Brevet FR2676215A1 — publié le 19921113

AIGUILLAGE DE TUYAUX COMPORTANT UN BOISSEAU A UN OU DEUX CANAUX. L'invention concerne un aiguillage de tuyaux destiné à des installations de transport pneumatique de matériaux en vrac, constitué par un carter comportant un premier raccord cylindrique et un second raccord cylindrique dont les embouchures dans la paroi intérieure du carter sont alignées, ainsi qu'un troisième raccord cylindrique, et un boisseau dans le carter, qui est monté tournant dans les couvercles latéraux du carter par l'intermédiaire d'un tourillon de rotation perpendiculaire au plan renfermant les axes des raccords, et qui comprend un canal d'écoulement cylindrique rectiligne ou deux de ces canaux d'écoulement parallèles, par l'interx Wédiaire duquel ou desquels, dans deux positions de rotation différentes du boisseau, le premier raccord peut être mis en communication, au choix avec le second ou le troisième raccord. Un aiguillage de tuyaux de ce type, dans une exécution selon laquelle le boisseau comporte deux canaux d'écoulement, est divulgué par exemple par le document DE-PS 38 17 349 Dans tous les aiguillages de tuyaux de ce type, l'axe du premier raccord, celui du canal d'écoulement, ou du premier canal d'écoulement, et l'axe du second raccord sont alignés dans la première position du boisseau Le trajet d'écoulement correspondant présente ainsi une section cylindrique continue Par contre dans la seconde position dans laquelle le premier raccord est en communication avec le troisième raccord, par l'intermédiaire du canal d'écoulement ou du second canal d'écoulement du boisseau, il apparaît entre l'embouchure côté carter du premier raccord et l'embouchure adjacente du canal d'écoulement correspondant du boisseau, une irrégularité géométrique, parce que la traversée de la paroi intérieure cylindrique du carter, par la section transversale tubulaire du raccord représentant un cylindre, et la traversée correspondante de la surface périphérique cylindrique du boisseau par le cylindre circonscrit au canal d'écoulement, conduisent, en raison de la position excentrée des axes de cylindre correspondants, à des surfaces de coupe qui ne sont pas symétriques par rapport à la génératrice, qui les partage en deux, de la surface intérieure du carter et de la surface périphérique du boisseau Pour éviter une variation brusque de section engendrée par cette dissymétrie, au moins l'une des embouchures doit de ce fait subir une opération de retouche Cela est non seulement complexe quant à la technique de fabrication, mais conduit également à une modification de la section, sinon de forme circulaire, du trajet d'écoulement, dans la première position du boisseau. Le document EP O 406 577 Ai divulgue déjà un aiguillage de tuyaux comportant un boisseau qui présente un canal d'écoulement, dans lequel le problème de l'irrégularité géométrique évoqué précédemment, est résolu par le fait que les embouchures, d'une part du premier raccord cylindrique, côté carter, et d'autre part du canal d'écoulement du boisseau dans sa seconde position, sont disposées dans une surface de coupe plane de forme elliptique qui se situe, conformément au principe de la coupe d'onglet, sur la bissectrice de l'angle formé par l'axe du raccord et l'axe du canal d'écoulement Pour obtenir un passage sans-à- coups, entre le canal d'écoulement du boisseau et le second raccord, dans la première position de rotation du boisseau, il est alors toutefois nécessaire d'effectuer dans cette zone, des adaptations de section correspondantes En outre, le boisseau ne peut pas être fabriqué en tant que pièce moulée d'un seul tenant, parce que la surface de coupe d'onglet ne peut être concrétisée que sous la forme d'un tube rapporté dans le boisseau, pour des raisons de techniques de fabrication. Le but de l'invention consiste, à partir d'un aiguillage de tuyaux du type de celui mentionné en introduction, c'est à dire comportant un boisseau à surf ace périphérique à symétrie de révolution, à trouver un mode de construction permettant d'éviter une irrégularité géométrique dans les deux positions de rotation du boisseau, au niveau de tous les raccords, sans que cela nécessite une opération de retouche coûteuse, ni de modifications des sections correspondantes dans les zones des embouchures respectives. Conformément à l'invention, ce but est atteint par le fait que la surface périphérique du boisseau présente une courbure convexe, et la surface intérieure du carter une courbure concave complémentaire, de telle sorte que les embouchures du canal d'écoulement ou des canaux d'écoulement, et les embouchures respectivement opposées des raccords, dans la surface intérieure du carter, sont, dans les