Brevet FR2684162A1 — publié le 19930528

CLAPET A MEMBRANE ELASTIQUE DESCRIPTION L'invention se rapporte à un clapet à membrane élastique. Il existe de nombreux genres de dispositifs pour fermer un conduit de fluide. On peut citer les vannes classiques comprenant des parties mécaniques mobiles en rotation ou à boisseau conique mobile radialement à travers le conduit. Ces dispositifs ont toujours une taille minimale non négligeable et imposent des moyens d'étanchéité qui les rendent difficiles à laver parfaitement, ce qui les rend inutilisables pour certaines applications comme le dosage précis de petites quantités de liquide en laboratoire. D'autres dispositifs sont constitués par les vannes péristaltiques qui pincent le conduit pour le fermer, ce qui impose l'emploi d'un conduit souple mais n'est pas toujours possible ni souhaité. Enfin, on connaît des manchettes annulaires élastiques et disposées sur la paroi interne du conduit, derrière lesquelles débouche une alimentation en fluide.La manchette est gonflée par l'arrivée de fluide sous pression pour former un pincement au centre du conduit. Ces dispositifs ont eux aussi une taille minimale. L'invention est relative à un autre genre de clapet composé en particulier d'une membrane élastique, mais qui est ici plane au repos et tendue dans un second conduit qui débouche dans celui qui est à obturer ; la membrane est située près de ce conduit de manière à y pénétrer et à s'étaler dans toute sa section transversale quand elle est déformée par gonflage. Le bord de la membrane est souvent encastré dans le second conduit. On peut concevoir d'utiliser une bague engagée dans le second conduit et qui presse ce bord contre une portée d'appui sur le second conduit. Le second conduit peut être pourvu d'un bord arrondi entre une portée d'appui du bord de la membrane et une section de jonction au conduit à obturer. On va maintenant passer aux commentaires des figures suivantes annexées à titre i Ilustratif et non limitatif qui représentent quelques réalisations de l'invention : - la figure 1 est une vue d'un clapet, - la figure 2 illustre l'utilisation du clapet, et - la figure 3 illustre une autre application. Le clapet de la figure 1 est établi dans un bLoc 1 formé d'une première partie 2 et d'une seconde partie 3 jointes par collage à un plan de joint 4. Le canal 5 à obturer a une section semi-circulaire et débouche sur le plan de joint 4, auquel appartient un diamètre de chacune de ses sections. Il est creusé dans la première partie 2. L'autre partie 3 comporte un conduit de commande 6 qui y est creusé et comporte un lamage 7 de plus grand diamètre et qui s'arrête non loin du plan de joint 4 en formant une portée plane 8. Le conduit de commande 6 continue à partir de la portée pLane 8 par un rebord arrondi 9 qui s'incurve progressivement pour prendre finalement une forme cylindrique en atteignant le plan de joint 4 ; son diamètre est alors égal à celui du canal 5, dans lequel i I débouche. Une bague 10 est engagée dans le lamage 7 et maintenue par un collage ou par un engagement à force. Elle comporte un orifice 11 de passage d'air comprimé et un rebord inférieur 12 qui s'appuie contre la portée plane 8. Une membrane 13 plane au repos et circulaire est cependant encastrée entre eux à sa périphérie et obture le conduit de commande 6. Quand de l'air comprimé est donné d'une alimentation non représentée, elle se déforme grâce à son élasticité, touche le rebord arrondi 9, se moule contre lui et s'enfonce dans le canal 5 jusqu'à finalement toucher sa paroi semicirculaire et l'obturer complètement. Dans la vue en coupe de la figure 1, le raccordement du canal 5 et du conduit de commande 6 ne comporte aucune discontinuité é il n'en est pas de même pour d'autres sections, de sorte que la membrane 13 se déforme quelque peu en direction longitudinale dans le canal 5, mais les déformations restent modérées.Quand la pression d'air comprimé est interrompue, la membrane 13 revient en position plane. La bague 10 peut aussi être engagée dans le lamage 7 de sorte qu'elle puisse en être retirée, ce qui permet de remplacer la membrane 13. Un exemple d'utilisation de ce clapet est donné sur la figure 2. Deux systèmes à membrane 13a et 13b sont placés à deux emplacements du canal 5, entre lesquels s'étend un conduit 16 joignant le canal 5 au contenu d'un cylindre de prélèvement 17 attaché à un