Brevet FR2687206A1 — publié le 19930813

DISPOSITIF DE COMMANDE POUR VANNES La présente invention concerne un dispositif de commande pour vannes; elle concerne plus particulièrement un perfectionnement à ce type de dispositif. La civilisation moderne est de plus en plus consommatrice de différents produits dont certains liquides ou gazeux sont transportés dans des canalisations. Ainsi sont acheminés couramment par des canalisations enterrés ou non, voire même immergées, de l'eau potable, des eaux industrielles ou résiduaires, des liquides alimentaires, des hydrocarbures, des produits chimiques, des gaz combustibles naturels ou manufacturés, de l'air comprimé ou de l'oxygène. Ce mode de transport est idéal par l'automaticité et la souplesse de son fonctionnement, et la régularité et l'économie du service assuré. Les différents réseaux comprennent un certain nombre e vannes permettant la circulation ou l'arrêt du fluide transporté.La commande des vannes se faisant soit manuellement, soit avec une motorisation, et souvent cette dernière disposition est adaptée, car elle permet de commander les manoeuvres à distance. Les constructeurs proposent donc actuellement différentes sortes de motorisation, mais essentiellement des motorisations électriques ou pneumatiques qui, bien que déjà perfectionnées, présentent un certain nombre d'inconvénients. En effet, les motorisations électriques nécessitent l'utilisation d'un dispositif de réduction dont la construction, essentiellement mécanique comprend de nombreuses pièces, ce qui rend les installations, coûteuses et peu fiables. Par ailleurs, la motorisation pneumatique nécessite l'utilisation d'un compresseur avec ses inconvénients bien connus. La présente invention veut donc résoudre les inconvénients des motorisations actuelles des vannes et propose un dispositif de commande particulièrement simple et fiable pouvant être utilisé sur tout type de vannes. Ainsi le dispositif de commande selon l'invention, destiné à actionner la pièce mobile de fermeture et d'ouverture d'une vanne, est caractérisé en ce qu'il comprend un moteur électrique et qu'entre ce dernier et la pièce mobile de la vanne, sont disposés des moyens de transformation et des moyens d'actionnement, lesdits moyens de transformation étant destinés à transformer le mouvement de rotation en une circulation du fluide qui agit sur les moyens d'actionnement liés à la pièce mobile de la vanne. Selon une disposition avantageuse, le fluide est de l'huile, et les moyens de transformation comprennent une pompe hydraulique, par exemple du type à engrenage, actionnée par l'arbre de sortie du moteur. Selon une autre caractéristique, les moyens d'actionnement comprennent au moins un piston mobile en translation dans un cylindre contenant de l'huile et relié à la pompe. Selon une autre disposition complémentaire, le dispositif comprend des moyens de compensation permettant d'adapter la circulation d'huile aux différences de volumes, qui sont avantageusement constitués par deux boîtes à clapets, qui comprennent chacune un clapet d'échappement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les figures 1 à 4 illustrent un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention. La figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe partielle du premier mode de réalisation du dispositif. La figure 3 est une vue à plus grande échelle d'un détail. La figure 4 est une vue schématique fonctionnelle. Les figures 5 et 6 illustrent une variante de réalisation. La figure 5 est une vue similaire à la figure 1. La figure 6 est une vue schématique représentant les moyens de transformation et les moyens d'actionnement. Les figures 1 à 4 illustrent un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention, utilisé pour la commande d'une vanne (1) dont l'ouverture et la fermeture sont assurées par une pièce (2) mobile en translation verticale. Ce type de vanne étant bien connue en soi, ne sera pas décrite en détail; notons seulement que la pièce d'obturation (2) est mobile en coulissement entre une position abaissée de fermeture et une position relevée d'ouverture. La figure 1 représentant la vanne dans sa position d'ouverture, l'obturateur étant relevé. Le dispositif selon l'invention et tel que représenté, comprend