deux positions de rotation du boisseau, des surfaces de coupe planes qui coïncident tout au moins sensiblement et qui sont situées chacune sur la bissectrice de l'angle complémentaire de l'angle que forment entre-elles les droites reliant le centre de la surface d'embouchure du premier raccord à celui du second raccord, et respectivement à celui du troisième raccord. Grâce à cette solution, la surface périphérique du boisseau (et de manière correspondante la surface intérieure du carter) n'est donc pas une surface périphérique cylindrique, mais une surface de forme libre dont le contour peut être déterminé à partir de relations géométriques connues, à savoir en fonction de l'angle de départ des raccords, du diamètre principal du boisseau, ainsi que du diamètre de son canal d'écoulement, et, pour autant qu'il s'agit d'un boisseau à un seul canal d'écoulement, de l'excentration de ce canal d'écoulement par rapport à l'axe central du boisseau. Un mode de réalisation préféré de l'aiguillage de tuyaux conforme à l'invention, est caractérisé en ce que la surface périphérique du boisseau et la surface intérieure du carter présentent une courbure sphérique, c'est à dire présentent un rayon de courbure constant En effet, il peut être démontré que pour la plupart des cas d'utilisation, la surface de forme libre mentionnée, peut être remplacée par une surface sphérique, avec une si bonne approximation que les écarts résiduels par rapport à l'allure exacte de la surface de forme libre, restent situés à l'intérieur des tolérances de fabrication. Dans le cas de l'aiguillage de tuyaux proposé, les embouchures des trois raccords ne sont pas situées dans des plans perpendiculaires aux axes des raccords. Les raccords représentés par des embouts de tube cylindriques peuvent de ce fait, en vue de réaliser des angles d'entrée et/ou de départ différents, être tournés chacun de 1800 autour de l'axe qui s'étend perpendiculairement à la surface de coupe de l'embouchure correspondante, sans qu'il soit nécessaire par ailleurs de modifier la géométrie du carter et/ou du boisseau. L'aiguillage de tuyaux conforme à l'invention, est représenté de manière schématique simplifiée et selon deux modes de réalisation choisis à titre d'exemple, sur les dessins annexés qui montrent: Fig 1 une coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation, dans la première position de rotation du boisseau, Fig 2 la même coupe longitudinale, dans la seconde position de rotation du boisseau, Fig 3 une coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 1, Fig 4 une coupe longitudinale d'un second mode de réalisation, dans la première position de rotation du boisseau, Fig 5 la même coupe longitudinale dans la seconde position de rotation du boisseau, et Fig 6 une coupe transversale selon la ligne VI-VI de la figure 4. Dans le cas du premier mode de réalisation de l'aiguillage de tuyaux, représenté sur les figures 1 à 3, le boisseau ne comporte qu'un seul canal d'écoulement. L'aiguillage de tuyaux se compose d'un carter ( 1) comportant les trois raccords (la, lb et lc) Un boisseau ( 2) se présentant de préférence sous la forme d'une pièce moulée d'un seul tenant, est monté tournant dans le carter ( 1), par l'intermédiaire de tourillons de rotation latéraux ( 2 a et 2 b) lvoir figure 3 l Pour tourner le boisseau est prévu un dispositif d'entraînement non représenté plus en détail et comportant un axe de rotation ( 3) qui est relié, par une liaison de transmission d'efforts, au boisseau ( 2), du côté du tourillon de rotation ( 2 b) Le boisseau ( 2) comporte un canal d'écoulement ( 2 c) cylindrique, qui, dans la première position de rotation du boisseau, conformément à la figure 1, met en communication les raccords (la) et (lb) selon un passage rectiligne, alors que dans la seconde position de rotation du boisseau, conformément à la figure 2, il met en communication les raccords (la) et ( 1 c). Pour que les embouchures respectivement face à face, d'une part du canal d'écoulement ( 2 c) dans la surface périphérique du boisseau, et d'autre part des raccords (la à lc) dans la surface périphérique du carter, coïncident entre-elles dans les positions de rotation considérées du boisseau, le mode de construction proposé satisfait à deux exigences géométriques: le grand axe de l'ellipse formée par le contour de l'embouchure considérée se situe sur la bissectrice de l'angle complémentaire ( 1) de l'angle (a) que forment entre-elles les droites (A) et (B) reliant le centre (Ml) de la surface d'embouchure du premier raccord (la) respectivement au centre (M 2) de la surface d'embouchure du second raccord (lb), et respectivement au centre (M 3) de la surface d'embouchure du troisième raccord (lc); la surface périphérique ( 2 d) du boisseau ( 2) et la surface intérieure (ld) du carter, complémentaire à la précédente, sont des surfaces de forme libre qui correspondent avec une très bonne approximation, à la surface d'une sphère dont le rayon résulte, à partir des données géométriques essentielles de l'aiguillage rotatif, de l'exigence selon laquelle les surfaces d'embouchure considérées doivent globalement être des surfaces de coupe planes pour remplir les conditions d'une coupe d'onglet. La forme tout au moins approximativement sphérique de la surface périphérique du boisseau ( 2), nécessite un carter en deux parties, le plan de joint étant confondu avec le plan du diamètre principal Aussi, conformément à la figure 3, le carter est constitué d'un corps principal ( 11) et d'un corps partiel ( 12) en forme de couvercle qui est assemblé avec le corps principal ( 11) par vissage. En raison du fait que l'on satisfait aux conditions d'une coupe d'onglet, les axes longitudinaux des raccords respectifs ne forment pas un angle droit avec les plans d'embouchure considérés Cet état de fait permet de réaliser de manière simple, notamment deux angles de départ différents, des raccords, sans être obligé de modifier par ailleurs, la géométrie du carter et du boisseau Comme le laisse entrevoir la figure 2, il est en effet par exemple possible de rendre l'axe (C) du raccord (lc), symétrique par rapport à l'axe (D) perpendiculaire au plan d'embouchure ( 10) De cette manière il est par exemple possible d'obtenir à la place d'un départ sous un angle de 450, un départ sous un angle de 900. Le mode de réalisation de l'aiguillage de tuyaux, représenté sur les figures 4 à 6, comporte dans un carter ( 1 >, un boisseau ( 2) comportant deux canaux d'écoulement ( 20 c et 21 c) parallèles L'avantage de ce mode de réalisation réside dans le fait que l'angle de rotation du boisseau doit simplement être égal à l'angle que forment entre-eux les axes des raccords (lb) et (lc). Comme le laisse entrevoir notamment la figure 5, les embouchures des canaux d'écoulement ( 20 c et 21 c) et les embouchures respectivement opposées, ici celles des raccords (la) et (lc) du carter ( 1), forment des surfaces de coupe planes, ceci par le respect des mêmes relations géométriques que celles qui ont été explicitées en rapport avec les figures 1 à 3 Pour être complet, il est à remarquer que le respect de ces conditions pour le joint entre le raccord (la) et le canal d'écoulement ( 21 c), dans la seconde position de rotation du boisseau ( 2), représentée sur la figure 5, conduit automatiquement, en raison de la symétrie de révolution du boisseau, au fait que l'autre embouchure du canal d'écoulement ( 21 c), ainsi que les embouchures du canal d'écoulement ( 20 c) et des raccords (lb et lc) satisfont aux mêmes conditions. REVENDICATIONS 1 Aiguillage de tuyaux destiné à des installations de transport pneumatique de matériaux en vrac, constitué par un carter comportant un premier raccord cylindrique et un second raccord cylindrique dont les embouchures dans la paroi intérieure du carter sont alignées, ainsi qu'un troisième raccord cylindrique, et un boisseau dans le carter, qui est monté tournant dans les couvercles latéraux du carter par l'intermédiaire d'un tourillon de rotation perpendiculaire au plan renfermant les axes des raccords, et qui comprend un canal d'écoulement cylindrique rectiligne ou deux de ces canaux d'écoulement parallèles, par l'intermédiaire duquel ou desquels, dans deux positions de rotation différentes du boisseau, le premier raccord peut être mis en communication, au choix avec le second ou le troisième raccord, caractérisé en ce que la surface périphérique ( 2 d) du boisseau ( 2) présente une courbure convexe, et la surface intérieure (ld) du carter une courbure concave complémentaire, de telle sorte que les embouchures du canal d'écoulement ( 2 c) ou des canaux d'écoulement ( 20 c, 21 c), et les embouchures respectivement opposées des raccords (la, lb, lc), dans la surface intérieure du carter, sont, dans les deux positions de rotation du boisseau ( 2), des surfaces de coupe planes qui coïncident tout au moins sensiblement et qui sont situées chacune sur la bissectrice de l'angle complémentaire (Z) de l'angle (a) que forment entre-elles les droites (A, B) reliant le centre (Ml) de la surface d'embouchure du premier raccord (la) à celui (M 2) du second raccord (lb), et respectivement à celui (M 3) du troisième raccord (lc). 2 Aiguillage de tuyaux selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface périphérique du boisseau et la surface intérieure du carter présentent une courbure sphérique, c'est à dire présentent un rayon de courbure constant.