piston de prélèvement 18 qui est relié par une barrette 19 à un piston de commande 20 coulissant dans un cylindre de commande 21. Le circuit de commande pneumatique comprend, relié à une source 22, deux groupes de conduit 23 et 24 dont le premier se ramifie vers un conduit de commande 6a disposé vers L'origine 25 du canal 5 ainsi que vers la chambre du cylindre de commande 21 sous le piston de commande 20, alors que L'autre groupe 24 se ramifie dans le conduit de commande 6b situé vers l'issue 26 du canal 5 et dans la chambre du cylindre 21 sur le piston de commande 20.Le bloc 1 comprend ici une troisième partie 27 plaquée sur la deuxième partie 3, dont la hauteur est juste suffisante pour recevoir les bagues 10a et 10b. Ce dispositif est utilisé pour le dosage de quantités constantes d'un liquide qui remplit le canal 5, le conduit 16 et la chambre du cylindre 17 sur le piston de prélèvement 18. Un cycle de dosage consiste en une opération de prélèvement dans laquelle la pression d'air comprimé est donnée dans le groupe 24 pour abaisser les pistons 18 et 20 tout en fermant le clapet de sortie (celui de la membrane 13b) : le liquide est aspiré par l'origine 25 dans le cylindre 17. La pression est ensuite donnée dans le groupe 23 pour relever les pistons 18 et 20 tout en fermant le clapet d'entrée (celui de la membrane 13a) : le liquide remplissant le cylindre de prélèvement 17 est repoussé vers le canal 5 et un volume correspondant à La cylindrée est rejeté par L'issue 26 et prélevé. Dans cette réalisation, un avantage essentiel du clapet est la facilité de commande pour permettre de doser une quantité invariable de liquide. Dans la réalisation de la figure 3, où le canal 5 unique est remplacé par un canal distributeur 29 composé d'une branche d'entrée 30 et de ramifications 31, un clapet à membrane 13 est situé sur la branche d'entrée 30 et sur chacune des ramifications 31. Les conduits non représentés de commande permettent de fermer séparément chacun des clapets. On peut donc faire parvenir du liquide originaire de la branche d'entrée 30 à une quelconque des ramifications 31. Ce circuit hydraulique peut aussi être utilisé comme collecteur : chaque ramification 31 est reliée à un liquide particulier et la branche unique aboutit à un récipient de prélèvement ou de mélange. L'avantage du clapet à membrane est qu'il peut être étabLi sur des conduits extrêmement fins et qu'il n'occupe lui-même qu'une petite place, c'est-à-dire que le volume compris entre le clapet de la branche unique et chacun des clapets des ramifications 31 est négligable et qu'il est donc souvent possible en pratique de négliger les mélanges de liquide produits à la jonction des ramifications 31. Un autre avantage fondamental des clapets est qu'il est très facile de laver les canaux et en même temps la face de la membrane 13 tournée vers eux ainsi que le raccordement comprenant en particulier le rebord arrondi 9. Enfin, les clapets peuvent être comme on l'a vu facilement incorporés à des systèmes hydrauliques et pneumatiques complexes formés de l'empilement de différentes couches jointes entre elles par un collage ou autrement. REVENDICATIONS 1. Clapet destiné à fermer un premier conduit (5) creusé dans un bloc (1), caractérisé en ce qu'il se compose d'un second conduit (6) creusé dans le bloc (1), débouchant dans le premier conduit (5) et relié à une alimentation (23, 24) en fluide comprimé, et d'une membrane élastique (13) tendue dans le second conduit (6) et plane au repos, de manière à l'obturer, et près du premier conduit (5). 2. Clapet suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le second conduit (6) comporte un bord arrondi (9) entre une portée d'appui (8) du bord de la membrane (13) et une section de jonction au premier conduit (5). 3. Clapet suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une bague (10) engagée dans le second conduit (6) pour presser le bord de la membrane (13) contre une portée d'appui (8) sur Le second conduit (6). 4. Clapet suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bloc (1) est composé de deux parties (2, 3) jointes par un plan de joint (4), le premier conduit (5) étant creusé dans une des parties (2) et étant de section semi - circulaire, chaque section du premier conduit (5) ayant un diamètre inclus dans le plan de joint (4), le second conduit (6) étant creusé dans l'autre partie (3)