un moteur électrique (3), des moyens de transformation (4) et des moyens d'actionnement (5).Les moyens de transformation (4) sont destinés à transformer le mouvement de rotation de l'arbre de sortie (6) du moteur en un déplacement d'un fluide, et par exemple d'un fluide tel que de l'huile. Les moyens d'actionnement (5) sont constitués par un piston d'actionnement (7) disposé coulissant dans un cylindre (8) étanche contenant de l'huile (9). Il comprend une tige (10) dont l'extrémité inférieure est fixée à la pièce d'obturation. Le cylindre (8) étant fixé à la vanne grâce à une embase de fixation (11) solidaire d'un étrier (12), comprend un orifice inférieur (13) et un orifice supérieur (14) permettant le passage de l'huile. Les moyens de transformation (4) sont accouplés au moteur électrique (3) et sont constitués par une pompe hydraulique (15) du type à engrenages assurant la circulation de fluide. Pour ce faire, la pompe hydraulique (15) est fixée au moteur et l'arbre de rotation (6) du moteur (3) est relié à l'un des pignons (16) de la pompe (15). Afin de compenser les différences de volumes d'huile en circulation et encaisser les surpressions, le dispositif comprend des moyens de compensation (17). A ce effet, chacune des sorties (18, 19) de la pompe (15) comprend une boîte à clapets (20, 21). Ainsi, une première boîte à clapets (20) est disposée entre la première sortie (18) de la pompe et l'orifice supérieur (14) du cylindre (8), et une deuxième boîte à clapets (21) est disposée entre la deuxième sortie (19) de la pompe et l'orifice inférieur (13) dudit cylindre (8). Chacune des boîtes à clapets (20, 21) comprend un orifice d'échappement (22) et un clapet d'échappement (23) constitué par une bille (24) sollicitée à la fermeture en appui sur son siège (25) par un ressort de compression (26). L'ensemble de transformation constitué par la pompe et les deux boîtes à clapets est entièrement immergé dans de l'huile (9) contenue dans un réservoir général (27). Par ailleurs, la première boîte à clapets (20) comprend un clapet d'admission et d'échappement (28) comprenant un orifice d'admission et d'échappement (29) et une bille (240) sollicitée à la fermeture par un ressort de faible compression (260). Ledit clapet comprend également un dispositif de pilotage (30) constitué par d'une part une liaison hydraulique (31) avec la deuxième boîte à clapets (21) et commandant, en cas de besoin, un pointeau d'actionnement (32) sollicité en position de repos, par un ressort (33). Le fonctionnement du dispositif selon le premier mode de réalisation est facile à comprendre. La rotation "R1", "R2" du moteur (3) provoque, grâce à la pompe, la circulation de l'huile dans l'ensemble du circuit qui agit sur le piston pour le déplacer en translation "T1", "T2". La rotation selon "R2" du moteur (3) provoque la translation du piston (7) selon "T1" et la vanne est ouverte. La rotation selon "R1" du moteur (3) provoque le déplacement selon "T2" du piston (7) et la vanne est alors fermée. Lors du déplacement selon "T1" du piston (7), le volume (90) d'huile en circulation selon "C1" est trop important et l'excès d'huile (90) s'échappera par les orifices (29) grâce au clapet (28) piloté par le pointeau (32) sollicité par la pression de l'huile (91) qui provoque la circulation selon "C1" de l'huile de pilotage dans la liaison hydraulique (31). Lors du déplacement selon "T2" du piston (7), le volume (91) d'huile en circulation selon "C2" est insuffisant pour constituer le volume d'huile (90) , et la dépression ainsi créée provoque le soulèvement de la bille (240) et permet l'admission de l'huile complémentaire nécessaire, par les orifices d'admission (29). Le clapet d'échappement (23) permet de jouer le rôle de soupape de sécurité et de limiteur de couple, soit quand le piston est bloqué dans sa course, soit quand les interrupteurs d'arrêt du moteur sont détériorés ou déplacés. La figure 5 illustre une variante du dispositif de commande de l'invention destiné à actionner une vanne (1') dont la pièce d'obturation (2') est pivotante autour d'un axe (XX'). Le dispositif comprend bien entendu une moteur (3'), des moyens de transformation (4') et des moyens d'actionnement (5'). Les moyens de transformation (4') sont semblables aux moyens