distance séparant le plan du plateau du support du conduit. 5 - Dispositif rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de raccordement étanche (18) est constitué, pour chaque orifice, par un joint gonflable (19). 6 - Dispositif rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de raccordement étanche est constitué, pour chaque orifice, par un joint (19) porté par un manchon (21) mobile axialement sur la partie terminale de sortie (15) et associé à des moyens (22) d'actionnement automatique en retraction-extension, commandés en synchronisme avec le mouvement de rotation imposé au conduit. 7 - Dispositif rotatif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le manchon (21) est mobile axialement, mais immobilisé angulairement, et en ce que les moyens (22) d'actionnement automatique comprennent un organe élastique (25) ant sur le manchon pour presser le joint (19) contre la glace et au moins un patin (26) coopérant avec au moins une came (27) coaxiale à l'axe de rotation (x-x') du conduit et présentant des profils (28, 29) et rampes (30) en relation avec les Lumières. 8 - Dispositif rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens moteurs (31) comprennent une prise d'entraînement en rotation (33) portée par Le conduit coaxialement à won axe de rotation (x-x') dans le palier et avec laquelle coopère un organe transformateur d'énergie.