de transformation (4) du mode de réalisation précédemment décrit, mais ne comprennent pas les moyens de compensation (17). Les moyens d'actionnement (5') sont représentés plus en détail à la figure 6 et sont constitués de deux pistons (40, 41) coulissant parallèlement dans deux logements cylindriques (42, 43) réalisés dans les boîtier principal (44). Chaque piston (40, 41) comprend deux têtes de piston (45-56, 47-48) reliées par une tige de piston, respectivement (49) et (50).Les portions en regard l'une avec l'autre des tiges de piston comprennent une succession de dents (51) formant crémaillère et destinées à coopérer avec les dents d'un pignon central d'actionnement (52). Le circuit hydraulique comprend deux boîtes à clapets (21a, 21b) similaires à la première boîte à clapets (20), mais sans le dispositif de pilotage (30, 31, 32). La mise en rotation du moteur provoque, grâce à la pompe (15), la circulation de l'huile dans l'ensemble du circuit. Le piston d'actionnement (40, 41) se déplace alors en translation contraire et entraîne en rotation dans un sens ou dans l'autre, le pignon central d'actionnement (52) couplé avec la pièce mobile d'obturation (2') de la vanne. Ladite vanne est alors ouverte ou fermée par rotation de sa pièce d'obturation (2'). Il va de soi que les moyens d'actionnement peuvent être aussi constitués par un moteur hydraulique, dans le cas d'une motorisation d'une vanne à fermeture et ouverture du type à vis. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande destiné à actionner la pièce mobile de fermeture et d'ouverture d'une vanne, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur électrique et qu'entre ce dernier et la pièce mobile de la vanne, sont disposés des moyens de transformation (4, 4') et des moyens d'actionnement (5, 5'), lesdits moyens de transformation étant destinés à transformer le mouvement de rotation "R1", "R2" en une circulation du fluide (9) qui agit sur les moyens d'actionnement (5, 5') liés à la pièce mobile (2, 2') de la vanne (1, 1'). 2. Dispositif de commande destiné à actionner la pièce mobile de fermeture et d'ouverture d'une vanne, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide (9) est de l'huile. 3. Dispositif de commande destiné à actionner la pièce mobile de fermeture et d'ouverture d'une vanne, selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de transformation (4, 4') comprennent une pompe hydraulique (15) du type à engrenage, actionnée par l'arbre de sortie (6) du moteur (3). 4. Dispositif de commande destiné à actionner la pièce mobile de fermeture et d'ouverture d'une vanne, selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pompe hydraulique (15) est du type à engrenages. 5. Dispositif de commande destiné à actionner la pièce mobile de fermeture et d'ouverture d'une vanne, selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement (5, 5') comprennent au moins un piston (7, 40, 41) mobile en translation dans un cylindre (8, 42, 43) contenant de l'huile et relié à la pompe (15). 6. Dispositif de commande destiné à actionner la pièce mobile de fermeture et d'ouverture d'une vanne, selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de compensation (17) permettant d'adapter la circulation d'huile aux différences de volumes et de pressions. 7. Dispositif de commande destiné à actionner la pièce mobile de fermeture et d'ouverture d'une vanne, selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de compensation sont constitués par deux boîtes à clapets (20, 21). 8. Dispositif de commande destiné à actionner la pièce mobile de fermeture et d'ouverture d'une vanne, selon la revendication 7, caractérisé en ce que chacune des deux boîtes à clapets (20, 21) comprend au moins un clapet d'échappement (23). 9. Dispositif de commande destiné à actionner la pièce mobile de fermeture et d'ouverture d'une vanne, selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'une des deux boîtes à clapets (20) comprend un clapet d'admission et d'échappement (28). 10. Dispositif de commande destiné à actionner la pièce mobile de fermeture et d'ouverture d'une vanne, selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les deux boîtes à clapets (20, 21) sont immergées dans l'huile (9) contenue dans un réservoir principal (27).